Пример 2. Исследовать функцию
и построить ее график.
Решение. I. Функция
определена на всей числовой оси, кроме точки x=0.
II. В точке
функция имеет бесконечный разрыв: при
и при
. Во всех других точках числовой оси функция непрерывна.
III. Функция не является ни четной, ни нечетной, ни периодической.
IV. График функции пересекает ось Ох в точке (1; 0) и не пересекает оси Оу.
Слева от точки разрыва, при ; между точкой разрыва и точкой пересечения с осью Ох, при ; справа от точки пересечения с осью Ох, при 1<x<
.
V. а) Прямая х = 0 (ось ординат) является вертикальной асимптотой графика функции, ибо при х = 0 она имеет бесконечный разрыв;
б)
;
.
Следовательно, прямая y=-x есть невертикальная асимптота. При
параметры k и b имеют те же значения, поэтому других асимптот нет.
VI.
в точке
, которая является критической; у' не существует в точке х = 0, но эта точка не является критической, так как она есть точка разрыва.
Исследуем критическую точку по знаку y'':
,
следовательно,
есть точка минимума:
Слева от точки минимума при
,
функция убывает; между точкой минимума и точкой разрыва при функция возрастает; справа от точки разрыва при
, y'<0 функция убывает.

VII.
; y'' не существует при х = 0, но это значение х не может быть абсциссой точки перегиба, так как оно является точкой разрыва. Следовательно, график функции не имеет точек перегиба.
Во всей области определения функции , поэтому ее график всюду обращен выпуклостью вниз.
VIII. Используя все полученные данные, строим график функции (рис. 69).
Пример 3. Исследовать функцию
и построить ее график.
Решение. I, II. Функция
определена и непрерывна на всей числовой оси.
III. Функция нечетная, ибо у(-х)=-у(х); ее график будет симметричен относительно начала координат.
IV. График функции пересекается с осями координат только в начале координат.
При х<0 значения у<0; при х>0 значения y>0.
V. а) Вертикальных асимптот график функции не имеет;
б) ![\displaystyle k=\underset{x \to +\infty }{\lim}\frac{y}{x}=\underset{x \to +\infty }{\lim}\frac{\sqrt[3]{(x+1)^{2}}-\sqrt[3]{(x-1)^{2}}}{x}=\underset{x \to +\infty }{\lim}\left ( \sqrt[3]{\frac{1}{x}+\frac{2}{x^{2}}+\frac{1}{x^{3}}}-\sqrt[3]{\frac{1}{x}-\frac{2}{x^{2}}+\frac{1}{x^{3}}} \right )=0;](https://math-helper.ru/wp-content/plugins/latex/cache/tex_f47da0748ca388ed91e1d3d2ff64064f.gif)
![\displaystyle b=\underset{x \to +\infty }{\lim}(y-kx)=\underset{x \to +\infty }{\lim}\left [ \sqrt[3]{(x+1)^{2}}-\sqrt[3]{(x-1)^{2}} \right ]=\underset{x \to +\infty }{\lim}\frac{(x+1)^{2}-(x-1)^{2}}{\sqrt[3]{(x+1)^{4}}+\sqrt[3]{(x+1)^{2}(x-1)^{2}}+\sqrt[3]{(x-1)^{4}}}=0.](https://math-helper.ru/wp-content/plugins/latex/cache/tex_c0b8ff93a0e2eac0fd56c44c9b254315.gif)
Подставляя найденные значения k=b=0 в уравнение y=kx+b получим уравнение невертикальной асимптоты: y=0.
Тот же результат получится и при
.
VI. ![\displaystyle y'=\frac{2}{3}(x+1)^{-\frac{1}{3}}-\frac{2}{3}(x-1)^{-\frac{1}{3}}=\frac{2}{3}\cdot \frac{\sqrt[3]{x-1}-\sqrt[3]{x+1}}{\sqrt[3]{x^{2}-1}};](https://math-helper.ru/wp-content/plugins/latex/cache/tex_c1cda9e011d34dd8fe3ea0fa1de51674.gif)
у' нигде не обращается в нуль; у' не существует в точках
, которые являются критическими. Исследуя критические точки по знаку у' в соседних с ними точках слева и справа:

заключаем, что x=-1 есть точка минимума, где
а х=1 есть точка максимума, где
.
Слева от точки минимума в интервале
и справа от точки максимума в интервале
, где у'<0, функция убывает, а между точками минимума и максимума в интервале (—1; 1), где y'>0, функция возрастает.
VII. ![\displaystyle y''=-\frac{2}{9}(x+1)^{-\frac{4}{3}}+\frac{2}{9}(x-1)^{-\frac{4}{3}}=\frac{2}{9}\cdot \frac{\sqrt[3]{(x+1)^{4}}-\sqrt[3]{(x-1)^{4}}}{\sqrt[3]{(x^{2}-1)^{4}}};](https://math-helper.ru/wp-content/plugins/latex/cache/tex_ee49a26fc84cab209ec4fe7ec3a4c237.gif)
y''=0 в точке х=0; у" не существует в точках х = ±1. Эти точки оси Ох могут быть абсциссами точек перегиба. Исследуя их по знаку у" в соседних с ними точках слева и справа:
заключаем, что х=0 есть абсцисса точки перегиба; у(0) = 0.

Слева от точки перегиба, в интервале
, где у"<0, график функции обращен выпуклостью вверх, а справа от точки перегиба, в интервале
, где у">0, график функции обращен выпуклостью вниз.
VIII. Основываясь на полученных результатах исследования, строим график функции (рис. 70).

