Как найти максимум функции алгоритм - Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

Задание B14 в ЕГЭ по математике завершает первую его часть, представляющую собой, по сути, итоговую контрольную работу по курсу математики 11 класса. К выполнению заданий только первой части ЕГЭ репетиторы по математике готовят учащихся, цель которых — спокойная сдача экзамена и получение хорошей отметки по математике в аттестат. Во второй части ЕГЭ по математике присутствуют задания, умение решать которые понадобится выпускникам, собирающимся поступать в вузы, учебная программа которых в той или иной мере связана с математикой, на что обращает внимание при подготовке своих занятий профессиональный репетитор.

Задача B14 из ЕГЭ 2012 по математике соответствует задаче B11 из ЕГЭ 2011 по математике и представляет собой задание на исследование элементарных функций (дробно-рациональных, иррациональных, тригонометрических, показательных, логарифмических). Чаще всего это исследование сводится к нахождению наибольшего (наименьшего) значения функции на отрезке или же максимума (минимума) функции. Существует два различных подхода к решению этих задач: с использованием и без использования понятия производной функции. В статье представлен краткий обзор каждого из них.

Решение задач B14 с помощью производных

Что нужно знать для решения задач на исследование функций с помощью понятия производной из ЕГЭ по математике. Выделим здесь три основных пункта:

1. Безупречное знание производных элементарных функций, изучаемых в школьном курсе математики. Обязательно выучите из наизусть!

Таблица производных элементарных функций

Функция	Производная
Постоянная
Степенная	$left(x^{alpha})' = alphacdot x^{alpha-1}right,, alphain R$
Показательная
Экспоненциальная
Синус
Косинус
Тангенс	$left(operatorname{tg} xright)'=frac{1}{cos^2 x},, xne frac{pi}{2}+pi k,, kin Z$
Котангенс	$left(operatorname{ctg} xright)'=-frac{1}{sin^2 x},, xnepi k,, kin Z$
Логарифмическая	$left(log_a xright)' = frac{1}{xln a},, x>0,, a>0,, ane 1$
Натуральный логарифм	$left(ln xright)' = frac{1}{x},, x>0$
Арксинус	$left(operatorname{arcsin} xright)' = frac{1}{sqrt{1-x^2}},, \|x\|<1$
Арккосинус	$left(operatorname{arccos} xright)' = -frac{1}{sqrt{1-x^2}},, \|x\|<1$
Арктангенс	$left(operatorname{arctg} xright)' = frac{1}{1+x^2}$
Арккотангенс	$left(operatorname{arcctg} xright)' = -frac{1}{1+x^2}$

2. Безупречное знание и умение применить на практике основные правила вычисления производных. Это одно из основополагающих обстоятельств, определяющих математическую грамотность человека.

Основные правила вычисления производных

Правило вычисления производной произведения имеет полезное следствие, которое также требуется запомнить: если то (постоянный множитель можно выносить за знак производной).

3. Знание и понимание алгоритмов нахождения наибольшего (наименьшего) значения функции, а также максимума (минимума) функции с использованием понятия производной функции (подробнее об этом читайте в статье «Решаем задачи B14 из ЕГЭ»). Когда дело доходит до алгоритмов, без конкретных примеров не обойтись, разбором которых мы сейчас и займемся.

Алгоритм нахождения наименьшего или наибольшего значения функции на отрезке

Алгоритм нахождения наибольшего или наименьшего значения функции на отрезке

Задача для самостоятельного решения №1. Найдите наибольшее значение функции $y=x+frac{9}{x}$ на отрезке

Показать ответ

Ответ:

Алгоритм нахождения точки максимума или минимума функции

Алгоритм нахождения максимума или минимума функции

Задача для самостоятельного решения №2. Найдите точку минимума функции

Показать ответ

Ответ:

Задачи, подобные данным, предлагаются выпускникам школ в заданиях B14 на ЕГЭ по математике. Это, скажет так, тот «минимум», который должен, по мнению составителей ЕГЭ, освоить каждый современный человек. Ну и ни для кого не секрет, что этим минимумом большинство и ограничивается. Мы же с вами не будем уподобляться «читателям газет» из замечательного стихотворения Марины Цветаевой и решим еще одну задачу, связанную с исследованием функции на максимальное значение с использованием понятия производной.

Пример 1. Докажите, что прямоугольник с данной диагональю имеет наибольшую площадь, если он квадрат.

Решение. Обозначим одну из сторон такого прямоугольника за Тогда длина второй стороны может быть определена из теоремы Пифагора и будет равна $sqrt{d^2-x^2}.$ Тогда его площадь равна $S=xsqrt{d^2-x^2}.$ Фактически это функция от переменной Определим при каком значении эта функция принимает наибольшее значение.

Область определения данной функции определяется промежутком . Находим производную.

$[ frac{dS}{dx}=sqrt{d^2-x^2}-frac{x^2}{sqrt{d^2-x^2}}=frac{d^2-2x^2}{sqrt{d^2-x^2}}. ]$

В области определения функции производная обращается в ноль в точке $x=frac{d}{sqrt{2}},$ при этом знак производной меняется с плюса на минус. Следовательно, это единственная точка максимума, и максимальное значение данная функция принимает именно в ней. Но прямоугольник с диагональною и стороной $frac{d}{sqrt{2}}$ — это квадрат (следует из теоремы Пифагора). Что и требовалось доказать.

Задача для самостоятельного решения №3. Из всех прямоугольников, у которых две вершины лежат на оси «внутри параболы», а две другие — на параболе выбран прямоугольник с наибольшей площадью. Найти эту площадь.

Показать ответ

Ответ:

Решение задач B14 без использования понятия производной

Возможно некоторым школьникам, привыкшим решать задачи по математике исключительно по отработанному алгоритму, изложенное далее покажется излишним, ведь все предлагаемые в B14 задания из ЕГЭ можно решить с помощью производной. Однако, это вовсе не означает, что данный способ во всех случаях оказывается простейшим из возможных. Чтобы в этом убедиться, предлагаю вам самостоятельно выполнить следующие несложные задания:

1) найдите наименьшее и наибольшее значения функции на отрезке

Показать решение

Эта функция возрастает на данном отрезке (коэффициент при положителен), поэтому наименьшего в нем значения она достигает на его левом конце $y_{operatorname{min}} = y(1) = 5,$ а наибольшего — на правом $y_{operatorname{max}} = y(4) = 23.$

2) для функции найдите наибольшее и наименьшее значения на отрезке

Показать решение

Графиком данной квадратичной функции является парабола, ветви которой направлены вверх (коэффициент при положителен), а абсцисса ее вершины равна $x_0=-frac{b}{2a}=2.$ Эта точка принадлежит отрезку в ней функция достигает своего наименьшего значения на этом отрезке $y_{operatorname{min}} = y(2) = 1.$ Наибольшее значение на рассматриваемом отрезке функция достигает в том из его концов, который наиболее удален от то есть $y_{operatorname{max}} = y(5) = 10.$

3) найдите наименьшее и наибольшее значения функции на отрезке

Показать решение

Длина рассматриваемого отрезка больше (основного периода синусоиды). Следовательно, на отрезке функция принимает свое наибольшее и наименьшее значения. Вместе с тем свои наибольшее и наименьшее значения принимает и исходная функция.

Замена переменной

Пример 2. Найдите наименьшее значение функции на отрезке $left[0;frac{pi}{2}right].$

Решение. Используя основное тригонометрическое тождество, преобразуем функцию к виду: Используем замену Так как $xinleft[0;frac{pi}{2}right],$ то

Ищем тогда наименьшее значение функции на отрезке Оно достигается в вершине данной параболы, ветви которой направлены вверх (коэффициент при положителен), то есть в точке $t_0=-frac{b}{2a} = frac{1}{2},$ исходная переменная принимает при этом значение $x_0 = frac{pi}{6}.$

Соответствующее значение функции равно $y_{operatorname{min}} = yleft(frac{pi}{6}right) = -frac{1}{4}.$

Ответ: $-frac{1}{4}.$

Задача для самостоятельного решения №4. Найдите наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке

Показать ответ

Ответ: $y_{operatorname{min}} = 2,$ $y_{operatorname{max}} = 6.$

Использование монотонности функций

Пример 3. Найдите точку максимума функции

Решение. Логарифмическая функция является возрастающей (большему значению аргумента соответствует большее значение функции), поэтому достаточно найти максимум функции он же будет являться максимумом для исходной функции.

Максимума данная квадратичная функция достигает в точке $x_0=-frac{b}{2a} = 4.$ Соответствующее значение входит в область определения исходной функции.

Ответ:

Задача для самостоятельного решения №5. Найдите точку максимума функции

Показать ответ

Ответ:

Задача для самостоятельного решения №6. В центре квадратной комнаты площадью м² висит лампа. На какой высоте от пола должна находиться лампа, чтобы освещенность в углах комнаты была наибольшей? Освещенность от точечного источника света вычисляется по формуле:

$[ E=frac{I}{r^2}cos alpha, ]$

где — сила света (постоянная в данной задаче величина), — расстояние от источника, — угол падения лучей света относительно нормали к поверхности.

Показать ответ

Ответ: м.

Не сходится с ответом?

Показать решение

Как репетитор по физике и математике, занимающийся подготовкой школьников к сдаче ЕГЭ и ГИА, могу сказать, что ученики, которое ориентируются на поступление в вуз (в особенности это касается математических вузов) должны понимать, что им нужно решать безошибочно все задания части B. Потеря баллов по невнимательности за неверное выполнение несложных заданий первой части ЕГЭ — непозволительная для них роскошь. Поэтому я всегда советую проверять свои решения. Не пренебрегайте этой возможностью, она позволит вам улучшить свои результаты на экзамене.

Репетитор по математике на Юго-Западной
Сергей Валерьевич

Единственный способ освоить язык программирования — это писать на нем программы. © Д. М. Ричи

Источник

В этой статье мы разберём базовый алгоритм решения номера 12 из профиля ЕГЭ по математике!

Итак, перед нами условие:

В заданиях 12 основное умение, которое вам пригодится – умение брать производную. В данном номере надо найти минимум функции. Для того чтобы найти минимум (или максимум) функции необходимо:

1) Найти производную функции

2) Найти нули производной

3) Найти промежутки возрастания или убывания функции

4) Определить точки минимума или максимума функции

5) На основе полученных данных записать ответ и ВСЁ!

Итак, следуем алгоритму. Запишем производную данной функции (про производные скоро выйдет отдельная статья):

ЕГЭ: Математика. Профиль. №12 - нахождение минимума или максимума функции. Проще, чем кажется!

Далее находим нули получившейся производной. У нас дробь, поэтому числитель должен быть равен 0, а знаменатель не равен 0. Получаем икс, равное -5. На всякий случай подставим его в знаменатель, чтобы убедиться, что у нас там не выйдет 0. К счастью, такого не случилось, поэтому теперь определяем возрастание и убывание функции.

Чтобы определить возрастание или убывание функции надо воспользоваться методом интервалов. Для этого изобразим прямую, отметим на ней наши нули функции:

Далее найдём промежутки возрастания и убывания функции. Для этого можно просто подставлять любые значения из получившихся промежутков (до 5 и после 5) в ПРОИЗВОДНУЮ(!) Большая ошибка подставлять значения в функцию вместо производной, может получиться неверный знак! Итак, подставляя значения правее и левее пятёрки в производную, получаем знак “плюс” справа (так как производная положительна) и знак “минус” слева (производная отрицательная):

Что мы таким образом получили? Мы получили знаки производной! А эти знаки означают, убывает ли функция или возрастает. Когда знак производной положителен, функция возрастает; когда знак производной отрицателен, функция убывает. Отметим условными стрелочками возрастание или убывание функции под прямой:

Ну что же, теперь видно невооружённым взглядом – точка -5 является точкой, где функция переходит от убывания к возрастанию! Также несложно догадаться, что она является минимумом функции, который нам надо найти. Если бы функция шла вверх, а потом начала бы убывать, то этой была бы точка максимума. Таким образом, мы нашли точку минимума функции, чего мы и добивались. Поэтому смело можем записать ОТВЕТ: -5.

Следует сказать, что этот алгоритм универсален для решения всех 12-х номеров, они все нацелены на нахождение минимумов или максимумов функции. Поэтому основной навык, который вам может пригодиться при решении этих задач – это умение искать производную.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОДПИШИСЬ И ПОСТАВЬ ЛАЙК! ТАКЖЕ ПОДПИСЫВАЙСЯ НА МЕНЯ ВКОНТАКТЕ ПО ССЫЛКЕ: https://vk.com/hello_there_2021 Удачи!

P.S. Пишите в комментарии или в личку задачи, которые были бы Вам интересны для разбора или которые вызывают трудности. Постараюсь всем ответить!

Источник

Минимумом называют точку на функции, в которой значение функции меньше, чем в соседних точках.

Максимумом называют точку на функции, в которой значение функции больше, чем в соседних точках.

Также можно сказать, что в этих точках меняется направление движения функции: если функция перестает падать и начинает расти – это точка минимума, наоборот – максимума.

Минимумы и максимумы вместе именуют экстремумами функции.

Иными словами, все пять точек, выделенных на графике выше, являются экстремумами.

В точках экстремумов (т.е. максимумов и минимумов) производная
равна нулю.

Благодаря этому найти эти точки не составляет проблем, даже если у вас нет графика функции.

Внимание! Когда пишут экстремумы или максимумы/минимумы имеют в виду значение функции т.е. (y). Когда пишут точки экстремумов или точки максимумов/минимумов имеют в виду иксы в которых достигаются максимумы/минимумы. Например, на рисунке выше, (-5) точка минимума (или точка экстремума), а (1) – минимум (или экстремум).

Как найти точки экстремумов функции по графику производной (7 задание ЕГЭ)?

Давайте вместе найдем количество точек экстремума функции по графику производной на примере:

У нас дан график производная — значит ищем в каких точках на графике производная равна нулю. Очевидно, это точки (-13), (-11), (-9),(-7) и (3). Количество точек экстремума функции – (5).

Внимание! Если дан график производной функции, а нужно найти точки экстремумов функции, мы не считаем максимумы и минимумы производной! Мы считаем точки, в которых производная функции обращается в ноль (т.е. пересекает ось (x)).

Как найти точки максимумов или минимумов функции по графику производной (7 задание ЕГЭ)?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вспомнить еще два важных правил:

– Производная положительна там, где функция возрастает.
– Производная отрицательна там, где функция убывает.

С помощью этих правил давайте найдем на графике производной точки минимума и максимума функции.

Понятно, что минимумы и максимумы надо искать среди точек экстремумов, т.е. среди (-13), (-11), (-9),(-7) и (3).

Чтобы проще было решать задачу расставим на рисунке сначала знаки плюс и минус, обозначающие знак производной. Потом стрелки – обозначающие возрастание, убывания функции.

Начнем с (-13): до (-13) производная положительна т.е. функция растет, после – производная отрицательна т.е. функция падает. Если это представить, то становится ясно, что (-13) – точка максимума.

(-11): производная сначала положительна, а потом отрицательна, значит функция возрастает, а потом убывает. Опять попробуйте это мысленно нарисовать и вам станет очевидно, что (-11) – это минимум.

(- 9): функция возрастает, а потом убывает – максимум.

(-7): минимум.

(3): максимум.

Все вышесказанное можно обобщить следующими выводами:

– Функция имеет максимум там, где производная равна нулю и меняет знак с плюса на минус.
– Функция имеет минимум там, где производная равна нулю и меняет знак с минуса на плюс.

Как найти точки максимумов и минимумов если известна формула функции (12 задание ЕГЭ)?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно делать все то же, что и в предыдущем пункте: находить где производная положительна, где отрицательна и где равна нулю. Чтобы было понятнее напишу алгоритм с примером решения:

Найдите производную функции (f'(x)).
Найдите корни уравнения (f'(x)=0).
Нарисуйте ось (x) и отметьте на ней точки полученные в пункте 2, изобразите дугами промежутки, на которые разбивается ось. Подпишите над осью (f'(x)), а под осью (f(x)).
Определите знак производной в каждом промежутке (методом интервалов).
Поставьте знак производной в каждом промежутке (над осью), а стрелкой укажите возрастание (↗) или убывание (↘) функции (под осью).
Определите, как изменился знак производной при переходе через точки, полученные в пункте 2:
– если (f’(x)) изменила знак с «(+)» на «(-)», то (x_1) – точка максимума;
– если (f’(x)) изменила знак с «(-)» на «(+)», то (x_3) – точка минимума;
– если (f’(x)) не изменила знак, то (x_2) – может быть точкой перегиба.

Всё! Точки максимумов и минимумов найдены.

Изображая на оси точки в которых производная равна нулю – масштаб можно не учитывать. Поведение функции можно показать так, как это сделано на рисунке ниже. Так будет очевиднее где максимум, а где минимум.

Пример(ЕГЭ). Найдите точку максимума функции (y=3x^5-20x^3-54).
Решение:
1. Найдем производную функции: (y’=15x^4-60x^2).
2. Приравняем её к нулю и решим уравнение:

(15x^4-60x^2=0) (|:15)
(x^4-4x^2=0)
(x^2 (x^2-4)=0)
(x=0) (x^2-4=0)
(x=±2)

3. – 6. Нанесем точки на числовую ось и определим, как меняется знак производной и как движется функция:

Теперь очевидно, что точкой максимума является (-2).

Ответ. (-2).

Смотрите также:
Связь функции и её производной | 7 задача ЕГЭ
Разбор задач на поиск экстремумов, минимумов и максимумов

Скачать статью

Источник

Алгебра и начала математического анализа, 11 класс

Урок № 16. Экстремумы функции.

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме

1) Определение точек максимума и минимума функции

2) Определение точки экстремума функции

3) Условия достаточные для нахождения точек экстремума функции

Глоссарий по теме

Возрастание функции. Функция y=f(x) возрастает на интервале X, если для любых х₁ и х₂, из этого промежутка выполняется неравенство . Другими словами – большему значению аргумента соответствует большее значение функции.

Максимум функции. Значение функции в точке максимума называют максимумом функции

Минимум функции. Значение функции в точке минимума называют минимумом функции

Производная (функции в точке) — основное понятие дифференциального исчисления, которое характеризует скорость изменения функции (в конкретной точке).

Точка максимума функции. Точку х₀ называют точкой максимума функции y = f(x), если для всех x из ее окрестности справедливо неравенство .

Точка минимума функции. Точку х₀ называют точкой минимума функции y = f(x), если для всех x из ее окрестности справедливо неравенство .

Точки экстремума функции. Точки минимума и максимума называют точками экстремума.

Убывание функции. Функция y = f(x) убывает на интервале X, если для любых х₁ и х₂, из этого промежутка выполняется неравенство . Другими словами – большему значению аргумента соответствует большее значение функции.

Алгоритм исследования функции на монотонность и экстремумы:

1) Найти область определения функции D(f)

2) Найти f’ (x).

3) Найти стационарные (f'(x) = 0) и критические (f'(x) не

существует) точки функции y = f(x).

4) Отметить стационарные и критические точки на числовой

прямой и определить знаки производной на получившихся

промежутках.

5) Сделать выводы о монотонности функции и точках ее

экстремума.

Основная литература:

Колягин Ю.М., Ткачева М.В, Федорова Н.Е. и др., под ред. Жижченко А.Б. Алгебра и начала математического анализа (базовый и профильный уровни) 11 кл. – М.: Просвещение, 2014.

Дополнительная литература:

Орлова Е. А., Севрюков П. Ф., Сидельников В. И., Смоляков А.Н. Тренировочные тестовые задания по алгебре и началам анализа для учащихся 10-х и 11-х классов: учебное пособие – М.: Илекса; Ставрополь: Сервисшкола, 2011.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Точки, в которых происходит изменение характера монотонности функции – это ТОЧКИ ЭКСТРЕМУМА.

Точку х = х₀ называют точкой минимума функции у = f(х), если у этой точки существует окрестность, для всех точек которой выполняется неравенство f(x) ≥ f(x₀).
Точку х = х₀ называют точкой максимума функции у = f(х), если у этой точки существует окрестность, для всех точек которой выполняется неравенство f(x) ≤ f(x₀).

Точки максимума и минимума – точки экстремума.

Функция может иметь неограниченное количество экстремумов.

Критическая точка – это точка, производная в которой равна 0 или не существует.

Важно помнить, что любая точка экстремума является критической точкой, но не всякая критическая является экстремальной.

Алгоритм нахождения максимума/минимума функции на отрезке:

найти экстремальные точки функции, принадлежащие отрезку,
найти значение функции в экстремальных точках из пункта 1 и в концах отрезка,
выбрать из полученных значений максимальное и минимальное.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

№1. Определите промежуток монотонности функции у=х²-8х +5

Решение: Найдем производную заданной функции: у’=2x-8

2x-8=0

х=4

Определяем знак производной функции и изобразим на рисунке, следовательно, функция возрастает при хϵ (4;+∞); убывает при хϵ (-∞;4)

Ответ: возрастает при хϵ (4;+∞); убывает при хϵ (-∞;4)

№2. Найдите точку минимума функции у= 2х-ln(х+3)+9

Решение: Найдем производную заданной функции:

Найдем нули производной:

х=-2,5

Определим знаки производной функции и изобразим на рисунке поведение функции:

Ответ: -2,5 точка min

№3. Материальная точка движется прямолинейно по закону x(t) = 10t² − 48t + 15, где x – расстояние от точки отсчета в метрах, t – время в секундах, измеренное с начала движения. Найдите ее скорость (в метрах в секунду) в момент времени t = 3с.

Решение: Если нас интересует движение автомобиля, то, принимая в качестве функции зависимость пройденного расстояния от времени, с помощью производной мы получим зависимость скорости от времени.

V=х'(t)= 20t – 48. Подставляем вместо t 3c и получаем ответ. V=12 мc

Ответ: V=12 мc

№4. На рисунке изображен график функции. На оси абсцисс отмечены семь точек: x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7. Определите количество целых точек, в которых производная функции отрицательна.

Решение: Производная функции отрицательна на тех интервалах, на которых функция убывает. В данном случае это точки х3,х5,х7. Следовательно, таких точек 3

Ответ: 3

Источник

Как найти точки минимума и максимума функции

Содержание:

Минимум и максимум функции
- Точка минимума, минимум функции
- Точка максимума, максимум функции
Исследование функций на экстремумы
Примеры задач

Минимум и максимум функции

Минимумом и максимумом функции, другими словами экстремумами, называют точки, в которых функция меняет характер монотонности (с возрастания на убывание и наоборот). Важно понимать, что экстремумы это не максимальные и минимальные значения функции. Обозначаются следующим образом:

(y_{min}, y_{max}) — минимум, максимум функции или экстремумы;
(x_{min}, x_{max}) — точки минимума, максимума функции;
(y_{наиб}, y_{наим}) — наибольшее (максимальное), наименьшее (минимальное) значение функции.

Точка минимума, минимум функции

Точка минимума — такая точка (x_0), если у неё существует окрестность, для всех точек которой выполняется неравенство (f(x)geq f(x_0))

Минимум функции — значение функции в точке минимума (x_0)

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Простыми словами, точка минимума — это та, где убывание функции меняется на возрастание.

Точка максимума, максимум функции

Точка максимума — такая точка (x_0), если у неё существует окрестность, для всех точек которой выполняется неравенство (f(x)leq f(x_0))

Максимум функции — значение функции в точке максимума (x_0)

Простыми словами, точка максимума — это та, где возрастание функции меняется на убывание.

Точки максимума и минимума на графике:

Точка экстремума

Источник: school-collection.edu.ru

Исследование функций на экстремумы

Теорема. Если функция f(x) имеет экстремум в точке (x=x_0,) то в ней производная либо равна 0, либо не существует.

Алгоритм нахождения экстремумов с помощью производной:

Найти область определения функции — D(y).
Определить производную — f ‘(x).
Определить стационарные точки y = f(x), т.е. те, которые принадлежат D(y), f ‘(x) в них обращается в ноль, отыскать критические точки, в которых производной не существует (пример: (f^,(x)=frac1{2sqrt x}), производной не существует при x = 0).
Исследовать характер изменения функции f (x) и знак f ‘(x) в промежутках, на которые найденные критические точки делят область определения (при отрицательном знаке производной функция убывает, при положительном — возрастает).
Относительно каждой критической точки определить, является ли она точкой максимума, минимума (возрастание меняется на убывание — точка максимума, убывание на возрастание — минимума) или не является точкой экстремума (то есть, меняется ли знак производной при переходе через исследуемую точку).
Вычислить значения функции в точках экстремума.

Примеры задач

Задача 1

Исследовать на экстремумы функцию (f(x)=x^3-3x^2.)

Решение задачи по алгоритму:

1) (D(y): xin(-infty;+infty)), т.е. x — любое число.

2) Производная: (f'(x)=3x^2-6x) .

3) Из пункта 1 следует, что критических точек нет. Найдем стационарные:

Приравниваем f ‘(x) к 0, решаем квадратное уравнение (3x^2-6x=0), получаем (x_1=0),(;x_2=2.)

4) Отметим на горизонтальной оси координат точки 0 и 2. Подставим любое x из интервала ((-infty;0)) в f'(x), например, пусть x = -1, тогда (f'(x)=3{(-1)}^2-6(-1)=3+6=9). Получаем f ‘(x)>0, значит на исследуемом интервале f(x) возрастает. Аналогично рассмотрим оставшиеся интервалы. Итого, на отрезке (0;2) производная отрицательна, функция убывает, а на интервале ((2;+infty)) производная положительна, возрастает. Из этого следует, что x=0 – точка максимума, а x=2 – минимума.

5) Найдем значение экстремумов функции.

(f(0)=0-3times0=0)

(f(2)=2^3-3times2^2=8-12=-4)

Ответ: (x_{min}=2,;y_{min}=-4;;x_{max}=0,;y_{max}=0) или (0;0) – минимум функции, (2;-4) – максимум.

Задача 2

Найти промежутки монотонности функции (f(x)=frac x{x^2-4}).

1) (D(y): xinmathbb{R},;)кроме(;pm2)

2) (f'(x)=frac{1(x^2-4)-xtimes2x}{{(x^2-4)}^2}=-frac{x^2+4}{{(x^2-4)}^2})

3) Итак, как выяснилось в пункте 1, критические точки 2 и -2. Если мы приравняем f ‘(x) к 0, чтобы найти стационарные точки, то увидим, что уравнение не будет иметь корней. Значит, стационарных точек нет. Из этого следует, что функция монотонна на всей области определения. Проверим, возрастает она или убывает. Для этого решаем неравенство (-frac{x^2+4}{{(x^2-4)}^2}leq0) и получим, что неравенство верно при любом x, значит функция убывает.

Не забываем, что в ответе, указывая промежуток, обязательно нужно исключить критические точки -2 и 2 т.к. в них функция не определена.

Ответ: f(x) убывает на промежутке ((-infty;-2)cup(-2;2)cup(2;+infty)).

Задача 3

Докажите, что функция (f(x)=x^5+2x^3-4) возрастает на всех числовой прямой.

1) (D(y): xinmathbb{R}), значит критических точек нет.

2) (f'(x)=5x^4+6x)

3) Приравняем f'(x) к 0 и найдем корень: x = 0. Отметим 0 на числовой прямой и определим знак производной на промежутках ((-infty;0)) и ((0;+infty)). Получим, что производная положительна на обоих промежутках, следовательно функция возрастает на всей числовой прямой.

Утверждение доказано

Источник

Решение задач B14 с помощью производных

Решение задач B14 без использования понятия производной

Минимумом называют точку на функции, в которой значение функции меньше, чем в соседних точках.

Максимумом называют точку на функции, в которой значение функции больше, чем в соседних точках.

Минимумы и максимумы вместе именуют экстремумами функции.

В точках экстремумов (т.е. максимумов и минимумов) производная равна нулю.

Как найти точки экстремумов функции по графику производной (7 задание ЕГЭ)?

Как найти точки максимумов или минимумов функции по графику производной (7 задание ЕГЭ)?

– Производная положительна там, где функция возрастает. – Производная отрицательна там, где функция убывает.

Как найти точки максимумов и минимумов если известна формула функции (12 задание ЕГЭ)?

Как найти точки минимума и максимума функции

Минимум и максимум функции

Точка минимума, минимум функции

Точка максимума, максимум функции

Исследование функций на экстремумы

Примеры задач

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Вам также может понравиться

Как найти сумму от процента в excel

Как найти sata mode в биосе

Как найти длительность удара

Добавить комментарий Отменить ответ

В точках экстремумов (т.е. максимумов и минимумов) производная
равна нулю.

– Производная положительна там, где функция возрастает.
– Производная отрицательна там, где функция убывает.