Наибольшее и наименьшее значение функции
Содержание
О задании
Это архив. Задание 12 закрывало первую часть профильного ЕГЭ по математике в КИМ-2026 и проверяло работу с производной аналитически: дифференцирование, критические точки, наибольшее и наименьшее значения на отрезке. Отдельного номера в КИМ-2027 у него нет: аналитическое исследование функции спецификация относит теперь к заданию 9 (см. обзорный конспект задания 9). Материал ниже остаётся полезным именно для него - техника та же и дана с запасом. Все номера заданий в тексте ниже даны по КИМ-2026.
- Формат ответа: Целое число или конечная десятичная дробь.
- Уровень сложности: Повышенный.
- Максимальный балл: 1 первичный балл.
Какие темы встречаются
На практике здесь встречаются четыре основных типа уравнений:
- Многочлены (кубические функции вида ).
- Произведения с экспонентой (например, ).
- Функции с натуральным логарифмом (например, ).
- Дробно-рациональные функции (например, ).
Основные формулы
Для успешного решения необходимо помнить таблицу производных и базовые правила дифференцирования.
Общий алгоритм решения
Главное в этом задании - внимательно прочитать вопрос. Алгоритм немного меняется в зависимости от того, что именно просят найти.
- Точка максимума / минимума - это координата по оси .
- Наибольшее / наименьшее значение - это координата по оси .
Примеры решения
Расположим примеры от простых многочленов к более сложным комбинированным функциям.
Условие: Найдите точку минимума функции .
Находим производную
Находим критические точки
Решим уравнение :
Разделим обе части на :
По теореме Виета корни: , .
Расставляем знаки производной
Отметим точки на числовой прямой и определим знаки производной. График производной - это парабола ветвями вверх, значит знаки чередуются: , , .
При переходе через точку производная меняет знак с на (это точка максимума). При переходе через точку производная меняет знак с на (это точка минимума).
Записываем ответ
Нас просят найти точку минимума, значит ответ . Вычислять само значение функции не нужно.
Ответ: 1
Условие: Найдите наименьшее значение функции на отрезке .
Находим производную
Помни, что .
Находим критическую точку
Приравняем производную к нулю:
Разделим на :
Проверяем точку и знаки производной
Проверим, принадлежит ли точка заданному отрезку . Да, принадлежит. Определим знак производной в окрестности этой точки. Если (правее), . Если (левее), . Знак меняется с на , значит - точка минимума. Следовательно, наименьшее значение функции на отрезке достигается именно в ней.
Вычисляем наименьшее значение
Найдём наименьшее значение функции, подставив в исходное уравнение:
Так как , получаем:
Ответ: -6
Условие: Найдите точку максимума функции .
Находим производную произведения
Здесь нужно применить правило производной произведения , а также учесть, что - это сложная функция:
Найдём производную:
Упрощаем производную
Вынесем общий множитель за скобку:
Находим критические точки
Приравняем к нулю. Экспонента всегда строго больше нуля, поэтому корни дают только скобки:
Расставляем знаки и выбираем точку максимума
Отметим точки на прямой и определим знаки. Выражение для представляет собой произведение всегда положительной экспоненты на квадратичную функцию . Это парабола ветвями вниз. Знаки на интервалах: , , .
Точка максимума (переход с на ) достигается в . Нас просят найти точку максимума, поэтому подставлять в исходную функцию не нужно.
Ответ: -3
Частые ошибки
Стратегия на экзамене
- В ответ на вопрос «Найдите точку минимума функции» нужно записать...
- Чему равна производная ?
- Производная меняет знак с на при переходе через точку . Что это за точка?
- Найди точку минимума функции .