Задача 26722. Исследование показательных и логарифмических функций

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 123.2.1 Монотонность функции. Промежутки возрастания и убывания3.2.5 Точки экстремума функции

Найдите точку максимума функции y= натуральный логарифм левая круглая скобка x плюс 5 правая круглая скобка минус 2x плюс 9.

В подтеме 22 задач
Разбор
Главная идея: Для поиска экстремума показательной или логарифмической функции найдите производную, приравняйте её к нулю, затем проверьте смену знака производной: если yy' меняется с «+» на «−», то это максимум.

Шаг 1. Найдём область определения.

Для функции y=ln(x+5)2x+9y = \ln(x+5) - 2x + 9 логарифм определён, когда x+5>0x + 5 > 0, то есть x>5x > -5. Область определения: (5;+)(-5; +\infty).

Шаг 2. Вычислим производную.

Производная логарифма: (ln(x+5))=1x+5(\ln(x+5))' = \frac{1}{x+5}

Производная линейной функции: (2x)=2(-2x)' = -2

Постоянная даёт нуль: (9)=0(9)' = 0

Следовательно: y=1x+52y' = \frac{1}{x+5} - 2

Шаг 3. Найдём критические точки.

Приравняем производную к нулю: 1x+52=0\frac{1}{x+5} - 2 = 0

1x+5=2\frac{1}{x+5} = 2

x+5=12x + 5 = \frac{1}{2}

x=4,5x = -4,5

Шаг 4. Определим характер экстремума.

Анализируем знак производной y=1x+52y' = \frac{1}{x+5} - 2:

— При 5<x<4,5-5 < x < -4,5: знаменатель x+5<0,5x+5 < 0,5, поэтому 1x+5>2\frac{1}{x+5} > 2, тогда y>0y' > 0 (функция возрастает)

— При x>4,5x > -4,5: знаменатель x+5>0,5x+5 > 0,5, поэтому 1x+5<2\frac{1}{x+5} < 2, тогда y<0y' < 0 (функция убывает)

Производная меняет знак с плюса на минус, значит x=4,5x = -4,5 — точка максимума.

Типичные ошибки

  • Забыли учесть область определения логарифма: x>5x > -5 (не x5x \geq -5).
  • Ошибки при вычислении производной: неправильно применили формулу производной логарифма или забыли про цепное правило.
  • Неверно решили уравнение 1x+5=2\frac{1}{x+5} = 2: например, написали x+5=2x+5 = 2 вместо x+5=0,5x+5 = 0,5.

Ещё задачи этой подтемы