Задача 26728. Исследование произведений

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

Найдите точку максимума функции y= левая круглая скобка x плюс 6 правая круглая скобка в квадрате e в степени левая круглая скобка 4 минус x правая круглая скобка .

В подтеме 29 задач
Разбор
Главная идея: Применить правило дифференцирования произведения, вынести общий множитель e4x(x+6)e^{4-x}(x+6) и проанализировать знак производной по промежуткам для определения экстремума.

Шаг 1. Найдём производную функции

Функция y=(x+6)2e4xy = (x+6)^2 e^{4-x} — произведение двух функций. Применим правило произведения: (uv)=uv+uv(uv)' = u'v + uv'.

u=(x+6)2u=2(x+6)u = (x+6)^2 \Rightarrow u' = 2(x+6)

v=e4xv=e4x(1)=e4xv = e^{4-x} \Rightarrow v' = e^{4-x} \cdot (-1) = -e^{4-x}

Получаем: y=2(x+6)e4x+(x+6)2(e4x)y' = 2(x+6) \cdot e^{4-x} + (x+6)^2 \cdot (-e^{4-x})

Шаг 2. Упростим производную

Вынесем общий множитель e4xe^{4-x}: y=e4x[2(x+6)(x+6)2]y' = e^{4-x}[2(x+6) - (x+6)^2]

Вынесем (x+6)(x+6) из скобок: y=e4x(x+6)[2(x+6)]y' = e^{4-x}(x+6)[2 - (x+6)]

y=e4x(x+6)(2x6)=e4x(x+6)(x4)y' = e^{4-x}(x+6)(2 - x - 6) = e^{4-x}(x+6)(-x-4)

y=e4x(x+4)(x+6)y' = -e^{4-x}(x+4)(x+6)

Шаг 3. Найдём критические точки

Производная равна нулю, когда один из множителей равен нулю. Множитель e4x>0e^{4-x} > 0 всегда, поэтому: (x+4)(x+6)=0(x+4)(x+6) = 0

Критические точки: x=4x = -4 и x=6x = -6

Шаг 4. Определим знаки производной

Анализируем знак y=e4x(x+4)(x+6)y' = -e^{4-x}(x+4)(x+6) на промежутках:

  • При x<6x < -6: (x+4)<0(x+4) < 0, (x+6)<0(x+6) < 0, произведение (x+4)(x+6)>0(x+4)(x+6) > 0, поэтому y<0y' < 0 (убывание)
  • При 6<x<4-6 < x < -4: (x+4)<0(x+4) < 0, (x+6)>0(x+6) > 0, произведение (x+4)(x+6)<0(x+4)(x+6) < 0, поэтому y>0y' > 0 (возрастание)
  • При x>4x > -4: (x+4)>0(x+4) > 0, (x+6)>0(x+6) > 0, произведение (x+4)(x+6)>0(x+4)(x+6) > 0, поэтому y<0y' < 0 (убывание)

Шаг 5. Определим экстремумы

В точке x=4x = -4 производная меняет знак с плюса на минус — это точка максимума.

В точке x=6x = -6 производная меняет знак с минуса на плюс — это точка минимума.

Типичные ошибки

  • Забыть применить цепное правило при дифференцировании e4xe^{4-x} (забыть множитель (1)(-1))
  • Ошибиться при упрощении скобок [2(x+6)][2 - (x+6)] и получить неверные критические точки
  • Перепутать максимум и минимум, не проверив смену знака производной в критических точках

Ещё задачи этой подтемы