Задание 12 ЕГЭ, математика (профиль): 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 минимума функции y=2x минус натуральный логарифм левая круглая скобка x плюс 3 правая круглая скобка плюс 7.

В подтеме 22 задач
Разбор
Главная идея: Найти точку минимума помогает исследование производной: приравняем её к нулю, найдём критическую точку, проверим смену знака (с минуса на плюс) при переходе через эту точку.

Шаг 1. Найдём производную функции.

Для функции y=2x−ln⁡(x+3)+7y = 2x - \ln(x + 3) + 7 берём производную от каждого слагаемого:

  • производная от 2x2x равна 22
  • производная от ln⁡(x+3)\ln(x + 3) по правилу цепочки даёт 1x+3\frac{1}{x + 3}
  • константа 77 исчезает

Получаем: y′=2−1x+3y' = 2 - \frac{1}{x + 3}

Шаг 2. Найдём критические точки.

Приравняем производную к нулю: 2−1x+3=02 - \frac{1}{x + 3} = 0

Перенесём дробь в правую часть: 2=1x+32 = \frac{1}{x + 3}

Это значит, что x+3=12x + 3 = \frac{1}{2}, откуда x=−2,5x = -2,5

Шаг 3. Определим характер критической точки.

Проверим знаки производной слева и справа от x=−2,5x = -2,5:

  • При x<−2,5x < -2,5 (например, x=−2,6x = -2,6): x+3=0,4x + 3 = 0,4, тогда 10,4=2,5>2\frac{1}{0,4} = 2,5 > 2, значит y′=2−2,5<0y' = 2 - 2,5 < 0 (функция убывает)
  • При x>−2,5x > -2,5 (например, x=−2x = -2): x+3=1x + 3 = 1, тогда 11=1<2\frac{1}{1} = 1 < 2, значит y′=2−1>0y' = 2 - 1 > 0 (функция возрастает)

Производная меняет знак с минуса на плюс — это точка минимума.

Типичные ошибки

  • Ошибка в вычислении производной логарифма — забывают применить правило цепочки для ln⁡(x+3)\ln(x + 3)
  • Неправильное решение уравнения 2−1x+3=02 - \frac{1}{x+3} = 0 — ошибаются при переходе к уравнению x+3=12x + 3 = \frac{1}{2}
  • Путают точку минимума с точкой максимума, не проверив знаки производной по сторонам от критической точки
Непонятно?

Похожие задачи