Задача 27496. Применение производной к исследованию функций

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 83.2.1 Монотонность функции. Промежутки возрастания и убывания3.2.5 Точки экстремума функции

На рисунке изображен график производной функции f(x), определенной на интервале (−11; 11). Найдите количество точек экстремума функции f(x) на отрезке [−10; 10].

В подтеме 39 задач
Разбор
Главная идея: Экстремумы функции соответствуют нулям производной, где она меняет знак (пересекает, а не касается оси абсцисс).

Точка экстремума функции — это точка, где она переходит от возрастания к убыванию или наоборот. Признак экстремума связан с производной: функция имеет экстремум в точке x0x_0, если производная f(x)f'(x) меняет знак при переходе через эту точку.

Чтобы найти количество экстремумов, нужно на графике производной найти все точки, где график пересекает ось абсцисс (оси xx). В этих точках f(x)=0f'(x) = 0.

Но не каждый нуль производной — это экстремум. Важно, что производная должна менять знак: слева и справа от нуля она должна иметь противоположные знаки. Если график производной пересекает ось горизонтально (касается и не пересекает), то знака нет.

По графику видно, что производная пересекает ось xx в точках x=6,2,2,6,9x = -6, -2, 2, 6, 9.

Проверим смену знака в каждой:

  • При x=6x = -6: слева f(x)>0f'(x) > 0, справа f(x)<0f'(x) < 0
  • При x=2x = -2: слева f(x)<0f'(x) < 0, справа f(x)>0f'(x) > 0
  • При x=2x = 2: слева f(x)>0f'(x) > 0, справа f(x)<0f'(x) < 0
  • При x=6x = 6: слева f(x)<0f'(x) < 0, справа f(x)>0f'(x) > 0
  • При x=9x = 9: слева f(x)>0f'(x) > 0, справа f(x)<0f'(x) < 0

Все пять точек находятся в отрезке [10;10][-10; 10], и все являются экстремумами.

Типичные ошибки

  • Ошибка: считать экстремумом каждый нуль производной, даже если знак не меняется (касание оси).
  • Ошибка: забыть проверить, что точка находится внутри указанного интервала [−10; 10].
  • Ошибка: неправильно определить знак производной слева и справа от нуля по графику, спутав возрастание и убывание.

Ещё задачи этой подтемы