Задача 317543. 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 функции y=f левая круглая скобка x правая круглая скобка и отмечены точки −2, −1, 1, 2. В какой из этих точек значение производной наибольшее? В ответе укажите эту точку.

В подтеме 39 задач
Разбор
Главная идея: Производная равна тангенсу угла наклона касательной; нужно сравнить углы наклона во всех четырёх точках и найти максимальный угол.

Производная функции в конкретной точке равна угловому коэффициенту касательной, проведённой к графику в этой точке. Угловой коэффициент — это тангенс угла наклона касательной к положительному направлению оси xx.

Шаг 1. Мысленно или визуально проводим касательные к графику в каждой из четырёх точек: x=2,1,1,2x = -2, -1, 1, 2.

Шаг 2. Проанализируем знак производной:

  • В точках x=2x = -2 и x=2x = 2 касательная наклонена вверх (слева направо), поэтому f(x)>0f'(x) > 0.
  • В точках x=1x = -1 и x=1x = 1 касательная наклонена вниз или горизонтальна, значит f(x)0f'(x) \leq 0.

Сразу исключаем x=1x = -1 и x=1x = 1: наибольшее значение производной должно быть положительным.

Шаг 3. Сравниваем углы наклона касательных в точках x=2x = -2 и x=2x = 2:

  • При x=2x = -2 касательная поднимается под большим углом к оси xx.
  • При x=2x = 2 касательная поднимается под меньшим углом.

Чем больше угол наклона, тем больше его тангенс, а значит, больше производная.

Вывод: Наибольшее значение производной в точке x=2x = -2.

Типичные ошибки

  • Путать угол наклона касательной с крутизной графика самой функции — они могут быть разными в разных местах кривой
  • Забыть, что производная может быть отрицательной, и не проверить знак перед сравнением величин
  • Неправильно определить угол наклона касательной по графику из-за невнимательности при её мысленном проведении

Ещё задачи этой подтемы