Задача 323078. Первообразная

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 84.3.1 Первообразные элементарных функций4.3.2 Примеры применения интеграла в физике и геометрии

На рисунке изображён график некоторой функции y=f левая круглая скобка x правая круглая скобка (два луча с общей начальной точкой). Пользуясь рисунком, вычислите F(8) − F(2), где F(x)  — одна из первообразных функции f(x).

В подтеме 5 задач
Разбор
Главная идея: Разность первообразных на концах отрезка равна площади криволинейной трапеции под графиком функции — это прямое следствие основной теоремы анализа.

Используем фундаментальную теорему анализа: разность значений первообразной равна определённому интегралу функции на отрезке.

F(8)F(2)=28f(x)dxF(8) - F(2) = \int_2^8 f(x)\,dx

Этот интеграл геометрически представляет площадь под графиком функции f(x)f(x) на отрезке [2;8][2; 8].

По графику видно, что на этом отрезке образуется трапеция. Определяем её параметры:

  • На отрезке [2;3][2; 3] функция постоянна: f(x)=2f(x) = 2 (высота левой стороны трапеции)
  • На отрезке [3;8][3; 8] функция линейно убывает от значения 2 до значения 0 (высота правой стороны)
  • Основание трапеции (по оси xx) имеет длину 82=68 - 2 = 6

Однако удобнее разбить фигуру на составные части:

  • Прямоугольник на [2;3][2; 3]: площадь =1×2=2= 1 \times 2 = 2
  • Трапеция на [3;8][3; 8]: параллельные стороны равны 2 (в точке 3) и 0 (в точке 8), основание =5= 5. Площадь =2+02×5=5= \frac{2 + 0}{2} \times 5 = 5

Общая площадь (и значение интеграла): F(8)F(2)=2+5=7F(8) - F(2) = 2 + 5 = 7

Типичные ошибки

  • Забыли, что первообразная связана с интегралом: разность F(b)F(a)F(b) - F(a) это именно определённый интеграл, а не просто вычисление функции
  • Неправильно определили значения функции из графика, особенно где она равна нулю или где меняется её вид
  • Ошибка в расчёте площади трапеции: использовали неверную формулу или неправильно определили длины параллельных сторон и высоту

Ещё задачи этой подтемы