Задача 500248. Применение производной к исследованию функций

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 84.2.1 Применение производной к исследованию функций и построению графиков

На рисунке изображён график дифференцируемой функции y  =  f(x). На оси абсцисс отмечены девять точек: x1, x2, x3, ..., x9. Среди этих точек найдите все точки, в которых производная функции f(x) отрицательна. В ответе укажите количество найденных точек.

В подтеме 39 задач
Разбор
Главная идея: Производная функции отрицательна ровно на участках, где график функции убывает. Нужно просто найти все отмеченные точки, расположенные на убывающих участках.

Решение основано на связи между поведением функции и знаком её производной.

Шаг 1: Вспомним, что означает знак производной

Если функция возрастает на некотором промежутке, то f(x)>0f'(x) > 0 в каждой точке этого промежутка. Если функция убывает, то f(x)<0f'(x) < 0. В точках экстремума (максимум или минимум) f(x)=0f'(x) = 0.

Шаг 2: Анализируем поведение функции в каждой из девяти точек

Посмотрим на график слева направо:

  • В точках x1,x2x_1, x_2 график идёт вверх — функция возрастает, поэтому f(x1)>0f'(x_1) > 0 и f(x2)>0f'(x_2) > 0.
  • В точке x3x_3 график достигает локального максимума — это точка экстремума, здесь f(x3)=0f'(x_3) = 0.
  • В точках x4,x5x_4, x_5 график идёт вниз — функция убывает, поэтому f(x4)<0f'(x_4) < 0 и f(x5)<0f'(x_5) < 0.
  • В точке x6x_6 график достигает локального минимума — это точка экстремума, здесь f(x6)=0f'(x_6) = 0.
  • В точках x7,x8x_7, x_8 график идёт вверх — функция возрастает, поэтому f(x7)>0f'(x_7) > 0 и f(x8)>0f'(x_8) > 0.
  • В точке x9x_9 график идёт вниз — функция убывает, поэтому f(x9)<0f'(x_9) < 0.

Шаг 3: Подсчитаем точки, где производная отрицательна

Ищем все точки, где функция убывает: это x4x_4, x5x_5 и x9x_9.

Ответ: 3 точки.

Типичные ошибки

  • Забывают про точки экстремума: в них производная равна нулю, а не отрицательна.
  • Путают возрастание и убывание — смотрят на результат, а не на направление (в какую сторону идёт график).
  • Посчитали только точки «впадин» (минимумов), не заметив убывающий участок после последней точки.

Ещё задачи этой подтемы