Задача 77456. Исследование степенных и иррациональных функций

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 123.2.5 Точки экстремума функции3.2.6 Наибольшее и наименьшее значения функции

Найдите наибольшее значение функции y=3x минус 2x в степени левая круглая скобка дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби правая круглая скобка на отрезке  левая квадратная скобка 0;7 правая квадратная скобка .

В подтеме 62 задач
Разбор
Главная идея: Найти критические точки через производную, определить характер монотонности (возрастание и убывание) и вычислить значение в точке локального максимума.

Найдём производную функции y=3x2x3/2y=3x-2x^{3/2}.

Применяем правило дифференцирования степени: производная x3/2x^{3/2} равна 32x1/2\frac{3}{2}x^{1/2}.

Получаем: y=3232x1/2=33x=3(1x)y'=3-2\cdot\frac{3}{2}x^{1/2}=3-3\sqrt{x}=3(1-\sqrt{x})

Чтобы найти критические точки, приравняем производную к нулю: 3(1x)=03(1-\sqrt{x})=0 x=1\sqrt{x}=1 x=1x=1

Точка x=1x=1 лежит внутри отрезка [0;7][0;7], поэтому это внутренняя критическая точка.

Анализируем знак производной:

  • При 0<x<10<x<1: x<1\sqrt{x}<1, поэтому y>0y'>0 — функция возрастает
  • При x>1x>1: x>1\sqrt{x}>1, поэтому y<0y'<0 — функция убывает

Это означает, что x=1x=1 — точка максимума функции на отрезке.

Вычислим значения на концах и в точке максимума: y(0)=3020=0y(0)=3\cdot 0-2\cdot 0=0 y(1)=31213/2=32=1y(1)=3\cdot 1-2\cdot 1^{3/2}=3-2=1 y(7)=37273/2=21277<0y(7)=3\cdot 7-2\cdot 7^{3/2}=21-2\cdot 7\sqrt{7}<0

Наибольшее значение функции на отрезке — это y(1)=1y(1)=1.

Типичные ошибки

  • Забыть проверить концы отрезка — иногда максимум может быть на границе, а не во внутренней точке
  • Неправильно вычислить производную от степенной функции x3/2x^{3/2} — ошибка в применении правила дифференцирования
  • Ошибиться в анализе знака производной и перепутать интервалы возрастания и убывания функции

Ещё задачи этой подтемы