Задача 77457. Исследование степенных и иррациональных функций

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

Найдите точку максимума функции y= минус дробь: числитель: 2, знаменатель: 3 конец дроби x в степени левая круглая скобка дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби правая круглая скобка плюс 3x плюс 1.

В подтеме 62 задач
Разбор
Главная идея: Найти критическую точку через производную, затем проверить смену её знака: если производная меняется с плюса на минус, это точка максимума.

Найдём производную функции y=23x3/2+3x+1y = -\frac{2}{3}x^{3/2} + 3x + 1.

Дифференцируем каждое слагаемое:

  • Для степенной функции 23x3/2-\frac{2}{3}x^{3/2} применим правило: производная равна 2332x1/2=x1/2=x-\frac{2}{3} \cdot \frac{3}{2} \cdot x^{1/2} = -x^{1/2} = -\sqrt{x}
  • Производная 3x3x равна 33
  • Производная константы 11 равна 00

Получаем: y=x+3y' = -\sqrt{x} + 3

Найдём критические точки, приравняв производную к нулю: x+3=0-\sqrt{x} + 3 = 0 x=3\sqrt{x} = 3 x=9x = 9

Определим знак производной на области определения x0x \geq 0:

  • При 0<x<90 < x < 9: x<3\sqrt{x} < 3, поэтому y=x+3>0y' = -\sqrt{x} + 3 > 0 (функция возрастает)
  • При x>9x > 9: x>3\sqrt{x} > 3, поэтому y=x+3<0y' = -\sqrt{x} + 3 < 0 (функция убывает)

Производная меняет знак с положительного на отрицательный в точке x=9x = 9, что означает максимум функции в этой точке.

Типичные ошибки

  • Забыть про область определения функции: так как есть корень чётной степени, требуется x0x \geq 0
  • Ошибиться в вычислении производной степени: не применить правило (xn)=nxn1(x^n)' = nx^{n-1} корректно
  • Не проверить знак производной по обе стороны от критической точки и перепутать максимум с минимумом

Ещё задачи этой подтемы