Задача 77467. Исследование частных

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 123.2.1 Монотонность функции. Промежутки возрастания и убывания3.2.5 Точки экстремума функции

Найдите точку максимума функции y= минус дробь: числитель: x в квадрате плюс 289, знаменатель: x конец дроби .

В подтеме 11 задач
Разбор
Главная идея: Найти производную дроби, приравнять её к нулю, определить знаки производной слева и справа от критических точек, выбрать точку смены знака с + на − как максимум.

Шаг 1. Найдём производную функции

Дана функция y=x2+289xy = -\frac{x^2 + 289}{x}. Перепишем её для удобства: y=(x+289x)y = -\left(x + \frac{289}{x}\right)

Возьмём производную: y=(1289x2)=289x2x2y' = -\left(1 - \frac{289}{x^2}\right) = \frac{289 - x^2}{x^2}

Для дроби используем правило: производная uv=uvuvv2\frac{u}{v} = \frac{u'v - uv'}{v^2}. Или проще — раскроем скобки и дифференцируем почленно.

Шаг 2. Найдём критические точки

Производная равна нулю, когда числитель равен нулю: 289x2=0289 - x^2 = 0 x2=289x^2 = 289 x=17 или x=17x = 17 \text{ или } x = -17

Оба значения входят в область определения функции (все x0x \neq 0).

Шаг 3. Определим знаки производной

Анализируем y=289x2x2y' = \frac{289 - x^2}{x^2}:

  • При x(17,0)x \in (-17, 0) или x(0,17)x \in (0, 17): числитель 289x2>0289 - x^2 > 0, знаменатель x2>0x^2 > 0y>0y' > 0 (функция возрастает)
  • При x<17x < -17 или x>17x > 17: числитель 289x2<0289 - x^2 < 0, знаменатель x2>0x^2 > 0y<0y' < 0 (функция убывает)

Шаг 4. Определим максимум

На интервале (0,+)(0, +\infty) функция возрастает до точки x=17x = 17, потом убывает. Это точка максимума в этой области.

На интервале (,0)(-\infty, 0) точка x=17x = -17 — также локальный максимум, но при анализе обеих ветвей именно x=17x = 17 даёт абсолютный максимум по значению функции.

Типичные ошибки

  • Забыли, что область определения исключает x=0x = 0, поэтому нельзя считать x=17x = -17 и x=17x = 17 глобальным максимумом без анализа поведения на каждой ветви
  • При вычислении производной ошибка в правиле для 289x\frac{289}{x}: производная равна 289x2-\frac{289}{x^2}, а не 289x2\frac{289}{x^2}
  • Забыли указать, что требуется точка максимума именно на области x>0x > 0, где ответ однозначен

Ещё задачи этой подтемы