Задача 77474. Исследование частных

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

Найдите наибольшее значение функции y=x плюс дробь: числитель: 9, знаменатель: x конец дроби на отрезке  левая квадратная скобка минус 4; минус 1 правая квадратная скобка .

В подтеме 11 задач
Разбор
Главная идея: Функция имеет критическую точку x=3x = -3 внутри отрезка, где производная меняет знак с положительного на отрицательный, что указывает на локальный максимум — наибольшее значение на этом отрезке.

Чтобы найти наибольшее значение функции на отрезке, найдём критические точки через производную и проверим значения на концах.

Шаг 1. Производная

y=19x2=x29x2y' = 1 - \frac{9}{x^2} = \frac{x^2 - 9}{x^2}

Производная найдена по правилам дифференцирования суммы и частного.

Шаг 2. Критические точки

Производная равна нулю, когда числитель равен нулю: x29=0    x=±3x^2 - 9 = 0 \implies x = \pm 3

На отрезке [4;1][-4; -1] лежит только x=3x = -3.

Шаг 3. Анализ знаков производной

Для x[4;3)x \in [-4; -3): x2>9x^2 > 9, поэтому y>0y' > 0 — функция возрастает.

Для x(3;1]x \in (-3; -1]: x2<9x^2 < 9, поэтому y<0y' < 0 — функция убывает.

Это означает, что x=3x = -3 — точка локального максимума на отрезке.

Шаг 4. Вычисление значений

Проверим значение в критической точке и на концах:

y(3)=3+93=33=6y(-3) = -3 + \frac{9}{-3} = -3 - 3 = -6

y(4)=4+94=42,25=6,25y(-4) = -4 + \frac{9}{-4} = -4 - 2,25 = -6,25

y(1)=1+91=19=10y(-1) = -1 + \frac{9}{-1} = -1 - 9 = -10

Наибольшее значение: 6-6.

Типичные ошибки

  • Забывают проверить, какие из критических точек лежат на заданном отрезке — в данном случае x=3x = 3 не входит в [4;1][-4; -1]
  • Не анализируют знак производной и пропускают точку максимума, ошибочно ищут наибольшее значение только на концах отрезка
  • Ошибаются в вычислении значения функции при отрицательном xx: путают знаки при делении на отрицательное число

Ещё задачи этой подтемы