Задание 12 ЕГЭ, математика (профиль): Исследование произведений

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

Найдите наименьшее значение функции y= левая круглая скобка x в квадрате минус 8x плюс 8 правая круглая скобка e в степени левая круглая скобка 2 минус x правая круглая скобка на отрезке  левая квадратная скобка 1;7 правая квадратная скобка .

В подтеме 29 задач
Разбор
Главная идея: Производная произведения разлагается через общий множитель e2−xe^{2-x}, критические точки находятся из квадратного уравнения, и среди них выбирается та, что лежит на отрезке и даёт минимум.

Найдём производную функции, используя правило произведения (uv)′=u′v+uv′(uv)' = u'v + uv'.

Здесь u=x2−8x+8u = x^2 - 8x + 8 и v=e2−xv = e^{2-x}.

Вычислим:

  • u′=2x−8u' = 2x - 8
  • v′=e2−x⋅(−1)=−e2−xv' = e^{2-x} \cdot (-1) = -e^{2-x}

По правилу произведения: y′=(2x−8)e2−x+(x2−8x+8)⋅(−e2−x)y' = (2x - 8)e^{2-x} + (x^2 - 8x + 8) \cdot (-e^{2-x})

Вынесем e2−xe^{2-x} за скобки (множитель, который никогда не равен нулю): y′=e2−x[(2x−8)−(x2−8x+8)]=e2−x(−x2+10x−16)y' = e^{2-x}[(2x - 8) - (x^2 - 8x + 8)] = e^{2-x}(-x^2 + 10x - 16)

Найдём критические точки, приравняв производную к нулю. Поскольку e2−x≠0e^{2-x} \neq 0, нужно решить: −x2+10x−16=0-x^2 + 10x - 16 = 0 x2−10x+16=0x^2 - 10x + 16 = 0

По теореме Виета или через дискриминант: x=2x = 2 или x=8x = 8.

На отрезке [1;7][1; 7] только x=2x = 2 является критической точкой.

Проверим знак производной: при x<2x < 2 множитель (−x2+10x−16)>0(-x^2 + 10x - 16) > 0, при x>2x > 2 — отрицателен. Значит, в точке x=2x = 2 функция имеет локальный минимум.

Вычислим значения на концах отрезка и в критической точке:

  • y(1)=(1−8+8)e1=e>0y(1) = (1 - 8 + 8)e^{1} = e > 0
  • y(2)=(4−16+8)e0=−4⋅1=−4y(2) = (4 - 16 + 8)e^{0} = -4 \cdot 1 = -4
  • y(7)=(49−56+8)e−5=e−5>0y(7) = (49 - 56 + 8)e^{-5} = e^{-5} > 0

Наименьшее значение на отрезке равно −4-4.

Типичные ошибки

  • Забыть применить цепное правило при дифференцировании e2−xe^{2-x}, получив неверную производную от показателя
  • Решить квадратное уравнение правильно, но не учесть ограничение отрезка — отбросить корень x=8x = 8
  • Ошибиться в арифметике при вычислении y(2)y(2), вычислив неправильно выражение под экспонентой
Непонятно?

Похожие задачи