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 наибольшее значение функции y= левая круглая скобка x в квадрате минус 10x плюс 10 правая круглая скобка e в степени левая круглая скобка 10 минус x правая круглая скобка на отрезке  левая квадратная скобка 5;11 правая квадратная скобка .

В подтеме 29 задач
Разбор
Главная идея: Производная произведения раскладывается на множители; экспонента всегда положительна, поэтому нули производной определяются только квадратичным множителем. Анализ знака производной показывает, что внутри отрезка находится максимум.

Шаг 1. Найдём производную функции

Дана функция y=(x2−10x+10)e10−xy = (x^2 - 10x + 10)e^{10-x}. Это произведение, поэтому используем правило: (uv)′=u′v+uv′(uv)' = u'v + uv'.

Здесь u=x2−10x+10u = x^2 - 10x + 10, v=e10−xv = e^{10-x}.

  • u′=2x−10u' = 2x - 10
  • v′=e10−x⋅(−1)=−e10−xv' = e^{10-x} \cdot (-1) = -e^{10-x}

Получаем: y′=(2x−10)e10−x+(x2−10x+10)⋅(−e10−x)y' = (2x - 10)e^{10-x} + (x^2 - 10x + 10) \cdot (-e^{10-x})

Вынесем общий множитель e10−xe^{10-x}: y′=e10−x[(2x−10)−(x2−10x+10)]y' = e^{10-x}[(2x - 10) - (x^2 - 10x + 10)] y′=e10−x[2x−10−x2+10x−10]y' = e^{10-x}[2x - 10 - x^2 + 10x - 10] y′=e10−x[−x2+12x−20]y' = e^{10-x}[-x^2 + 12x - 20]

Шаг 2. Найдём критические точки

Производная равна нулю, когда числитель обнуляется (экспонента всегда положительна): −x2+12x−20=0-x^2 + 12x - 20 = 0 x2−12x+20=0x^2 - 12x + 20 = 0

По теореме Виета или через дискриминант: x=2x = 2 или x=10x = 10.

На отрезке [5;11][5; 11] только x=10x = 10 — критическая точка.

Шаг 3. Проверим знак производной

При x=9x = 9: −(81)+108−20=7>0-(81) + 108 - 20 = 7 > 0 (функция растёт). При x=11x = 11: −(121)+132−20=−9<0-(121) + 132 - 20 = -9 < 0 (функция убывает).

Значит, x=10x = 10 — точка максимума.

Шаг 4. Вычислим значения на концах и в критической точке

  • y(10)=(100−100+10)e0=10⋅1=10y(10) = (100 - 100 + 10)e^{0} = 10 \cdot 1 = 10

Наибольшее значение на отрезке: 10.

Типичные ошибки

  • Неправильное применение правила произведения — забывают производную от показателя экспоненты (-1)
  • Ошибка в раскрытии скобок при вынесении множителя: получают неправильный знак перед x2x^2
  • Подставляют критические точки, не проверив, лежат ли они на заданном отрезке, и не сравнивают со значениями на концах
Непонятно?

Похожие задачи