Задача 77493. Исследование тригонометрических функций

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

Найдите точку минимума функции y= левая круглая скобка 0,5 минус x правая круглая скобка косинус x плюс синус x, принадлежащую промежутку  левая круглая скобка 0; дробь: числитель: Пи , знаменатель: 2 конец дроби правая круглая скобка .

В подтеме 29 задач
Разбор
Главная идея: Найти критические точки через производную, проанализировать смену её знака: если производная меняется с отрицательной на положительную, это точка минимума.

Чтобы найти точку минимума, вычислим производную функции y=(0,5x)cosx+sinxy = (0,5 - x)\cos x + \sin x.

Применяем правило произведения и суммы: y=cosx+(0,5x)(sinx)+cosx=(0,5x)sinx=(x0,5)sinxy' = -\cos x + (0,5 - x) \cdot (-\sin x) + \cos x = -(0,5 - x)\sin x = (x - 0,5)\sin x

Чтобы найти критические точки, приравняем производную к нулю: (x0,5)sinx=0(x - 0,5)\sin x = 0

Это уравнение имеет решения при x=0,5x = 0,5 или sinx=0\sin x = 0.

Для sinx=0\sin x = 0 на интервале (0;π2)(0; \frac{\pi}{2}) решений нет (синус положителен на этом промежутке, обращается в нуль только на границах).

Отсюда единственная критическая точка: x=0,5x = 0,5.

Проверим знаки производной на промежутке (0;π2)(0; \frac{\pi}{2}):

  • На (0;0,5)(0; 0,5): множитель (x0,5)<0(x - 0,5) < 0, а sinx>0\sin x > 0, поэтому y<0y' < 0 — функция убывает.
  • На (0,5;π2)(0,5; \frac{\pi}{2}): множитель (x0,5)>0(x - 0,5) > 0, а sinx>0\sin x > 0, поэтому y>0y' > 0 — функция возрастает.

Производная меняет знак с минуса на плюс, значит x=0,5x = 0,5 — точка минимума.

Типичные ошибки

  • Забыли применить правило произведения при дифференцировании (0,5x)cosx(0,5 - x)\cos x
  • Не учли, что sinx\sin x не равен нулю на открытом интервале (0;π/2)(0; \pi/2)
  • Неправильно определили знак производной в интервалах или перепутали, где минимум и максимум

Ещё задачи этой подтемы