Задача 77500. 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, знаменатель: x в квадрате плюс 289 конец дроби .

В подтеме 11 задач
Разбор
Главная идея: Найти производную функции по правилу дифференцирования дроби, приравнять к нулю, затем определить знак производной на промежутках: где она меняет знак с плюса на минус — там максимум.

Для поиска экстремумов найдём производную функции, используя правило дифференцирования дроби.

Шаг 1: Вычислим производную

Для функции y=xx2+289y = -\frac{x}{x^2 + 289} применяем формулу (uv)=uvuvv2(\frac{u}{v})' = \frac{u'v - uv'}{v^2}:

y=1(x2+289)x2x(x2+289)2=x2+2892x2(x2+289)2=x2289(x2+289)2y' = -\frac{1 \cdot (x^2 + 289) - x \cdot 2x}{(x^2 + 289)^2} = -\frac{x^2 + 289 - 2x^2}{(x^2 + 289)^2} = \frac{x^2 - 289}{(x^2 + 289)^2}

Знак минуса исчез в числителе, так как раскрыли скобки с отрицательным коэффициентом.

Шаг 2: Найдём критические точки

Производная равна нулю, когда числитель равен нулю: x2289=0x^2 - 289 = 0 x2=289x^2 = 289 x=±17x = \pm 17

Знаменатель (x2+289)2(x^2 + 289)^2 всегда положителен, поэтому критических точек больше нет.

Шаг 3: Определим знаки производной

  • При x<17x < -17: x2>289x^2 > 289, числитель положителен, y>0y' > 0 — функция возрастает
  • При 17<x<17-17 < x < 17: x2<289x^2 < 289, числитель отрицателен, y<0y' < 0 — функция убывает
  • При x>17x > 17: x2>289x^2 > 289, числитель положителен, y>0y' > 0 — функция возрастает

Шаг 4: Определим тип экстремумов

В точке x=17x = -17 производная меняет знак с положительного на отрицательный — это точка максимума. В точке x=17x = 17 происходит переход с отрицательного на положительный — это точка минимума.

Ответ: x=17x = -17

Типичные ошибки

  • Ошибка в применении правила дифференцирования дроби: забывают менять знаки или неправильно раскрывают скобки при вычитании произведений
  • Путают условия экстремумов: неправильно определяют, где максимум, а где минимум, не проверяя смену знака производной
  • Забывают, что знаменатель (x2+289)2(x^2 + 289)^2 всегда положителен, и пытаются найти нули знаменателя как критические точки

Ещё задачи этой подтемы