Как решать найти наибольшее значение на отрезке

Образовательные задачи урока.


  • повторить необходимые и достаточные условия
    существования точек экстремума, понятия:
    стационарные и критические точки;
  • ввести алгоритм нахождения наибольшего и
    наименьшего значения функции на отрезке
  • сформировать умение решать задачи на
    нахождение наибольшего и наименьшего значения
    степенной функции на отрезке с помощью
    производной.
  • разобрать прототипы задач № 1 В14
    экзаменационной работы в формате ЕГЭ.
  • Продолжить формирование общеучебных умений и
    навыков: навыков самоконтроля, умения писать
    необходимом темпе.

Воспитательные задачи:


  • cодействовать в ходе урока формированию
    основных мировоззренческих идей (материальность
    мира, познаваемость мира и его закономерностей,
    обусловленность развития науки потребностям
    производства);
  • cодействовать воспитанию у учащихся таких
    нравственных качеств, как коллективизм;
  • cодействовать профилактике утомляемости
    школьников, используя разнообразные виды работы
    на уроке.

I. Организационный момент. Приветствие.
Проверка готовности класса к уроку. Выявление
отсутствующих.

II. Актуализация знаний учащихся.

Повторить с учащимися основные понятия прошлых
уроков: точки экстремума, каково достаточное
условие точек экстремума, стационарные точки и
критические точки (учащихся отвечают с места)

Повторить таблицу производных основных
функций и основные правила нахождения

III. Изучение нового материала.

Алгоритм нахождения наибольшего и наименьшего
значения функции на отрезке

(учащиеся записывают себе в тетрадь).

Пусть функция непрерывна и дифференцируема на
отрезке , то
для нахождения наибольшего и наименьшего
значения функции на отрезке нужно:

  1. найти производную функции, найти стационарные
    точки (решаем уравнение, приравнивая производную
    к нулю)
  2. среди полученных стационарных точек выбрать те,
    которые принадлежат отрезку
  3. найти значение в стационарных точках и в концах
    отрезка, то есть и .
  4. среди полученных значений выбрать наибольшее
    или наименьшее.

Записать схему нахождения наибольшего и
наименьшего значения функции на отрезке в
тетради (учитель оформляет схему на доске):

Пусть
непрерывна на
и дифференцируема. Тогда, для нахождения или :

  1. Находим находим
  2. Проверяем принадлежность отрезку
  3. Находим , , .
  4. Среди полученных значений выбираем или .
  5. Записываем ответ (Акцентировать внимание, что в
    ответе должно быть записано либо целое число,
    либо конечная десятичная дробь).

Пример № 1. Найти наименьшее значение функции
на отрезке . (Учитель
совместно с учащимися записывает решение на
доске последовательно проговаривая каждый пункт
алгоритма).

Решение:

Ответ:

Пример № 2. Найти наибольшее значение
функции на
отрезке

Решение:

Ответ: 23

Пример № 3. Найдите наименьшее значение
функции на
отрезке .

Решение:

Ответ: -3

Пример № 4. Найдите наибольшее
значение функции на отрезке .

Решение:

Упростим функцию

Ответ: 1

IV. Закрепление материала.


  1. Найдите наименьшее значение функции на отрезке
  2. Найдите наименьшее значение функции на отрезке
  3. Найдите наименьшее значение функции на отрезке

V. Итоги урока.


  1. Повторить алгоритм нахождения наибольшего и
    наименьшего значения функции на отрезке.
  2. Выставить отметки за урок.

VI. Домашнее задание:


  1. Найдите наименьшее значение функции на отрезке
  2. Найдите наибольшее значение функции на отрезке
  3. Найдите наибольшее значение функции на отрезке
  4. Найдите наименьшее значение функции на отрезке
  5. Найти наибольшее значение функции на отрезке

Урок № 2. “Нахождение наибольшего и
наименьшего значения функций и на отрезке .

Тип урока: комбинированный.

Образовательные задачи:


  • обеспечить повторение в ходе урока алгоритма
    нахождения наибольшего и наименьшего значения
    функции на отрезке;
  • продолжить формирования навыка применения
    этого алгоритма при решении второго типа задач
    экзаменационных вариантов ЕГЭ;
  • продолжить формирование общеучебных умений и
    навыков: навыков самоконтроля, умения в
    необходимом темпе читать и писать, анализировать
    условия задачи.

Воспитательные задачи:


  • содействовать в ходе урока формированию
    основных мировоззренческих идей (материальность
    мира, познаваемость мира и его закономерностей,
    обусловленность развития науки потребностям
    производства);
  • содействовать воспитанию у учащихся таких
    нравственных качеств, как коллективизм. умение
    слушать товарищей;
  • содействовать профилактике утомляемости
    школьников.

I. Организационный момент. Приветствие.
Проверка готовности класса к уроку. Выявление
отсутствующих.

II. Проверка домашнего задания. Фронтальная
проверка домашнего задания. Если у большинства
учащихся возникли вопросы, разобрать на доске
решение конкретного задания, если лишь у
некоторых, объяснить в индивидуальном порядке,
предварительно схематично обговорив решение у
доски.

III. Актуализация знаний. Повторить еще раз
алгоритм нахождения наибольшего и наименьшего
значения функции на отрезке с оформлением схемы
на доске.

Повторить следующие формулы для дальнейшего
изучения материала:

, ,

Решить на повторение примеры (1 учащийся пишет
решение на доске с комментариями по решению,
остальные записывают себе в тетради).

IV. Решение новых прототипов задач (разбирает
решение учитель)

Пример № 1. Найти наименьшее значение
функции на
отрезке

Решение

Ответ: —1

Пример № 2. Найти наименьшее значение
функции на
отрезке

Решение. Преобразуем и упростим функцию , используя
свойство логарифмов

Ответ: -6

V. Закрепление материала (самостоятельное
решение задач учащимися у доски).

Пример № 3. Найти наибольшее значение функции
на отрезке

Решение.

Ответ: 51

Пример № 4. Найти наименьшее значение функции
на отрезке

Решение.

(, так как )

Ответ: 4

Пример № 5. Найти наименьшее значение функции
на отрезке

Решение

Ответ: -1

Пример № 6. Найти наибольшее значение функции
на отрезке

Решение:

Ответ: 1

Пример № 7: Найдите наибольшее значение
функции на
отрезке

Решение

Ответ: 36

VI. Итоги урока.


  1. Повторить алгоритм нахождения наибольшего и
    наименьшего значения функции на отрезке.
  2. Проговорить основные алгоритмы решения тех
    примеров, которые изучены на уроке.

VII. Домашнее задание по вариантам.

Источник

Наибольшее и наименьшее значение функции

Как найти?

Постановка задачи

Найти наибольшее и наименьшее значение функции $ f(x) $ на отрезке $ [a,b] $

План решения

Наибольшее и наименьшее значение непрерывной функции $ f(x) $ на промежутке $ [a,b] $ достигаются в критических точках, то есть в точках в которых производная функции равна нулю $ f'(x) = 0 $, бесконечности $ f'(x) = pm infty $, не существует, либо на концах отрезка $ [a,b] $

  1. Проверяем на непрерывность функцию $ f(x) $ на заданном отрезке
  2. Если функция непрерывная, то находим производную $ f'(x) $ и приравниваем её к нулю
  3. Решая уравнение $ f'(x) = 0 $ получаем корни, являющиеся критическими точками
  4. Выбираем критические точки, принадлежащие отрезку $ [a,b] $
  5. Вычисляем значения функции $ f(x) $ в оставшихся критических точках, а так же на концах промежутка $ [a,b] $. Затем выбираем из них наибольшее $ M $ и наименьшее $ m $

Примеры решений

Пример 1
Найти наибольшее и наименьшее значение функции $ y = 2x^3 — 3x^2 — 4 $ на отрезке $ [0;2] $
Решение

Функция представляет собой кубический многочлен. Точек разрыва нет, значит функция непрерывна на отрезке $ [0;2] $.

Находим производную: $$ y’ = (2x^3 — 3x^2 — 4)’ = 6x^2 — 6x $$

Приравниваем производную к нулю. Решаем уравнение и получаем критические точки:

$$ 6x^2 — 6x = 0 $$ $$ 6x(x — 1) = 0 $$ $$ x_1 = 0, x_2 = 1 $$

Проверяем принадлежность полученных точек отрезку $ [0;2] $:

$$ x_1 in [0;2], x_2 in [0;2] $$

Так как обе точки принадлежат отрезку, то вычисляем в них значение функции $ f(x) $, так же значение этой функции на концах интервала $ [0;2] $:

$$ y(x_1) = y(a) = f(0) = 2 cdot 0^3 — 3 cdot 0^2 — 4 = -4 $$

$$ y(x_2) = y(1) = 2 cdot 1^3 — 3 cdot 1^2 — 4 = -5 $$

$$ y(b) = y(2) = 2 cdot 2^3 — 3 cdot 2^2 — 4 = 0 $$

Среди полученных значений наибольшее $ M = 0 $, наименьшее $ m = -5 $

Если не получается решить свою задачу, то присылайте её к нам. Мы предоставим подробное решение онлайн. Вы сможете ознакомиться с ходом вычисления и почерпнуть информацию. Это поможет своевременно получить зачёт у преподавателя!
Ответ
$$ M = 0, m = -5 $$
Пример 2
Найти наименьшее и наибольшее значение функции $ y = frac{4x^2}{3+x^2} $ на $ [-1;1] $
Решение

Функция непрерывна на $ x in [-1;1] $ так как знаменатель не обращается в ноль ни при каком $ x $.

Выполняем нахождение производной:

$$ y’ = (frac{4x^2}{3+x^2})’ = frac{(4x^2)'(3+x^2)-(4x^2)(3+x^2)’}{(3+x^2)^2} = $$

$$ = frac{8x(3+x^2)-(4x^2)(2x)}{(3+x^2)^2} = frac{24x+8x^3-8x^3}{3+x^2)^2} = frac{24x}{(3+x^2)^2} $$

Приравниваем полученную производную к нулю и вычисляем критические точки:

$$ frac{24x}{(3+x^2)^2} = 0 $$ $$ 24x = 0, 3+x^2 neq 0 $$ $$ x = 0 $$

Получена единственная критическая точка $ x = 0 $, которая принадлежит $ [-1; 1] $.

Вычисляем значение функции $ f(x) $ в критической точке и на концах интервала $ [-1;1] $:

$$ y(-1) = frac{4cdot (-1)^2}{3+(-1)^2} = frac{4}{4}=1 $$

$$ y(0) = frac{0}{3} = 0 $$

$$ y(1) = frac{4cdot 1^2}{3+1^2} = frac{4}{4} = 1 $$

Из полученных значений видно, что максимальное значение $ M = 1 $ и минимальное значение $ m = 0 $.
Ответ
$$ m = 0, M = 1 $$
Источник

Как найти наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке. Задание 12.

Как найти наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке?

Для этого мы следуем известному алгоритму:

1. Находим ОДЗ функции.

2. Находим  производную функции

3. Приравниваем производную  к нулю

4. Находим промежутки, на которых производная сохраняет знак,  и по ним определяем промежутки возрастания и убывания функции:

Если на промежутке I производная функции f^{prime}(x)>0 , то функция y=f(x) возрастает на этом  промежутке.

Если на промежутке I производная функции f^{prime}(x)<0 , то функция y=f(x) убывает на этом промежутке.

5. Находим точки максимума и минимума функции.

В точке максимума функции производная меняет знак с «+» на «-«.

В точке минимума функции производная меняет знак с «-» на «+».

6. Находим значение функции в концах отрезка,

  • затем сравниваем значение функции в концах отрезка и в точках максимума, и выбираем из них наибольшее, если нужно найти наибольшее значение функции
  • или   сравниваем значение функции в концах отрезка и в точках минимума, и выбираем из них наименьшее, если нужно найти наименьшее значение функции

Однако, в зависимости от того, как себя ведет функция на отрезке, это алгоритм можно значительно сократить.

Рассмотрим функцию f(x)=x^3-2x^2+3. График этой функции выглядит так:

В зависимости от того, на каком промежутке мы будем рассматривать функцию, алгоритм нахождения наибольшего или наименьшего значения будет различным.

1. Рассмотрим функцию на отрезке {x}{in}delim{[}{-1;0}{]}

Функция возрастает на этом отрезке, поэтому наибольшее значение она будет принимать в правом конце отрезка: f(0), а наименьшее — в левом: f(-1).

2. Рассмотрим функцию на отрезке {x}{in}delim{[}{-1;1}{]}

Очевидно, что наибольшее значение функция принимает в точке максимума f(0), а наименьшее — в одном из концов отрезка, то есть надо найти значения f(-1) и f(1) и выбрать из них наименьшее.

3. Если мы рассмотрим функцию на отрезке {x}{in}delim{[}{-1;2}{]}, то чтобы найти наибольшее значение, нам нужно будет сравнить значения функции в точке максимума и в правом конце отрезка, то есть f(0) и f(2).

Чтобы найти наименьшее значение функции,  нам нужно будет сравнить значения функции в точке минимума  и в левом конце отрезка, то есть f(4/3) и f(-1).

Эти рассуждения очевидны, если перед глазами есть график функции. Но эскиз графика легко нарисовать, проведя исследование функции с помощью производной:

1. ОДЗ функции f(x)=x^3-2x^2+3 — множество действительных чисел.

2. f^{prime}(x)=3x^2-4x

3.  3x^2-4x=0, если x_1=0 или x_2=4/3

Нанесем корни производной на числовую ось и расставим знаки. Теперь поведение функции легко определить, и, следуя за стрелками, символизирующими возрастание — убывание, можно схематично изобразить ее график:

Рассмотрим несколько примеров решения задач из  Открытого банка заданий для подготовки к ЕГЭ  по математике

1. Задание B15 (№ 26695)

Найдите наибольшее значение функции  y=15x-3sinx+5 на отрезке [-{pi}/2;0].

1. Функция y=15x-3sinx+5 определена при всех действительных значениях х

2. y^{prime}= 15-3cosx

3. 15-3cosx=0

cosx=5 Очевидно, что это уравнений не имеет решений, и производная при всех значениях х положительна. Следовательно, функция y=15x-3sinx+5 возрастает и принимает наибольшее значение в правом конце промежутка, то есть при х=0.

y(0)=5

Ответ: 5.

2. Задание B15 (№ 26702)

Найдите наибольшее значение функции  y=3tgx-3x+5 на отрезке [-{pi}/4;0].

1. ОДЗ функции y=3tgx-3x+5 x<>{pi}/2+{pi}k, k{in}{bbZ}

2. y^{prime}=3/{cos^2{x}}-3

Производная равна нулю при cosx={pm}1, однако, в этих точках она не меняет знак:

0<cos^2{x}<=1 , следовательно, 3/{cos^2{x}}>=3 , значит, 3/{cos^2{x}}-3>=0 , то есть производная при всех допустимых значених х неотрицательна, следовательно, функция y=3tgx-3x+5 возрастает и принимает наибольшее значение в правом конце промежутка, при x=0.

Чтобы стало очевидно, почему производная не меняет знак, преобразуем выражение для производной следующим образом:

y^{prime}=3/{cos^2{x}}-3={3-3cos^2{x}}/{cos^2{x}}={3sin^2{x}}/{cos^2{x}}=3tg^2{x}>=0

у(0)=5

Ответ: 5.

3. Задание B15 (№ 26708)

Найдите наименьшее значение функции  y=2tgx-4x+{pi}-3 на отрезке [-{pi}/3;{pi}/3].

1.  ОДЗ функции y=2tgx-4x+{pi}-3: x<>{pi}/2+{pi}k, k{in}{bbZ} 

2. y^{prime}=2/{cos^2{x}}-4

3.  2/{cos^2{x}}-4=0

cos^2{x}=1/2 , cos{x}={pm}sqrt{2}/2 

Расположим корни этого уравнения на тригонометрической окружности.

Промежутку delim{[}{-{pi}/3;{pi}/3}{]} принадлежат два числа: -{pi}/4 и {pi}/4

Расставим знаки. Для этого определим знак производной в точке х=0: y^{prime}(0)=2/{cos^2(0)}-4=-2<0. При переходе через точки -{pi}/4 и {pi}/4 производная меняет знак.

Изобразим смену знаков производной функции y=2tgx-4x+{pi}-3 на координатной прямой:

Очевидно, что точка x={pi}/4 является точкой минимума ( в ней производная меняет знак с «-» на «+»), и чтобы найти наименьшее значение функции y=2tgx-4x+{pi}-3 на отрезке delim{[}{-{pi}/3;{pi}/3}{]}, нужно сравнить значения функции в точке минимума и в левом конце отрезка, f({-{pi}/3}).

Схитрим: так как результат должен быть целым числом, или конечной десятичной дробью, а tg({-{pi}/3}) таковым на является, следовательно подставим в уравнение функции x={pi}/4

y{({pi}/4)}=2tg({pi}/4)-4({pi}/4)+{pi}-3=-1

Ответ: -1

Вероятно, Ваш браузер не поддерживается. Попробуйте скачать

Firefox

И.В. Фельдман, репетитор по математике.

Источник

12. Исследование функций с помощью производной


1. Вспоминай формулы по каждой теме


2. Решай новые задачи каждый день


3. Вдумчиво разбирай решения

Поиск наибольшего/наименьшего значения на отрезке и в интервале

(blacktriangleright) Для того, чтобы найти наибольшее/наименьшее значение функции на отрезке ([a,b]), необходимо схематично изобразить график функции на этом отрезке.
В задачах из данной подтемы это можно сделать с помощью производной: найти промежутки возрастания ((f’>0)) и убывания ((f'<0)) функции, критические точки (где (f’=0) или (f’) не существует).

(blacktriangleright) Не стоит забывать, что наибольшее/наименьшее значение функция может принимать не только во внутренних точках отрезка ([a,b]), а также на его концах.

(blacktriangleright) Наибольшее/наименьшее значение функции — это значение координаты (y=f(x)).

(blacktriangleright) Если функция задана как частное двух других функций, то [{Large{left(dfrac fgright)’=dfrac{f’cdot
g-fcdot g’}{g^2}}}]
[begin{array}{|r|c|c|}
hline & text{Функция } f(x) & text{Производная } f'(x)\
hline
textbf{1} & c & 0\&&\
textbf{2} & x^a & acdot x^{a-1}\&&\
textbf{3} & ln x & dfrac1x\&&\
textbf{4} & log_ax & dfrac1{xcdot ln a}\&&\
textbf{5} & e^x & e^x\&&\
textbf{6} & a^x & a^xcdot ln a\&&\
textbf{7} & sin x & cos x\&&\
textbf{8} & cos x & -sin x\[1ex]
hline
end{array} quad quad quad quad
begin{array}{|r|c|c|}
hline & text{Функция } f(x) & text{Производная } f'(x)\
hline
textbf{9} & mathrm{tg}, x & dfrac1{cos^2 x}\&&\
textbf{10} & mathrm{ctg}, x & -,dfrac1{sin^2 x}\&&\
textbf{11} & arcsin x & dfrac1{sqrt{1-x^2}}\&&\
textbf{12} & arccos x & -,dfrac1{sqrt{1-x^2}}\&&\
textbf{13} & mathrm{arctg}, x & dfrac1{1+x^2}\&&\
textbf{14} & mathrm{arcctg}, x & -,dfrac1{1+x^2}\[0.5ex]
hline
end{array}]


Задание
1

#912

Уровень задания: Равен ЕГЭ

Найдите наибольшее значение функции (y = 13cdotdfrac{x^2 + 3x + 6}{x + 1}) на отрезке ([0; 12]).

ОДЗ: (x neq -1). Решим на ОДЗ:

1) [y’ = 13 dfrac{(2x + 3)(x + 1) — (x^2 + 3x + 6)}{(x + 1)^2} = 13 dfrac{x^2 + 2x — 3}{(x + 1)^2}.]

Найдём критические точки (то есть внутренние точки области определения функции, в которых её производная равна (0) или не существует): [13 dfrac{x^2 + 2x — 3}{(x + 1)^2} = 0qquadLeftrightarrowqquad x^2 + 2x — 3 = 0] – на ОДЗ, откуда находим корни (x_1 = 1, x_2 = -3). Производная функции (y) не существует при (x = -1), но (x = -1) не входит в ОДЗ. Таким образом, [y’ = 13dfrac{(x — 1)(x+3)}{(x+1)^2}.] Для того, чтобы найти наибольшее/наименьшее значение функции, нужно понять, как схематично выглядит её график.

2) Найдём промежутки знакопостоянства (y’):

3) Найдём промежутки знакопостоянства (y’) на рассматриваемом отрезке ([0; 12]):

4) Эскиз графика на отрезке ([0; 12]):

Таким образом, наибольшее на ([0; 12]) значение функция достигает в (x = 0) или в (x = 12). Сравним эти значения:

(y(0) = 13cdot dfrac{6}{1} = 78),

(y(12) = 13cdot dfrac{186}{13} = 186).

Итого: (186) – наибольшее значение функции (y) на ([0; 12]).

Ответ: 186


Задание
2

#914

Уровень задания: Равен ЕГЭ

Найдите наименьшее значение функции (y = x + dfrac{4}{x}) на ([1; 3]).

ОДЗ: (x neq 0). Решим на ОДЗ:

1) [y’ = 1 — dfrac{4}{x^2} = dfrac{x^2 — 4}{x^2}.]

Найдём критические точки (то есть внутренние точки области определения функции, в которых её производная равна (0) или не существует): [dfrac{x^2 — 4}{x^2} = 0qquadLeftrightarrowqquad x^2 — 4 = 0] – на ОДЗ, откуда находим корни (x_1 = -2, x_2 = 2). Производная функции (y) не существует при (x = 0), но (x = 0) не входит в ОДЗ. Таким образом, [y’ = dfrac{(x+2)(x-2)}{x^2}.] Для того, чтобы найти наибольшее/наименьшее значение функции, нужно понять, как схематично выглядит её график.

2) Найдём промежутки знакопостоянства (y’):

3) Найдём промежутки знакопостоянства (y’) на рассматриваемом отрезке ([1; 3]):

4) Эскиз графика на отрезке ([1; 3]):

Таким образом, (x = 2) – точка минимума функции (y) на ([1; 3]) и наименьшее значение функция достигает в ней.

(y(2) = 4).

Итого: (4) – наименьшее значение функции (y) на ([1; 3]).

Ответ: 4


Задание
3

#913

Уровень задания: Равен ЕГЭ

Найдите наименьшее значение функции (y = dfrac{x^2 + 324}{x}) на ([2; 25]).

ОДЗ: (x neq 0). Решим на ОДЗ:

1) [y’ = dfrac{2x^2 — (x^2 + 324)}{x^2} = dfrac{x^2 — 324}{x^2}.]

Найдём критические точки (то есть внутренние точки области определения функции, в которых её производная равна (0) или не существует): [dfrac{x^2 — 324}{x^2} = 0qquadLeftrightarrowqquad x^2 — 324 = 0] – на ОДЗ, откуда находим корни (x_1 = -18, x_2 = 18). Производная функции (y) не существует при (x = 0), но (x = 0) не входит в ОДЗ. Таким образом, [y’ = dfrac{(x+18)(x-18)}{x^2}.] Для того, чтобы найти наибольшее/наименьшее значение функции, нужно понять, как схематично выглядит её график.

2) Найдём промежутки знакопостоянства (y’):

3) Найдём промежутки знакопостоянства (y’) на рассматриваемом отрезке ([2; 25]):

4) Эскиз графика на отрезке ([2; 25]):

Таким образом, (x = 18) – точка минимума функции (y) на ([2; 25]) и наименьшее значение функция достигает в ней.

(y(18) = dfrac{648}{18} = 36).

Итого: (36) – наименьшее значение функции (y) на ([2; 25]).

Ответ: 36


Задание
4

#2350

Уровень задания: Равен ЕГЭ

Найдите наименьшее значение функции (y = dfrac{x^2 + x + 4}{x + 1}) на отрезке ([0; 3]).

ОДЗ: (x + 1 neq 0).

1) [y’ = dfrac{(2x + 1)(x + 1) — 1cdot (x^2 + x + 4)}{(x + 1)^2} = dfrac{x^2 + 2x — 3}{(x + 1)^2}]

Найдём критические точки (то есть внутренние точки области определения функции, в которых её производная равна (0) или не существует): [dfrac{x^2 + 2x — 3}{(x + 1)^2} = 0qquadLeftrightarrowqquad dfrac{(x + 3)(x — 1)}{(x + 1)^2} = 0,.] Таким образом, (y’ = 0) при (x = 1) и при (x = -3). Производная не существует при (x = -1).

2) Найдём промежутки знакопостоянства (y’):

3) Найдём промежутки знакопостоянства (y’) на рассматриваемом отрезке ([0; 3]):

4) Эскиз графика на отрезке ([0; 3]):

Таким образом, наименьшего на ([0; 3]) значения функция достигает в (x = 1).

[y(1) = dfrac{1 + 1 + 4}{1 + 1} = 3,.] Итого: (3) – наименьшее значение функции (y) на ([0; 3]).

Ответ: 3


Задание
5

#2351

Уровень задания: Равен ЕГЭ

Найдите наибольшее значение функции (y = 6cdotdfrac{2x^2 + 0,5x + 1}{x + 2}) на отрезке ([0; 10]).

ОДЗ: (x + 2 neq 0).

1) [y’ = 6cdotdfrac{(4x + 0,5)(x + 2) — 1cdot (2x^2 + 0,5x + 1)}{(x + 2)^2} = 6cdotdfrac{2x^2 + 8x}{(x + 2)^2}]

Найдём критические точки (то есть внутренние точки области определения функции, в которых её производная равна (0) или не существует): [6cdotdfrac{2x^2 + 8x}{(x + 2)^2} = 0qquadLeftrightarrowqquad 6cdotdfrac{2x(x + 4)}{(x + 2)^2} = 0,.] Таким образом, (y’ = 0) при (x = 0) и при (x = -4). Производная не существует при (x = -2).

2) Найдём промежутки знакопостоянства (y’):

3) Найдём промежутки знакопостоянства (y’) на рассматриваемом отрезке ([0; 10]):

4) Эскиз графика на отрезке ([0; 10]):

Таким образом, наибольшего на ([0; 10]) значения функция достигает в (x = 10).

[y(10) = 6cdotdfrac{200 + 5 + 1}{10 + 2} = 103,.] Итого: (103) – наибольшее значение функции (y) на ([0; 10]).

Ответ: 103


Задание
6

#2352

Уровень задания: Равен ЕГЭ

Найдите наибольшее значение функции (y = dfrac{x^2 + x + 1}{x^2 + 1}) на отрезке ([-10; 1]).

ОДЗ: (x) – произвольный.

1) [y’ = dfrac{(2x + 1)(x^2 + 1) — 2xcdot (x^2 + x + 1)}{(x^2 + 1)^2} = dfrac{-x^2 + 1}{(x^2 + 1)^2}]

Найдём критические точки (то есть внутренние точки области определения функции, в которых её производная равна (0) или не существует): [dfrac{-x^2 + 1}{(x^2 + 1)^2} = 0qquadLeftrightarrowqquad -dfrac{(x — 1)(x + 1)}{(x^2 + 1)^2} = 0,.] Таким образом, (y’ = 0) при (x = -1) и при (x = 1). Производная существует при любом (x).

2) Найдём промежутки знакопостоянства (y’):

3) Найдём промежутки знакопостоянства (y’) на рассматриваемом отрезке ([-10; 1]):

4) Эскиз графика на отрезке ([-10; 1]):

Таким образом, наибольшего на ([-10; 1]) значения функция достигает в (x = -10) или в (x = 1). Сравним значения функции в этих точках.

[y(-10) = dfrac{100 — 10 + 1}{100 + 1} = dfrac{91}{101}qquad y(1) = dfrac{1 + 1 + 1}{1 + 1} = 1,5,.] Итого: (1,5) – наибольшее значение функции (y) на ([-10; 1]).

Ответ: 1,5


Задание
7

#2353

Уровень задания: Равен ЕГЭ

Найдите наибольшее значение функции (y = dfrac{x^3 + 2x + 2}{e^x}).

ОДЗ: (x) – произвольный.

1) [y’ = dfrac{(3x^2 + 2)cdot e^x — e^xcdot (x^3 + 2x + 2)}{e^{2x}} = dfrac{-x(x^2 — 3x + 2)}{e^{x}}]

Найдём критические точки (то есть внутренние точки области определения функции, в которых её производная равна (0) или не существует): [dfrac{-x(x^2 — 3x + 2)}{e^{x}} = 0qquadLeftrightarrowqquad -dfrac{x(x — 1)(x — 2)}{e^{x}} = 0,.] Таким образом, (y’ = 0) при (x = 0), (x = 1) и при (x = 2). Производная существует при любом (x).

2) Найдём промежутки знакопостоянства (y’):

3) Эскиз графика:

Таким образом, наибольшего значения функция достигает в (x = 0) или в (x = 2). Сравним значения функции в этих точках.

[y(0) = dfrac{2}{e^0} = 2qquad y(2) = dfrac{8 + 4 + 2}{e^2} = dfrac{14}{e^2},.] Так как (e > 2,7), то (e^2 > 7,29 > 7), следовательно, (dfrac{14}{e^2} < 2). Итого: (2) – наибольшее значение функции (y).

Ответ: 2

Как готовиться к сочинению за 2 дня до ЕГЭ? Четко и без воды

Как готовиться к сочинению за 2 дня до ЕГЭ? Четко и без воды

Источник
Определение

Наибольшим или наименьшим значением функции в определенной области называют наибольшее или наименьшее значение, которое достигает эта функция на указанной области.

Чтобы найти наибольшее или наименьшее значение функции в данной области, нужно решить задачу на экстремум, то есть найти производную заданной функции, приравнять её к нулю и найти точки, в которых производная функции обращается в нуль. Потом из этих точек нужно выбрать только те, которые входят в нашу заданную область. Затем нужно вычислить значение функций в этих точках. Кроме этого, нужно найти значение функции в граничных точках заданной области (если это отрезок) и сравнить их со значениями в точках экстремума. Потом можно сделать вывод о наименьшем или наибольшем значении функции в данной области.

Пример 1

Определить наименьшее и наибольшее значения функции y=x3−6×2+9y=x^3-6x^2+9 на отрезке [−1;2][-1;2].

Решение

Сначала вычисляем производную исходной функции:

y′=3×2−12xy’=3x^2-12x

Затем приравниваем ее к нулевому значению и решаем уравнение:

3×2−12x=03x^2-12x=0

x(3x−12)=0x(3x-12)=0

x1=0x_1=0

x2=4x_2=4

Затем — непосредственный поиск максимального и минимального значений функции на заданном отрезке. Важно отметить, что точка x=4x=4 не входит в заданный отрезок, поэтому значение функции в этой точке вычислять не требуется.

Находим значение функции в точке x1x_1:

f(0)=9f(0)=9

Кроме этого, нужно найти значение функции в граничных точках нашего отрезка, то есть в точках x=−1x=-1 и x=2x=2:

f(−1)=−1−6+9=2f(-1)=-1-6+9=2

f(2)=8−24+9=−7f(2)=8-24+9=-7

Получаем, что на заданном отрезке, наименьшее значение функции, которое равно −7-7, достигается в точке x=2x=2 , а наибольшее значение, равное 99, достигается в точке x=0x=0.

Пример 2

Найти наибольшее и наименьшее значение функции-параболы y=3x2y=3x^2 на всей области её определения.

Решение

Функция y=3x2y=3x^2 определена на всем интервале от минус бесконечности к плюс бесконечности. Найдем производную этой функции:

y′=6xy’=6x

Приравниваем производную к нулю:

6x=06x=0

x=0x=0

Точка x=0x=0 — единственный экстремум этой функции. В этой точке функция равна f(0)=0f(0)=0. Остается решить максимум это или минимум.

Так как график нашей функции это парабола, ветви которой направлены вверх (поскольку 3>03>0), то точка x=0x=0 — точка минимума этой функции. Следовательно, функция y=3x2y=3x^2 достигает своего минимального значения в точке x=0x=0 равного 00. Максимального значения эта функция не имеет. Оно только приближается к сколь угодно большому числу когда значение аргумента стремится к плюс или минус бесконечности.

Тест по теме “Наибольшие и наименьшие значения функции”

Не можешь разобраться в этой теме?

Обратись за помощью к экспертам

Бесплатные доработки

Гарантированные бесплатные доработки

Быстрое выполнение

Быстрое выполнение от 2 часов

Проверка работы

Проверка работы на плагиат

Источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как исправить походку чарли чаплина
  • Как в телефоне найти открытые приложения
  • Как составить план уроков с ребенком
  • Как составить общий бланк продольного расположения
  • Как найти мультики про валерку