Задание по графику функции или производной: касательная, точки экстремума, промежутки возрастания и убывания, первообразная и площадь под графиком.
Задача 1Значение производной
На рисунке изображены график функции \(y=f(x)\) и касательная к нему в точке с абсциссой \(x_0\). Найдите значение производной функции \(f(x)\) в точке \(x_0\).
Показать ответ
Ответ: -0.4
Решение
Теория: Значение производной функции в точке касания равно угловому коэффициенту касательной: \( f'(x_0) = k = \frac{\Delta y}{\Delta x} \).
Решение:Шаг 1. Выберем две точки с целыми координатами на касательной: \(A(-3; 2)\) и \(B(2; 0)\).
Шаг 2. Найдём угловой коэффициент касательной \(k\) как отношение изменения ординаты к изменению абсциссы: \(k = \frac{0 - 2}{2 - (-3)} = \frac{-2}{5} = -0.4\).
Шаг 3. Так как значение производной в точке касания равно угловому коэффициенту касательной, то \(f'(x_0) = -0.4\).
Разобрать на доске →
Задача 2Наименьшее значение производной
На рисунке изображён график функции \(y=f(x)\). В какой из отмеченных точек значение производной наименьшее?
Показать ответ
Ответ: -2
Решение
Теория: Производная функции отрицательна на тех интервалах, где сама функция убывает.
Решение:Шаг 1. Нам даны четыре отмеченные точки: \(x_1 = -2\), \(x_2 = -1\), \(x_3 = 3\) и \(x_4 = 4\).
Шаг 2. Производная функции наименьшая (наибольшая по модулю отрицательная величина) в той точке, где функция убывает наиболее интенсивно (наиболее крутой спуск).
Шаг 3. Из отмеченных точек самый крутой спуск графика вниз происходит в точке \(x_1\). Координата этой точки по оси X равна -2. В ответ вводим координату.
Разобрать на доске →
Задача 3Наибольшее значение производной
На рисунке изображён график функции \(y=f(x)\). В какой из отмеченных точек значение производной наибольшее?
Показать ответ
Ответ: 1
Решение
Теория: Производная функции положительна на тех интервалах, где сама функция возрастает.
Решение:Шаг 1. Нам даны четыре отмеченные точки: \(x_1 = -2\), \(x_2 = 1\), \(x_3 = 3\) и \(x_4 = 4\).
Шаг 2. Производная функции наибольшая в той точке, где график функции возрастает круче всего.
Шаг 3. Из отмеченных точек самый резкий подъём графика функции вверх наблюдается в точке \(x_2\). Координата этой точки по оси X равна 1. В ответ вводим координату.
Разобрать на доске →
Задача 4Свойства по графику производной
На рисунке изображён график \(y=f^{\prime}(x)\). В какой точке отрезка [-5; -2] функция \(f(x)\) принимает наименьшее значение?
Показать ответ
Ответ: -5
Решение
Теория: Функция возрастает на тех интервалах, где её производная положительна (график производной лежит выше оси X).
Решение:Шаг 1. Проанализируем положение графика производной на отрезке \([-5; -2]\). Он лежит строго выше оси X, значит, производная функции положительна на всём отрезке.
Шаг 2. Если производная положительна на всём отрезке, то функция \(f(x)\) строго возрастает на нём.
Шаг 3. Так как функция возрастает, своего наименьшего значения она достигает в начале отрезка: \(x = -5\).
Разобрать на доске →
Задача 5Интервалы монотонности
На рисунке изображён график функции \(y=f(x)\). Найдите количество отмеченных точек, в которых производная функции положительна.
Показать ответ
Ответ: 2
Решение
Теория: Производная функции положительна на тех интервалах, где сама функция возрастает.
Решение:Шаг 1. Производная функции положительна на интервалах её возрастания (где график идёт вверх).
Шаг 2. Из отмеченных точек на возрастающих участках лежат только 2 точки: \(x_3\) и \(x_6\).
Шаг 3. Таким образом, количество таких точек равно 2.
Разобрать на доске →
Задача 6Экстремумы по графику производной
На рисунке изображён график \(y=f^{\prime}(x)\). Найдите количество точек экстремума функции \(f(x)\), принадлежащих отрезку [-17; -4].
Показать ответ
Ответ: 4
Решение
Теория: Точки экстремума (максимумы и минимумы) соответствуют нулям производной (точкам пересечения графика производной с осью X).
Решение:Шаг 1. Точки экстремума функции соответствуют точкам, в которых её производная равна нулю (график пересекает ось X).
Шаг 2. На отрезке \([-17; -4]\) график производной пересекает ось X ровно 4 раза.
Шаг 3. Следовательно, количество точек экстремума равно 4.
Разобрать на доске →
Задача 7Экстремумы
На рисунке изображён график функции \(y=f(x)\). Найдите количество корней уравнения \(f^{\prime}(x)=0\), принадлежащих отрезку [-7; 2].
Показать ответ
Ответ: 5
Решение
Теория: Точки экстремума (максимумы и минимумы) соответствуют нулям производной (точкам пересечения графика производной с осью X).
Решение:Шаг 1. Корни уравнения \(f'(x) = 0\) соответствуют точкам экстремума (локальным максимумам и минимумам) исходной функции \(f(x)\).
Шаг 2. Найдём эти точки на графике как вершины «холмов» и «впадин» внутри зеленого интервала \([-7; 2]\).
Шаг 3. Таких экстремальных точек ровно 5.
Разобрать на доске →
Задача 8Значение производной
На рисунке изображены график функции \(y=f(x)\) и касательная к нему в точке с абсциссой \(x_0\). Найдите значение производной функции \(f(x)\) в точке \(x_0\).
Показать ответ
Ответ: 1.6
Решение
Теория: Значение производной функции в точке касания равно угловому коэффициенту касательной: \( f'(x_0) = k = \frac{\Delta y}{\Delta x} \).
Решение:Шаг 1. Выберем две точки с целыми координатами на касательной: \(A(-2; -1)\) и \(B(3; 7)\).
Шаг 2. Найдём угловой коэффициент \(k\) прямой: \(k = \frac{7 - (-1)}{3 - (-2)} = 1.6\).
Шаг 3. Значение производной функции \(f(x)\) в точке \(x_0\) равно угловому коэффициенту касательной, то есть \(f'(x_0) = 1.6\).
Разобрать на доске →