Конечно! Вот пример задачи для 9 класса по математике с решением и объяснением:
Задача:
Рассмотрите функцию \( y = 2x^3 - 3x^2 - 12x + 5 \). Найдите её критические точки, определите тип каждого из них (минимум, максимум или точка сгиба), а также найдите область рост и убывания функции.
Решение:
Шаг 1. Найдём первую производную функции \( y' \).
\[
y' = \frac{d}{dx} (2x^3 - 3x^2 - 12x + 5) = 6x^2 - 6x - 12
\]
Шаг 2. Найдём критические точки, приравняв первую производную к нулю:
\[
6x^2 - 6x - 12 = 0
\]
Разделим всё уравнение на 6:
\[
x^2 - x - 2 = 0
\]
Решим квадратное уравнение:
\[
x = \frac{1 \pm \sqrt{1^2 - 4 \times 1 \times (-2)}}{2} = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2} = \frac{1 \pm \sqrt{9}}{2}
\]
\[
x = \frac{1 \pm 3}{2}
\]
Получаем два решения:
\[
x_1 = \frac{1 + 3}{2} = 2, \quad x_2 = \frac{1 - 3}{2} = -1
\]
Критические точки: \( x = 2 \) и \( x = -1 \).
Шаг 3. Определим тип критических точек, исследуя знак второй производной \( y'' \).
Вторая производная:
\[
y'' = \frac{d}{dx} (6x^2 - 6x - 12) = 12x - 6
\]
Подставим значения критических точек:
Для \( x = 2 \):
\[ y''(2) = 12 \times 2 - 6 = 24 - 6 = 18 > 0 \]
Поскольку вторая производная положительна, точка \( x=2 \) — точка минимума.Для \( x = -1 \):
\[ y''(-1) = 12 \times (-1) - 6 = -12 - 6 = -18 < 0 \]
Значит, в точке \( x=-1 \) — максимум.
Шаг 4. Определим области роста и убывания.
Для этого исследуем знак первой производной \( y' = 6x^2 - 6x - 12 \):
Разложим обратно уравнение:
\[
y' = 6(x^2 - x - 2) = 6(x - 2)(x + 1)
\]
Знаковые знаки \( y' \):
При \( x < -1 \):
\( (x+1) < 0 \), \( (x-2) < 0 \)
Произведение — положительное, так как два отрицательных фактора. Значит, \( y' > 0 \) → функция возрастает.При \( -1 < x < 2 \):
\( (x+1) > 0 \), \( (x-2) < 0 \)
Произведение — отрицательное, функция убывает.При \( x > 2 \):
\( (x+1) > 0 \), \( (x-2) > 0 \)
Произведение — положительное, функция возрастает.
Итого:
- функция возрастает на \((-\infty, -1)\) и \((2, +\infty)\).
- убывает на \((-1, 2)\).
Ответ:
Критические точки: \( x = -1 \) (максимум), \( x= 2 \) (минимум).
Значения функции в этих точках:
\[ y(-1) = 2(-1)^3 - 3(-1)^2 - 12(-1) + 5 = -2 - 3 + 12 + 5 = 12 \] \[ y(2) = 2(2)^3 - 3(2)^2 - 12 \times 2 + 5 = 2 \times 8 - 3 \times 4 - 24 + 5 = 16 - 12 - 24 + 5 = -15 \]Области роста и убывания:
- Рост: \( (-\infty, -1) \) и \( (2, +\infty) \)
- Убывание: \( (-1, 2) \)
Таким образом, функция достигает максимума в точке \( x=-1 \) и минимума в точке \( x=2 \).
Если нужно, могу подготовить задачу другого типа или усложнить объяснение!