Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3698530
А
Аноним
30 сентября 2026 06:56 · публичный вопрос
А
Аноним

Реши задание на изображении

Ответ нейросети

Краткий ответ

  1. Критические точки:
    а) \((-3;83),\ (0;2),\ (3;83)\);
    б) \((2;1),\ (6;9)\);
    в) \((-2;-6)\).

  2. Точки экстремума:
    а) максимум \(\left(-\frac13;\frac{59}{27}\right)\), минимум \((1;1)\);
    б) максимум \(\left(\frac17;7e^{1/7}\right)\), минимума нет.

  3. а) \(\max f=0\) при \(x=1\), \(\min f=-3\) при \(x=2\);
    б) \(\max f=-4\) при \(x=-2\), \(\min f=-8\) при \(x=0\).

  4. Для \(y=\dfrac4{x^2+1}\):
    \(D(y)=\mathbb R\), функция чётная, возрастает на \((-\infty;0)\), убывает на \((0;+\infty)\), максимум \(4\) при \(x=0\), горизонтальная асимптота \(y=0\).

  5. Наибольшую площадь имеет квадрат с диагоналями \(5\) и \(5\).
    \[ S_{\max}=\frac{25}{2}. \]


Решение

Основной принцип

  • Критические точки находят из условия \(f'(x)=0\), учитывая область определения.
  • Для экстремумов исследуют знак производной слева и справа от критической точки.
  • На отрезке наибольшее и наименьшее значения ищут среди значений функции в концах отрезка и в критических точках внутри него.

1. Критические точки

а) \(f(x)=2+18x^2-x^4\)

\[ f'(x)=36x-4x^3=4x(9-x^2). \]

Приравняем производную к нулю:

\[ 4x(9-x^2)=0. \]

Отсюда:

\[ x=0,\qquad x=\pm3. \]

Найдём значения функции:

\[ f(0)=2, \]

\[ f(\pm3)=2+18\cdot9-3^4=2+162-81=83. \]

Ответ:

\[ (-3;83),\qquad (0;2),\qquad (3;83). \]


б) \(\displaystyle f(x)=\frac{x^2-3x}{x-4}\)

Область определения:

\[ x\ne4. \]

Производная дроби:

\[ f'(x)= \frac{(2x-3)(x-4)-(x^2-3x)}{(x-4)^2}. \]

Упростим числитель:

\[ (2x-3)(x-4)-(x^2-3x) =x^2-8x+12 =(x-2)(x-6). \]

Значит,

\[ f'(x)=\frac{(x-2)(x-6)}{(x-4)^2}. \]

Критические значения:

\[ x=2,\qquad x=6. \]

\[ f(2)=\frac{4-6}{2-4}=1, \]

\[ f(6)=\frac{36-18}{6-4}=9. \]

Ответ:

\[ (2;1),\qquad (6;9). \]

Точка \(x=4\) не является критической, так как функция там не определена.


в) \(\displaystyle f(x)=3x-\ln\bigl((x+3)^3\bigr)\)

Здесь \(\ln(x+3)^3\) понимаем как \(\ln\bigl((x+3)^3\bigr)\).

Область определения:

\[ x>-3. \]

Так как при \(x>-3\)

\[ \ln\bigl((x+3)^3\bigr)=3\ln(x+3), \]

то

\[ f'(x)=3-\frac{3}{x+3} =\frac{3(x+2)}{x+3}. \]

Приравниваем к нулю:

\[ 3(x+2)=0, \]

\[ x=-2. \]

\[ f(-2)=3(-2)-\ln1=-6. \]

Ответ:

\[ (-2;-6). \]


2. Точки экстремума

а) \(f(x)=x^3-x^2-x+2\)

\[ f'(x)=3x^2-2x-1=(3x+1)(x-1). \]

Критические точки:

\[ x=-\frac13,\qquad x=1. \]

Знак производной меняется так:

  • при \(x<-\frac13\): \(f'(x)>0\);
  • при \(-\frac13<x<1\): \(f'(x)<0\);
  • при \(x>1\): \(f'(x)>0\).

Значит, при \(x=-\frac13\) — максимум, при \(x=1\) — минимум.

\[ f\left(-\frac13\right) =-\frac1{27}-\frac19+\frac13+2 =\frac{59}{27}. \]

\[ f(1)=1-1-1+2=1. \]

Ответ:

\[ \boxed{\text{максимум }\left(-\frac13;\frac{59}{27}\right)} \]

\[ \boxed{\text{минимум }(1;1)}. \]


б) \(f(x)=e^x(8-7x)\)

Применяем правило произведения:

\[ f'(x)=e^x(8-7x)-7e^x =e^x(1-7x). \]

Так как \(e^x>0\), производная равна нулю только при

\[ 1-7x=0, \]

\[ x=\frac17. \]

До этой точки функция возрастает, после — убывает, поэтому это точка максимума.

\[ f\left(\frac17\right) =e^{1/7}\left(8-7\cdot\frac17\right) =7e^{1/7}. \]

Ответ:

\[ \boxed{\text{максимум }\left(\frac17;7e^{1/7}\right)}. \]

Минимума на всей числовой прямой нет.


3. Наибольшее и наименьшее значения

а) \(\displaystyle f(x)=(1-x^2)(x-1),\quad x\in[0;2]\)

\[ f'(x)=-3x^2+2x+1. \]

Решаем:

\[ -3x^2+2x+1=0, \]

\[ x=1,\qquad x=-\frac13. \]

На отрезке \([0;2]\) находится только \(x=1\).

Проверяем концы отрезка и критическую точку:

\[ f(0)=(1-0)(0-1)=-1, \]

\[ f(1)=0, \]

\[ f(2)=(1-4)(2-1)=-3. \]

Следовательно,

\[ \boxed{\max f=0\text{ при }x=1}, \]

\[ \boxed{\min f=-3\text{ при }x=2}. \]


б) \(\displaystyle f(x)=\frac{x^2+8}{x-1},\quad x\in[-3;0]\)

\[ f'(x)= \frac{2x(x-1)-(x^2+8)}{(x-1)^2} =\frac{x^2-2x-8}{(x-1)^2}. \]

Разложим числитель:

\[ x^2-2x-8=(x-4)(x+2). \]

Критические точки:

\[ x=4,\qquad x=-2. \]

На отрезке \([-3;0]\) находится только \(x=-2\).

Вычислим значения:

\[ f(-3)=\frac{9+8}{-4}=-\frac{17}{4}, \]

\[ f(-2)=\frac{4+8}{-3}=-4, \]

\[ f(0)=\frac8{-1}=-8. \]

Сравниваем:

\[ -8<- \frac{17}{4}<-4. \]

Ответ:

\[ \boxed{\max f=-4\text{ при }x=-2}, \]

\[ \boxed{\min f=-8\text{ при }x=0}. \]


4. Исследование функции \(\displaystyle y=\frac4{x^2+1}\)

1. Область определения

\[ x^2+1>0 \]

при любом \(x\), поэтому

\[ D(y)=\mathbb R. \]

2. Чётность

\[ f(-x)=\frac4{(-x)^2+1} =\frac4{x^2+1}=f(x). \]

Функция чётная, её график симметричен относительно оси \(Oy\).

3. Производная

\[ y'=-\frac{8x}{(x^2+1)^2}. \]

Так как знаменатель положителен:

  • при \(x<0\), \(y'>0\), функция возрастает;
  • при \(x>0\), \(y'<0\), функция убывает.

При \(x=0\):

\[ y(0)=4. \]

Это наибольшее значение функции.

4. Область значений

Поскольку \(x^2+1\ge1\),

\[ 0<\frac4{x^2+1}\le4. \]

Значит,

\[ E(y)=(0;4]. \]

5. Асимптота

\[ \lim_{x\to\pm\infty}\frac4{x^2+1}=0. \]

Горизонтальная асимптота:

\[ y=0. \]

6. Точки для построения

\[ f(0)=4,\qquad f(\pm1)=2, \]

\[ f(\pm2)=\frac45. \]

Нужно отметить точки

\[ (0;4),\quad (-1;2),\quad (1;2),\quad \left(-2;\frac45\right),\quad \left(2;\frac45\right) \]

и соединить их плавной симметричной кривой, которая приближается к оси \(Ox\), но не пересекает её.


5*. Ромб с наибольшей площадью

Пусть диагонали ромба равны \(d_1\) и \(d_2\). Тогда

\[ d_1+d_2=10. \]

Площадь ромба:

\[ S=\frac{d_1d_2}{2}. \]

Выразим:

\[ d_2=10-d_1. \]

Тогда

\[ S(d_1)=\frac{d_1(10-d_1)}2 =5d_1-\frac{d_1^2}{2}. \]

Производная:

\[ S'(d_1)=5-d_1. \]

Критическая точка:

\[ 5-d_1=0, \]

\[ d_1=5. \]

Тогда

\[ d_2=10-5=5. \]

Площадь:

\[ S_{\max}=\frac{5\cdot5}{2} =\boxed{\frac{25}{2}}. \]

Ромб с равными диагоналями является квадратом. Поэтому искомый ромб — квадрат с диагоналями \(5\) и \(5\). Его сторона:

\[ a=\frac5{\sqrt2}=\frac{5\sqrt2}{2}. \]