Исследование производной | Тест

ЕГЭ профиль · Задание 9

Введите ответ в поле и нажмите «Проверить». Если затрудняетесь — раскройте блок «Показать решение». Ответы можно вводить как с точкой, так и с запятой.

БЛОК 1 | Физический и геометрический смысл производной

Часть 1

Задача 1.1

Материальная точка движется прямолинейно по закону $x(t) = \frac{1}{3}t^3 + 4t^2 + 8t - 16$, где $x$ — расстояние от точки отсчёта в метрах, $t$ — время в секундах. В какой момент времени (в секундах) её скорость была равна $17$ м/с?

Показать решение
Скорость — это производная функции расстояния.
$v(t) = x'(t) = t^2 + 8t + 8$
$t^2 + 8t + 8 = 17 \Rightarrow t^2 + 8t - 9 = 0$
$t_1 = 1,\ t_2 = -9$
Так как время $t \geq 0$, получаем $t = 1$.
Ответ: 1
Задача 1.2

На рисунке изображён 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 решение
Значение производной в точке $x_0$ равно угловому коэффициенту касательной. Выберем две удобные точки на касательной с целыми координатами: $(-7, 0)$ и $(1, -2)$.
$k = \dfrac{-2 - 0}{1 - (-7)} = \dfrac{-2}{8} = -0{,}25$
Ответ: −0,25
Задача 1.3

На рисунке изображён график функции $y=f(x)$, определённой на интервале $(-3; 9)$. Определите количество целых точек на этом промежутке, в которых производная функции $f(x)$ отрицательна.

Показать решение
Производная отрицательна там, где функция $f(x)$ убывает. По графику промежутки убывания: $(-3; -2)$, $(0; 3)$, $(5; 7)$.
Целые точки внутри этих промежутков:
$(-3;-2):\ \varnothing;\quad (0;3):\ x=1,2;\quad (5;7):\ x=6$
$2 + 1 = 3$
Ответ: 3
Задача 1.4

На рисунке изображён график функции $y=f(x)$, определённой на интервале $(-8; 3)$. Найдите количество точек, в которых касательная к графику функции на этом промежутке параллельна прямой $y = 3$.

Показать решение
Касательная параллельна горизонтальной прямой $y = 3$ в точках, где $f'(x) = 0$, то есть в точках экстремума. Считаем количество вершин графика на интервале $(-8; 3)$.
Ответ: 7
Задача 1.5

Прямая $y = -3x - 8$ является касательной к графику функции $f(x) = 15x^2 + 27x + c$. Найдите $c$.

Показать решение
Условие касания: производные и значения функций совпадают в точке $x_0$.
$f'(x_0) = -3 \Rightarrow 30x_0 + 27 = -3 \Rightarrow x_0 = -1$
$15 - 27 + c = 3 - 8 \Rightarrow c = 7$
Ответ: 7

Часть 2

Задача 1.6

На рисунке изображён график функции $y=f'(x)$ — производной функции $y=f(x)$, определённой на интервале $(-5; 6)$. Найдите количество точек, в которых касательная к графику функции $f(x)$ параллельна прямой $y = -x + 3$ или совпадает с ней.

Показать решение
Касательная параллельна прямой $y = -x + 3$, если $k = -1$, то есть $f'(x) = -1$. Мысленно проводим горизонтальную прямую $y = -1$ на графике производной.
Она пересекает график ровно в 4 точках.
Ответ: 4
Задача 1.7

Прямая $y = 2 - x$ является касательной к графику функции $y = x^2 + 3bx + 6$. Найдите $b$, если абсцисса точки касания отрицательна.

Показать решение
Приравняем производные и значения функций в точке касания $x_0$.
$2x_0 + 3b = -1$
$x_0^2 + 3bx_0 + 6 = 2 - x_0 \Rightarrow x_0^2 + (3b+1)x_0 + 4 = 0$
$-x_0^2 + 4 = 0 \Rightarrow x_0 = -2\ (\text{так как } x_0 < 0)$
$-2 = \dfrac{-1 - 3b}{2} \Rightarrow b = 1$
Ответ: 1
Задача 1.8

Прямая $y = 2x - 1$ параллельна касательной к графику функции $y = \ln(2x + 3) - 3$. Найдите абсциссу точки касания.

Показать решение
Прямая имеет $k = 2$. Приравняем производную к 2.
$y' = \dfrac{2}{2x+3} = 2 \Rightarrow 2x + 3 = 1 \Rightarrow x = -1$
Ответ: −1
Задача 1.9

На рисунке изображён график функции $y=f(x)$. Прямая, проходящая через начало координат, касается графика этой функции в точке с абсциссой $4$. Найдите $f'(4)$.

Показать решение
Касательная проходит через начало координат $(0,0)$ и точку касания $(4, 3)$.
$f'(4) = k = \dfrac{3 - 0}{4 - 0} = 0{,}75$
Ответ: 0,75

БЛОК 2 | Исследование графиков производной

Часть 1

Задача 2.1

На рисунке изображён график $y=f'(x)$ — производной функции $f(x)$, определённой на промежутке $(-7; 7)$. Найдите количество точек минимума функции $f(x)$, принадлежащих отрезку $[-6; 6]$.

Показать решение
Точка минимума соответствует переходу $f'(x)$ снизу вверх через ось $OX$. На отрезке $[-6; 6]$ таких переходов 3.
Ответ: 3
Задача 2.2

На рисунке изображён график $y=f'(x)$ — производной функции $f(x)$, определённой на промежутке $(-6; 7)$. Найдите количество точек максимума функции $f(x)$.

Показать решение
Точка максимума соответствует переходу $f'(x)$ сверху вниз через ось $OX$. Таких переходов 2 (в точках $x = -1$ и $x = 5$).
Ответ: 2
Задача 2.3

На рисунке изображён график функции $y=f(x)$ на промежутке $(-9{,}5; 2{,}5)$. Определите количество целых значений $x_0$, для которых значение производной $f'(x_0)$ отрицательно.

Показать решение
Производная отрицательна в точках убывания функции. По графику — это промежутки $(-9; -5{,}5)$ и $(-2; 1{,}5)$.
$-8, -7, -6\ \text{и}\ -1, 0, 1$
Ответ: 6
Задача 2.4

На рисунке изображён график $y=f'(x)$ — производной функции $f(x)$ и восемь точек на оси абсцисс: $x_1, x_2, \dots, x_8$. Сколько из этих точек принадлежит промежуткам убывания функции $f(x)$?

Показать решение
Функция убывает там, где $f'(x) < 0$ — график производной лежит ниже оси $OX$.
$x_1,\ x_3,\ x_4,\ x_6,\ x_8$
Ответ: 5
Задача 2.5

На рисунке изображён график $y=f'(x)$ — производной функции $f(x)$, определённой на интервале $(-4{,}2; 6{,}2)$. Найдите промежутки убывания функции $f(x)$. В ответе укажите длину наибольшего из них.

Показать решение
Функция убывает там, где $f'(x) \leq 0$. По графику таких промежутков два:
$(-4; -3):\ \ell = 1;\qquad (-1; 3):\ \ell = 4$
Ответ: 4
Задача 2.6

На рисунке изображён график $y=f'(x)$ — производной функции $f(x)$, определённой на интервале $(-5{,}2; 7{,}2)$. В какой точке отрезка $[-1; 6]$ функция $f(x)$ принимает наименьшее значение?

Показать решение
На $[-1; 2]$ имеем $f'(x) \leq 0$ — функция убывает. На $[2; 6]$ имеем $f'(x) \geq 0$ — функция возрастает. Значит, минимум достигается в точке $x = 2$.
Ответ: 2
Задача 2.7

На рисунке изображён график $y=f'(x)$ — производной функции $f(x)$, определённой на интервале $(-4{,}2; 6{,}2)$. В какой точке отрезка $[-1; 5]$ функция $f(x)$ принимает наименьшее значение?

Показать решение
На всём отрезке $[-1; 5]$ производная $f'(x) \leq 0$ — функция непрерывно убывает. Наименьшее значение достигается на правом конце отрезка.
Ответ: 5
Задача 2.8

На рисунке изображён график $y=f'(x)$ — производной функции $f(x)$, определённой на интервале $(-1{,}5; 8{,}5)$. В какой точке отрезка $[2; 6]$ функция $f(x)$ принимает наименьшее значение?

Показать решение
На отрезке $[2; 6]$ производная $f'(x) \geq 0$ — функция возрастает. Наименьшее значение достигается на левом конце отрезка.
Ответ: 2
Задача 2.9

На рисунке изображён график $y=f'(x)$ — производной функции $f(x)$, определённой на интервале $(-2; 8)$. Найдите количество точек экстремума функции $f(x)$, принадлежащих отрезку $[-1; 7]$.

Показать решение
Точки экстремума функции — это точки, в которых $f'(x)$ меняет знак, то есть пересекает ось $OX$. На отрезке $[-1; 7]$ таких точек 5.
Ответ: 5
Готово!

Проверьте себя: если какая-то задача не получилась — откройте решение, разберитесь в шагах и попробуйте решить её заново без подсказки.

Made on
Tilda