ЕГЭ · Математика (база) · Функции и графики
Функция и её график: язык описания
Прежде чем сопоставлять функции с характеристиками, договоримся о словах: возрастает, убывает, максимум, наибольшее значение, нуль функции.
🎯 ЕГЭ база: урок закрывает словарь задания 7 — без точного понимания терминов это задание не решается.
- ⚠Путают точку максимума (значение аргумента x) и максимум функции (значение y)
- ⚠Считают, что «функция принимает только положительные значения» и «функция возрастает» — взаимосвязанные свойства
- ⚠Смешивают нуль функции (где график пересекает ось x) и значение в нуле (y при x = 0)
- ⚠Записывают цифры не в порядке А, Б, В, Г
- ⚠Проверяют поведение функции на всей оси, хотя вопрос про конкретный отрезок
Словарь
| Функция | правило, которое каждому значению аргумента x ставит в соответствие ровно одно значение y |
|---|---|
| Область определения | все x, при которых функция имеет смысл. У дроби знаменатель ≠ 0, под чётным корнем — неотрицательное, под логарифмом — строго положительное |
| Нуль функции | значение x, при котором y = 0. На графике это точка пересечения с осью абсцисс |
| Промежутки знакопостоянства | участки, где график лежит выше оси x (y > 0) или ниже неё (y < 0) |
| Возрастание | большему x отвечает больший y. На графике линия идёт вверх слева направо |
| Убывание | большему x отвечает меньший y. Линия идёт вниз слева направо |
| Точка максимума | значение x, в котором рост сменяется убыванием. Это число на горизонтальной оси |
| Максимум функции | значение y в точке максимума. Это число на вертикальной оси |
| Наибольшее значение на отрезке | самая верхняя точка графика на этом отрезке. Может достигаться и на конце отрезка, а не только в вершине |
Точка максимума и максимум — почему их нельзя путать
Разница между этими двумя понятиями стоит целого балла и потому заслуживает отдельного разбора. Возьмём параболу y = x² − 8x + 12. Её вершина находится в точке x₀ = −b : (2a) = 8 : 2 = 4, а значение в вершине равно 16 − 32 + 12 = −4. Ветви направлены вверх, поэтому это точка минимума: точка минимума равна 4 (это x), а минимум функции равен −4 (это y). Числа разные, и оба они могут оказаться в вариантах ответа. Аналогично для параболы ветвями вниз: там вершина — точка максимума. Общее правило: всё, что называется «точка», измеряется по горизонтальной оси; всё, что называется «значение» или «максимум/минимум функции», — по вертикальной. Отдельно стоит наибольшее и наименьшее значение на отрезке: это уже не про вершину, а про сравнение. Если вершина лежит внутри отрезка, наибольшее (или наименьшее) значение достигается в ней; если вершина вне отрезка, функция на отрезке монотонна, и крайние значения достигаются на концах отрезка.
Разбор примера
Разбираем одну параболу по всем пунктам
Дана функция y = x² − 8x + 12. Найдите её нули, координаты вершины, промежутки возрастания и убывания, наименьшее значение и наименьшее значение на отрезке [5; 7].
Показать решение по шагам
- 1. Нули: решаем x² − 8x + 12 = 0. По теореме Виета сумма корней 8, произведение 12 — это 2 и 6. График пересекает ось x в точках 2 и 6.
- 2. Вершина: x₀ = −b : (2a) = 8 : 2 = 4. Значение: y(4) = 16 − 32 + 12 = −4. Вершина — точка (4; −4).
- 3. Коэффициент при x² положителен, значит ветви вверх: функция убывает при x < 4 и возрастает при x > 4. Точка 4 — точка минимума, минимум функции равен −4.
- 4. Знаки: между корнями (от 2 до 6) график ниже оси, значения отрицательны; вне корней — положительны.
- 5. На отрезке [5; 7] вершина не лежит (4 < 5), значит функция там монотонно возрастает. Наименьшее значение достигается на левом конце: y(5) = 25 − 40 + 12 = −3.
- 6. Заметь разницу: минимум функции равен −4 (в точке 4), а наименьшее значение на отрезке [5; 7] равно −3 — это разные числа.
Ответ: Ответ: нули 2 и 6; вершина (4; −4); убывает до 4, возрастает после; минимум −4; на [5; 7] наименьшее значение −3
Разбор примера
Нули функции и промежутки знакопостоянства
Функция задана формулой y = x² − 6x + 8. Найдите её нули и укажите промежутки, на которых функция принимает отрицательные значения.
Показать решение по шагам
- 1. Нули функции — это значения x, при которых y = 0, то есть абсциссы точек пересечения графика с осью Ox. Решаем уравнение x² − 6x + 8 = 0.
- 2. По теореме Виета корни 2 и 4 (сумма 6, произведение 8). Значит нули функции: x = 2 и x = 4.
- 3. Промежутки знакопостоянства определяем по виду параболы. Старший коэффициент 1 положителен, значит ветви направлены вверх: между корнями график ниже оси, вне корней — выше.
- 4. Отрицательные значения функция принимает при 2 < x < 4, то есть на интервале (2; 4).
- 5. Проверка в одной точке каждого промежутка: y(3) = 9 − 18 + 8 = −1 (отрицательно, как и ожидалось), y(0) = 8 и y(5) = 3 (положительно).
- 6. Где теряют баллы. Записывают в ответ значения функции вместо значений аргумента: «нули функции — 8», потому что y(0) = 8. Нули функции — это x, при которых y обращается в ноль, а не наоборот. Вторая потеря — путают знак: при ветвях вверх функция отрицательна между корнями, а при ветвях вниз — вне их.
Ответ: нули 2 и 4; отрицательные значения на (2; 4)
Разбор примера
Наибольшее и наименьшее значение линейной функции на отрезке
Найдите наибольшее и наименьшее значения функции y = −3x + 12 на отрезке [3; 5], а также укажите, возрастает она или убывает.
Показать решение по шагам
- 1. Функция линейная, её график — прямая. Угловой коэффициент k = −3 отрицателен, значит функция убывает: чем больше x, тем меньше y.
- 2. У монотонной функции наибольшее и наименьшее значения на отрезке достигаются только на концах. Внутренние точки проверять не нужно — это главное упрощение.
- 3. Считаем на левом конце: y(3) = −3·3 + 12 = −9 + 12 = 3.
- 4. Считаем на правом конце: y(5) = −3·5 + 12 = −15 + 12 = −3.
- 5. Функция убывает, поэтому наибольшее значение на левом конце: 3. Наименьшее — на правом: −3.
- 6. Заодно видно, что функция принимает на этом отрезке как положительные, так и отрицательные значения: она переходит через ноль при x = 4.
- 7. Где теряют баллы. Решают, что «наибольшее значение всегда в правом конце», не посмотрев на знак k. Для убывающей функции всё наоборот. Вторая потеря — считают наибольшим значение по модулю: −9 «больше» тройки по величине, но как число −9 меньше.
Ответ: наибольшее 3, наименьшее −3; функция убывает
Разбор примера
Точка максимума и максимум: разные ответы на похожие вопросы
Функция задана формулой y = −x² + 6x − 5. Найдите точку максимума функции и её наибольшее значение.
Показать решение по шагам
- 1. Старший коэффициент −1 отрицателен, значит ветви параболы направлены вниз, и вершина — самая высокая точка графика. Именно там и максимум.
- 2. Абсцисса вершины: x = −b/(2a) = −6/(2·(−1)) = −6/(−2) = 3.
- 3. Точка максимума — это x = 3. Отвечая на вопрос «точка максимума», записывают именно абсциссу.
- 4. Максимум функции (он же наибольшее значение) — это y в этой точке: y(3) = −9 + 18 − 5 = 4.
- 5. Проверка соседними значениями: y(2) = −4 + 12 − 5 = 3 и y(4) = −16 + 24 − 5 = 3. Оба меньше четырёх — вершина найдена верно.
- 6. Где теряют баллы. Дают на оба вопроса один и тот же ответ. Разница проста: «точка максимума» — это x, «максимум» и «наибольшее значение» — это y. Проверьте формулировку вопроса до записи в бланк: в задании 7 эти два вопроса встречаются одинаково часто.
Ответ: точка максимума x = 3; максимум равен 4
«Функция возрастает» и «функция положительна» — независимые свойства. Функция y = 3x − 15 на отрезке [4; 7] возрастает, но при x = 4 равна −3, то есть отрицательна. А функция y = −x² + 10x − 26 на отрезке [4; 7] принимает только отрицательные значения, хотя на части отрезка растёт.
Если вершина параболы лежит внутри отрезка, функция на этом отрезке не монотонна: слева от вершины она ведёт себя одним образом, справа — другим. В таком случае характеристику надо искать среди тех, что говорят про знаки, а не про рост.
Вопрос на проверку
У параболы y = −x² + 6x − 5 вершина находится в точке x = 3, значение в ней равно 4. Чему равна точка максимума?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Вопрос на проверку
Что называется нулём функции?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Вопрос на проверку
Функция убывает на отрезке [2; 8]. Где достигается её наибольшее значение на этом отрезке?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Разбор экзаменационных заданий
Задание №7 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №7 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №7 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.