ЕГЭ · Математика (база) · Функции и графики
Линейная и квадратичная функции
Две функции, из которых собрано почти всё задание 7. По формуле сразу видно, растёт функция или убывает и где у параболы вершина.
🎯 ЕГЭ база: урок закрывает разбор формул из задания 7 — прямых и парабол.
- ⚠В формуле вершины забывают минус: x₀ = −b : (2a), а не b : (2a)
- ⚠Направление ветвей определяют по знаку свободного члена вместо коэффициента при x²
- ⚠Считают, что парабола ветвями вниз всюду убывает: слева от вершины она растёт
- ⚠Путают угловой коэффициент k и свободный член b у прямой
- ⚠Определяют знак функции по одному концу отрезка, не проверив второй
Линейная функция y = kx + b
| Угловой коэффициент k | k > 0 — функция возрастает; k < 0 — убывает; k = 0 — прямая горизонтальна, значение постоянно |
|---|---|
| Свободный член b | значение функции при x = 0, то есть точка пересечения с осью y |
| Нуль функции | x = −b : k — точка пересечения с осью x |
| Монотонность | прямая возрастает или убывает на всей числовой оси, никаких переломов у неё нет |
| Значение в точке | просто подставляем: для y = 3x − 12 при x = 6 получаем 18 − 12 = 6 |
Квадратичная функция y = ax² + bx + c
| Направление ветвей | a > 0 — ветви вверх (есть минимум); a < 0 — ветви вниз (есть максимум) |
|---|---|
| Абсцисса вершины | x₀ = −b : (2a) |
| Ордината вершины | подставляем x₀ в формулу: y₀ = y(x₀) |
| Монотонность | при a > 0 функция убывает до вершины и возрастает после; при a < 0 наоборот |
| Нули функции | корни уравнения ax² + bx + c = 0. Если D < 0, парабола не пересекает ось x и знак всюду одинаков |
| Ось симметрии | вертикальная прямая x = x₀. Значения, симметричные относительно вершины, равны |
Разбор примера
Прямая на отрезке: два числа решают всё
Опишите поведение функции y = −3x + 15 на отрезке [4; 7]: возрастает она или убывает и какие знаки принимает.
Показать решение по шагам
- 1. Угловой коэффициент k = −3 отрицателен, значит функция убывает — и на всей оси, и на любом отрезке.
- 2. Считаем значение на левом конце: y(4) = −12 + 15 = 3.
- 3. Считаем на правом конце: y(7) = −21 + 15 = −6.
- 4. Функция убывает от 3 до −6, то есть по дороге пересекает ноль и принимает и положительные, и отрицательные значения.
- 5. Нуль функции: −3x + 15 = 0 даёт x = 5 — точка внутри отрезка, что подтверждает смену знака.
- 6. Для прямой двух вычислений всегда достаточно: между концами она ведёт себя монотонно и никаких сюрпризов не преподносит.
Ответ: Ответ: убывает, принимает как положительные, так и отрицательные значения
Разбор примера
Парабола, у которой вершина внутри отрезка
Опишите поведение функции y = x² − 10x + 26 на отрезке [4; 7].
Показать решение по шагам
- 1. Коэффициент при x² равен 1 > 0, значит ветви вверх и у функции есть минимум.
- 2. Вершина: x₀ = −(−10) : (2 · 1) = 10 : 2 = 5. Точка 5 лежит внутри отрезка [4; 7].
- 3. Значит на этом отрезке функция не монотонна: до 5 убывает, после 5 возрастает. Характеристики «возрастает» и «убывает» ей не подходят.
- 4. Наименьшее значение — в вершине: y(5) = 25 − 50 + 26 = 1.
- 5. Значения на концах: y(4) = 16 − 40 + 26 = 2 и y(7) = 49 − 70 + 26 = 5.
- 6. Наименьшее значение на отрезке равно 1 и оно положительно, значит вся функция на отрезке принимает только положительные значения. Это и есть её характеристика.
Ответ: Ответ: не монотонна (убывает до x = 5, затем возрастает), принимает только положительные значения
Разбор примера
Соответствие четырёх функций и их характеристик
Установите соответствие между функциями и их характеристиками на отрезке [3; 5]. Функции: А) y = 3x − 12; Б) y = −3x + 12; В) y = x² − 6x + 10; Г) y = −x² + 6x − 10. Характеристики: 1) функция возрастает и принимает как отрицательные, так и положительные значения; 2) функция принимает только отрицательные значения; 3) функция убывает и принимает как положительные, так и отрицательные значения; 4) функция принимает только положительные значения.
Показать решение по шагам
- 1. Для каждой функции достаточно двух вещей: понять направление (растёт или убывает) и посчитать значения на концах отрезка.
- 2. А) y = 3x − 12 — прямая, k = 3 > 0, функция возрастает. y(3) = −3, y(5) = 3. Есть и отрицательные, и положительные значения. Это характеристика 1.
- 3. Б) y = −3x + 12 — прямая, k = −3 < 0, функция убывает. y(3) = 3, y(5) = −3. Снова оба знака. Это характеристика 3.
- 4. В) y = x² − 6x + 10. Выделим полный квадрат: x² − 6x + 9 + 1 = (x − 3)² + 1. Наименьшее значение равно 1 и достигается при x = 3 — левом конце отрезка. Значит на всём отрезке y ≥ 1 > 0: только положительные значения, характеристика 4.
- 5. Г) y = −x² + 6x − 10 = −((x − 3)² + 1). Это та же парабола, отражённая относительно оси Ox, поэтому y ≤ −1 < 0: только отрицательные значения, характеристика 2.
- 6. Записываем ответ подряд для А, Б, В, Г: 1342.
- 7. Где теряют баллы. Для парабол проверяют только концы отрезка и забывают про вершину. Здесь вершина совпала с концом x = 3, и всё обошлось, но если бы отрезок был [2; 5], вершина оказалась бы внутри, и наименьшее значение пришлось бы искать именно в ней. Порядок действий надёжнее такой: найти вершину, проверить, лежит ли она в отрезке, и только потом сравнивать значения.
Ответ: 1342
Разбор примера
Парабола, вершина которой вне отрезка
Найдите наибольшее и наименьшее значения функции y = x² − 10x + 21 на отрезке [1; 4].
Показать решение по шагам
- 1. Ветви параболы направлены вверх (старший коэффициент 1 > 0). Находим вершину: x = −b/(2a) = 10/2 = 5.
- 2. Проверяем, попадает ли вершина в отрезок: 5 не принадлежит [1; 4]. Значит на всём отрезке функция монотонна — она убывает, потому что весь отрезок лежит левее вершины.
- 3. Для монотонной функции хватает концов отрезка. y(1) = 1 − 10 + 21 = 12.
- 4. y(4) = 16 − 40 + 21 = −3.
- 5. Функция убывает, поэтому наибольшее значение 12 (в точке x = 1), наименьшее −3 (в точке x = 4).
- 6. Проверка серединой: y(2,5) = 6,25 − 25 + 21 = 2,25 — лежит между −3 и 12, монотонность подтверждается.
- 7. Где теряют баллы. Автоматически подставляют вершину x = 5 и записывают y(5) = −4 как наименьшее значение. Но точка 5 вне отрезка, и функция там не рассматривается. Первое действие в любой задаче на наибольшее и наименьшее значение квадратичной функции — проверить, лежит ли вершина внутри отрезка.
Ответ: наибольшее 12, наименьшее −3
Если минимум параболы положителен, вся функция положительна; если максимум параболы отрицателен, вся функция отрицательна. Поэтому для проверки знака достаточно посчитать значение в вершине, а не перебирать точки.
Функции y = x² − 10x + 26 и y = −x² + 10x − 26 отличаются знаком: вторая — зеркальное отражение первой относительно оси x. Поэтому если первая на отрезке только положительна, вторая на том же отрезке только отрицательна. Это позволяет решать половину задания 7 «в подарок».
Вопрос на проверку
Где находится вершина параболы y = x² − 12x + 37?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Вопрос на проверку
Функция y = −x² + 6x − 10. Какое утверждение верно?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Вопрос на проверку
Прямая задана формулой y = 3x − 15. Чему равен её нуль?
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.
Задание №7 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.