Вместе с роботом Архимедом мы исследуем математические ландшафты. Помоги ему определить, где графики функций идут в гору, а где спускаются в долину, используя производную.
№1 · СЛОЖНЫЙ
ПАРАМЕТР · 4 БАЛЛА
1. Исследование Архимеда: параметр и монотонность
Помогите Архимеду найти все значения параметра, при которых функция возрастает на всей числовой прямой.
Архимед изучает функцию f(x)=31x3+2ax2+16x+7. Чтобы она была монотонно возрастающей на всей области определения R, её производная f′(x)=x2+ax+16 должна быть при всех значениях x. Это условие выполняется, когда дискриминант производной . Таким образом, искомый интервал значений параметра: .
№2 · БАЗОВЫЙ
СВОЙСТВА · 1 БАЛЛ
2. Навигация Архимеда
Помоги Архимеду сопоставить поведение функции и знак её производной.
Поведение функции f(x)
Знак производной f′(x)
Возрастает
Убывает
Стационарна
№3 · БАЗОВЫЙ
4 ПАРЫ · 1 БАЛЛ
3. Сенсоры производных
Соедини функцию с её верной производной.
x4
cosx
2x
log3x
2xln2
−sinx
xln31
4x3
№4 · БАЗОВЫЙ
4 ВЫРАЖЕНИЯ · 1 БАЛЛ
4. Мгновенная скорость
Найдите производную каждой функции для калибровки датчиков Архимеда.
1)f(x) = 12x - 7
2)f(x) = 25 + 4x
3)f(x)=x3
4)f(x)=π
№5 · БАЗОВЫЙ
8 СЛОВ · 2 БАЛЛА
5. Базовый глоссарий
Разгадай кроссворд, чтобы Архимед мог общаться с другими роботами-математиками.
12345678
По горизонтали
Независимая переменная x
Знак производной при возрастании
Место на координатной плоскости
То же, что и убывание
По вертикали
Основной инструмент анализа монотонности
Линия, изображающая функцию
Знак производной при убывании
То же, что и возрастание
№6 · СРЕДНИЙ
ВЫБОР · 2 БАЛЛА
6. Спуск в долину
На каком промежутке функция f(x)=x2−4x+7 убывает?
(2;+∞)
(−∞;2)
(4;+∞)
(−∞;4)
№7 · СРЕДНИЙ
4 ПАРЫ · 2 БАЛЛА
7. Визуальный анализ
Архимед анализирует график производной. Соотнеси события на графике f′(x) с выводами о функции f(x).
f′(x)>0 на интервале
f′(x)<0 на интервале
Переход f′(x) с + на −
Переход f′(x) с − на +
Функция идет вниз
Функция идет вверх
Локальный максимум
Локальный минимум
№8 · СРЕДНИЙ
3 ЗАДАНИЯ · 2 БАЛЛА
8. Остановки на пути
Найдите критические точки функций (где производная равна нулю).
1)f(x)=x3−3x
2)f(x)=x4−2x2
3)f(x)=x+x4
№9 · СРЕДНИЙ
АНАЛИЗ · 3 БАЛЛА
9. Логарифмический рельеф
Исследуйте функцию f(x)=x−lnx на монотонность вместе с Архимедом.
1. Найдем производную: f′(x)=. 2. Решим уравнение f′(x)=0: x=. 3. При x>1 производная нуля, следовательно, функция возрастает.
№10 · СРЕДНИЙ
АНАЛИЗ · 3 БАЛЛА
10. Картография функции
Архимед изучает функцию f(x)=x3−12x. Заполни таблицу исследования её монотонности.
Интервал
Знак f′(x)=3x2−12
Поведение функции
(−∞;−2)
(−2;2)
(2;+∞)
№11 · СРЕДНИЙ
10 СЛОВ · 3 БАЛЛА
11. Продвинутая терминология
Помоги Архимеду структурировать научный отчёт с помощью кроссворда.
123456789
По горизонтали
Вершина холма на графике
Промежуток между точками
То, что должно выполняться
Числовой результат функции
Неизменность направления изменения функции
По вертикали
Дно впадины на графике
Особая точка для производной
Множество допустимых икс
Доказанное правило
Интервал с включенными концами
№12 · СЛОЖНЫЙ
ПАРАМЕТР · 4 БАЛЛА
12. Инженерная задача
При каких значениях параметра a функция f(x)=ax−cosx является возрастающей на всей области определения?
a>1
a≥1
a<1
a≥0
№13 · СЛОЖНЫЙ
СРАВНЕНИЕ · 4 БАЛЛА
13. Логика без калькулятора
Используя свойства монотонности, помоги Архимеду сравнить значения без вычислений.
Выражение 1
Знак
Выражение 2
31.2+1.2
31.3+1.3
ln5−5
ln6−6
e0.2
1+0.2
№14 · СЛОЖНЫЙ
2 ЗАДАНИЯ · 5 БАЛЛОВ
14. Экстремальный ландшафт
Найдите промежутки возрастания функций со сложной структурой.
1)f(x)=x2−10x+16
2)f(x)=x−2lnx
№15 · СЛОЖНЫЙ
12 СЛОВ · 5 БАЛЛОВ
15. Вершина мастерства
Заключительный кроссворд для тех, кто готов стать профессором математики рядом с Архимедом.
123456789101112
По горизонтали
Линейная часть приращения
Функция типа ax
Полный анализ свойств функции
Формальное описание понятия
Прямая, чей наклон — это производная
Движение графика вверх
По вертикали
Функция типа logax
Движение графика вниз
Общее название максимумов и минимумов
Отсутствие разрывов у функции
Изменение значения переменной
Автор теоремы о конечном приращении
№1 · ПРОДВИНУТЫЙ
ПАРАМЕТРЫ · 3 БАЛЛА
1. Инженерные расчёты Архимеда
Архимед проектирует винт, профиль которого описывается сложными функциями. Определи условия на параметр a, при которых механизмы будут работать корректно (функции будут монотонно возрастать на всей области определения).
Функция f(x)
Производная f′(x)
Условие на параметр a
f(x)=31x3−ax2+25x
f(x)=ax+sinx
f(x)=2x3−3x2+ax
№1 · БАЗОВЫЙ
4 ПАРЫ · 1 БАЛЛ
1. Инструменты Архимеда
Соедините функцию с её производной, чтобы Архимед настроил свои сенсоры.
x4
cosx
2x
x
−sinx
4x3
2x1
2xln2
№2 · БАЗОВЫЙ
4 ВЫРАЖЕНИЯ · 1 БАЛЛ
2. Скорость набора высоты
Найдите производную каждой функции, определяющей профиль трассы Архимеда.
1)f(x) = 20x - 5
2)f(x) = 100 - 4x
3)f(x)=x3
4)f(x) = 12
№3 · БАЗОВЫЙ
СВОЙСТВА · 1 БАЛЛ
3. Навигатор монотонности
Заполните таблицу соответствия знака производной и поведения маршрута.
Поведение функции f(x)
Знак производной f′(x)
Возрастает
Убывает
Постоянна
№4 · СРЕДНИЙ
ПРАВИЛО · 2 БАЛЛА
4. Законы движения
Заполните пропуски в формулировке достаточного условия монотонности.
Если производная функции на промежутке X принимает только значения, то функция возрастает. Если же для всех x∈X выполняется f′(x)<0, то на данном интервале функция .
№5 · БАЗОВЫЙ
8 СЛОВ · 2 БАЛЛА
5. Термины экспедиции
Разгадайте кроссворд, чтобы Архимед вспомнил ключевые понятия анализа.
12345
По горизонтали
Координата на оси
Граница, к которой стремится значение
По вертикали
Свойство числа (плюс или минус)
Значение аргумента, при котором функция равна нулю
Уменьшение значений функции
№6 · СРЕДНИЙ
ВЫБОР · 2 БАЛЛА
6. Зона спуска
Определите, на каком из промежутков функция f(x)=x2−4x+3 убывает.
(2;+∞)
(−∞;2)
(−∞;4)
(0;3)
№7 · СРЕДНИЙ
3 ЗАДАНИЯ · 2 БАЛЛА
7. Опасные перевалы
Найдите критические точки функций (где f′(x)=0), чтобы Архимед знал места смены рельефа.
1)f(x)=x3−27x
2)f(x)=x4−8x2
3)f(x)=x+x9
№8 · СРЕДНИЙ
4 ПАРЫ · 2 БАЛЛА
8. Анализ датчиков
Архимед анализирует график производной. Соотнесите поведение графика с выводами о функции.
Производная положительна
Производная отрицательна
Переход f′ с + на −
Переход f′ с − на +
Функция идет вниз
Функция идет вверх
Локальная вершина
Локальная впадина
№9 · СРЕДНИЙ
АНАЛИЗ · 3 БАЛЛА
9. Карта высот
Заполните таблицу исследования для функции f(x)=2x3−6x.
Интервал
Знак f′(x)=6x2−6
Поведение функции
(−∞;−1)
(−1;1)
(1;+∞)
№10 · СРЕДНИЙ
АНАЛИЗ · 3 БАЛЛА
10. Иррациональный подъем
Исследуйте функцию f(x)=x−2x на промежутки монотонности.
1. Найдем производную: f′(x)=. 2. Приравняем к нулю: 1−x1=0, откуда x=. 3. При x>1 производная нуля, значит функция возрастает.
Ещё 23 задания в этом листе
Зарегистрируйтесь — и соберите свой рабочий лист по этой теме за минуту: заданий столько, сколько нужно.
№11 · СРЕДНИЙ
10 СЛОВ · 3 БАЛЛА
11. Профессиональный сленг
Помоги Архимеду составить отчет, заполнив кроссворд по методам исследования.
123456789
По горизонтали
Множество чисел [a;b]
Промежуток (a;b)
Низшая точка в окрестности
Математическое утверждение
Свойство функции, когда большему x соответствует большее y
По вертикали
Множество значений аргумента
Тип точки, подозрительной на экстремум
Требование для выполнения правила
Высшая точка в окрестности
Свойство функции, когда большему x соответствует меньшее y
№12 · СЛОЖНЫЙ
ПАРАМЕТР · 4 БАЛЛА
12. Настройка двигателя
При каких значениях параметра a функция f(x)=ax+cosx возрастает на всей числовой прямой?
a>1
a≥1
a≤−1
a=0
№13 · СЛОЖНЫЙ
СРАВНЕНИЕ · 4 БАЛЛА
13. Экономия энергии
Сравните значения, используя свойства монотонности, без прямых вычислений.
Выражение А
Знак
Выражение Б
50.2+0.2
50.3+0.3
ln2−2
ln3−3
sin0.2
0.2
№14 · СЛОЖНЫЙ
2 ЗАДАНИЯ · 5 БАЛЛОВ
14. Горные хребты
Найдите интервалы возрастания для функций со сложной областью определения.
1)f(x)=x2−6x+8
2)f(x)=x2−ln(x)
№15 · СЛОЖНЫЙ
12 СЛОВ · 5 БАЛЛОВ
15. Вершина мастерства
Финальный кроссворд для тех, кто покорил все вершины анализа вместе с Архимедом.
123456789101112
По горизонтали
Главная часть приращения
Логическое описание понятия
Инструмент для поиска монотонности
Общее название максимума и минимума
Отсутствие разрывов на графике
Изменение значения величины
По вертикали
Показатель степени
Функция вида y=ax
Ученый, доказавший теорему о среднем значении
Полный разбор свойств функции
Прямая, чей наклон равен производной
Независимая переменная x
№1 · БАЗОВЫЙ
4 ВЫРАЖЕНИЯ · 1 БАЛЛ
1. Скорость подъёма
Найдите производную функции, чтобы Архимед узнал скорость изменения высоты.
1)f(x) = 15x + 10
2)f(x) = 98 - 2x
3)f(x)=x2
4)f(x) = 5
№2 · БАЗОВЫЙ
СВОЙСТВА · 1 БАЛЛ
2. Карта знаков
Помоги Архимеду соотнести знак производной и направление движения функции.
Знак производной f′(x)
Поведение функции f(x)
f′(x)>0
f′(x)<0
f′(x)=0
№3 · БАЗОВЫЙ
8 СЛОВ · 2 БАЛЛА
3. Словарь Архимеда
Разгадай кроссворд, чтобы вспомнить основные понятия темы.
12345678
По горизонтали
Визуальное представление функции
Скорость изменения функции
Плюс или минус
Уменьшение значений функции
По вертикали
Зависимость одной переменной от другой
Элемент координатной плоскости
Линия на графике
Увеличение значений функции
№4 · БАЗОВЫЙ
4 ПАРЫ · 1 БАЛЛ
4. Связь функций
Соедини функцию с её производной.
x3
sinx
ex
lnx
x1
cosx
ex
3x2
№5 · СРЕДНИЙ
ПРАВИЛО · 2 БАЛЛА
5. Теорема о монотонности
Заполните пропуски в формулировке достаточного условия монотонности.
Если во всех точках открытого промежутка X выполняется неравенство f′(x)>0, то функция f на этом промежутке. Если же во всех точках X выполняется неравенство , то функция f убывает на этом промежутке.
№6 · СРЕДНИЙ
ВЫБОР · 2 БАЛЛА
6. Поиск спуска
На каком промежутке функция f(x)=x2−6x+5 убывает?
(3;+∞)
(−∞;3)
(6;+∞)
(−∞;5)
№7 · СРЕДНИЙ
3 ЗАДАНИЯ · 2 БАЛЛА
7. Критические точки
Найдите точки, в которых производная равна нулю (точки возможного перегиба маршрута Архимеда).