ID: 00028726
На рисунке изображён график функции y=f(x), определённой на интервале (-10;3). Найдите количество корней уравнения f'(x)=0, принадлежащих отрезку [-7;2].
Источник: ФИПИ
Первое, в чём тут легко запутаться, — что именно нарисовано. На картинке график самой функции f, а спрашивают про её производную f'. Производную придётся не вычислять, а «читать» по форме кривой.
Производная в точке — это наклон касательной, то есть насколько круто график в этой точке идёт вверх или вниз. Если производная равна нулю, значит наклона нет и касательная лежит горизонтально.
А горизонтальной касательная бывает ровно там, где график перестаёт подниматься и начинает опускаться (вершина горки) или наоборот перестаёт опускаться и начинает подниматься (дно ямки). Такие точки называют точками экстремума.
Значит, вопрос «сколько корней у уравнения f'(x)=0» превращается в куда более простой вопрос: сколько у графика вершин и впадин.
И тут главная ловушка. График нарисован на всём интервале (-10;3), а считать надо только на отрезке [-7;2]. Левее x=-7 у кривой есть ещё вершина и глубокая впадина (примерно при x=-8) — они прекрасно видны, но в наш отрезок не попадают и в ответ не идут.
Теперь пройдём по графику слева направо, начиная строго от x=-7.
В самой точке x=-7 кривая уже поднимается, поворота здесь нет. Она растёт до вершины примерно при x=-4, где достигает высоты около 4 — это первый поворот.
После вершины график круто падает и разворачивается в глубокой впадине примерно при x=-2 — второй поворот.
Дальше идёт небольшой подъём к вершине примерно при x=-1 — третий поворот.
Потом снова спуск в неглубокую впадину примерно при x=0 — четвёртый поворот.
И последний подъём к вершине примерно при x=1 — пятый поворот. После неё кривая просто уходит вниз и доходит до правого края отрезка x=2, ни разу не развернувшись.
Получилось пять точек, где касательная к графику горизонтальна, то есть пять корней уравнения f'(x)=0 на отрезке [-7;2].
Проверим себя. Вершины и впадины обязаны чередоваться: между двумя горками всегда есть ямка. У нас вышло «вершина — впадина — вершина — впадина — вершина» — чередование не нарушено, значит ни один поворот не пропущен и ни один не посчитан дважды.