Алгебра і початки аналізу – Функції

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Числа і вирази.

Це завдання перевіряє знання основних властивостей функцій, уміння розв’язувати рівняння першого степеня.

Точка перетину графіка функції \(y=2x-2\) з віссю абсцис має ординату нуль \((y=0).\) Абсцису точки знаходимо з рівняння:

Точка перетину графіка з віссю абсцис \((1; 0).\)

Відповідь: B.

ТЕМА: Алгебра та початки аналізу. Функції. Похідна функції, її геометричний та фізичний зміст.

Це завдання перевіряє знання таблиці похідних елементарних функцій, правила знаходження похідної суми, вміння розв'язувати задачі з використанням фізичного змісту похідної.

Матеріальна точка рухається за законом: $$ S(t)=4t^2+9t+8. $$

Швидкість руху $$ V(t)=S'(t)=8t+9. $$

При \(t=4\ \text{с}\)

Відповідь: \(41.\)

ТЕМА: Алгебра та початки аналізу. Функції. Лінійні, степеневі, показникові функції, їхні основні властивості.

Це завдання перевіряє вміння будувати графіки елементарних функцій, встановлювати властивості числових функцій, заданих формулою або графіком, використовувати перетворення графіків функцій.

Дано графік функції \(y=f(x)\) $$ y=\left[\begin{array}{l} x+3,\ x\in [-3; 1],\\ 4,\ x\in (1; 4]. \end{array}\right. $$

1. \begin{gather*} y=x+1,\\[7pt] x+1=4,\\[7pt] x=3. \end{gather*} Отже, 1 – Д.

2. \begin{gather*} y=\frac 4x,\\[6pt] \frac 4x=4,\\[6pt] x=1. \end{gather*} Отже, 2 – Г.

3. \begin{gather*} y=\left(\frac 12\right)^x - \text{спадна},\\[6pt] y=x+3 - \text{зростаюча}. \end{gather*} Рівняння $$ \left(\frac 12\right)^x=x+3 $$ має не більше одного кореня.

При

тому абсциса точки перетину \(x=-1.\)

Отже, 3 – Б.

4. \begin{gather*} y=3-x^3,\\[7pt] 3-x^3=x+3,\\[7pt] x=-x^3,\\[7pt] x+x^3=0,\\[7pt] x(1+x^2)=0,\\[7pt] x=0. \end{gather*} Отже, 4 – B.

Відповідь: 1 – Д, 2 – Г, 3 – Б, 4 – В.

ТЕМА: Алгебра та початки аналізу. Функції. Первісна та визначений інтеграл. Застосування визначеного інтеграла до обчислення площ плоских фігур.

Це завдання перевіряє вміння обчислювати площу плоских фігур за допомогою інтеграла.

Зафарбована фігура обмежена графіками функцій \(y=g(x)\) та \(y=f(x).\)

Площу фігури знаходимо за допомогою визначеного інтегралу. Абсциси точок перетину графіків \(x=2\) та \(x=7\) – межі інтегрування.

Функція \(y=f(x)\) приймає більші значення на заданому проміжку (обмежує фігуру згори), а \(y=g(x)\) – менші значення (обмежує знизу).

Тому,

Відповідь: Г.

ТЕМА: Алгебра та початки аналізу. Функції. Тригонометричні функції.

Це завдання перевіряє вміння встановлювати властивості числових функцій, заданих формулою або графіком, використовувати перетворення графіків функцій.

Графік \(y=\sin x\) можна отримати паралельним перенесенням графіка функції \(y=\cos x\) уздовж осі \(x\) вправо на \(\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2}\) одиниць.

Отже, правильна відповідь – А.

Відповідь: A.

ТЕМА: Алгебра та початки аналізу. Функції. Квадратична функція.

Це завдання перевіряє вміння будувати графіки елементарних функцій, використовувати перетворення графіків функцій.

Задано функцію \(y=x^2\) з вершиною \((0; 0).\)

Використаємо елементарні перетворення графіків функції. Вершина параболи \((0; 0)\) переміщується вліво на \(2\) одиниці.

Отримана функція \(y=(x+2)^2.\)

Відповідь: B.

ТЕМА: Алгебра та початки аналізу. Функції. Числові послідовності.

Це завдання перевіряє знання формули \(n\text{-го}\) члена арифметичної прогресії, знання означення арифметичної прогресії.

Використаємо формулу \(n\text{-го}\) члена: \(a_n=a_1+d(n-1).\)

При \(d=-4\) \begin{gather*} a_1+(-4)=9,\\[7pt] a_1=13. \end{gather*}

Відповідь: B.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Похідна функції. Правило знаходження похідної складеної функції.

Це завдання перевіряє вміння обчислювати значення похідної складеної функції у заданій точці.

Нехай \(y=f(u(x))\) – складена функція, тобто \(y=f(u)\), де \(u=u(x).\)

Якщо функція \(u(x)\) має в точці \(x\) похідну \(u'(x)\), а функція \(y=f(u)\) – похідну у відповідній точці \(u=u(x)\), то складена функція \(y=f(u(x))\) також має похідну в точці \(x\), причому $$ y'=f_u'(u)\cdot u_x'(x). $$

Функцію \(y=\sqrt{13-3x}\) запишемо у вигляді \(y=\sqrt{u}\), де \(u=13-3x.\) Тоді

Обчислюємо значення похідної в точці \(x_0=3\mathord{:}\)

Відповідь: \(-0\mathord{,}75.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Первісна та визначений інтеграл. Формула Ньютона - Лейбніца.

Це завдання перевіряє знання таблиці первісних основних елементарних функцій та вміння застосовувати формулу Ньютона - Лейбніца для знаходження визначеного інтеграла.

За формулою Ньютона - Лейбніца:

де \(F(x)\) – будь-яка первісна функції \(f(x)\) на відрізку \([a; b].\)

Нагадаємо, що функція \(F(x)\) називається первісною для функції \(f(x)\) на проміжку \((a; b)\), якщо для будь-якого \(x\in (a; b)\) виконується рівність \(F'(x)=f(x).\)

Визначимо одну з первісних функції \(y=6x^2.\)

Правило знаходження первісних. Якщо \(F_1(x)\) – первісна функції \(f_1(x)\), а \(\mathrm{C}\) – довільна стала, то $$ F(x)=\mathrm{C}F_1(x) $$ є первісною функції $$ f(x)=\mathrm{C}f_1(x). $$

Отже, $$ F(x)=6F_1(x) $$ є первісною функції $$ f(x)=6x^2, $$ де \(F_1(x)\) – первісна функції \(f_1(x)=x^2.\)

Однією з первісних степеневої функції \(x^n\), причому \(n\ne -1\), є $$ \frac{x^{n+1}}{n+1}. $$ Тому $$ F_1(x)=\frac{x^{2+1}}{2+1}=\frac{x^3}{3}. $$ Отже, $$ F(x)=6\cdot \frac{x^3}{3}=2x^3. $$ Тоді

Відповідь: Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Арифметична прогресія.

Це завдання перевіряє знання формули \(n\text{-го}\) члена прогресії та вміння використовувати її для знаходження першого члена.

Запишемо формулу \(n\text{-го}\) члена арифметичної прогресії:

тоді для \(15\text{-го}\) члена $$ a_{15}=a_1+14d. $$

Підставивши відомі значення різниці прогресії \(d=0\mathord{,}5\) та \(a_{15}=12\), отримаємо рівняння відносно \(a_1\mathord{:}\) $$ 12=a_1+14\cdot 0\mathord{,}5 $$ звідки \(a_1=5.\)

Відповідь: Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції.

Це завдання перевіряє знання графіків основних елементарних функцій.

Пряма є графіком лінійної функції, тобто функції, заданої рівнянням $$ y=kx+b, $$ де \(k\), \(b\) – числа. Серед наведених функцій лінійною є лише функція \(y=2x.\)

Цю функцію отримаємо, якщо в рівняння $$ y=kx+b $$ підставимо значення \(k=2\) i \(b=0.\)

Відповідь: Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Числові послідовності. Арифметична прогресія.

Це завдання перевіряє вміння розв’язувати практичні задачі на арифметичну прогресію.

Оскільки кожного наступного дня, починаючи з другого, студент розв’язував на одну й ту ж саму кількість задач більше, ніж попереднього дня, то кількості задач, які студент розв’язував кожного дня, починаючи з першого, утворюють арифметичну прогресію. Позначимо через \(a_{n}\) кількість задач, які студент розв’язав \(n\text{-го}\) дня, \(n=1; 2; \ldots; 9.\) За умовою \(a_{1}=9\), \(S_{9}=315.\) Потрібно визначити \(a_{9}.\)

Оскільки суму перших \(n\) членів арифметичної прогресії можна визначити за формулою $$ S_{n}=\frac{a_{1}+a_{n}}{2}\cdot n, $$ то згідно умови виконується рівність $$ S_{9}=\frac{a_{1}+a_{9}}{2}\cdot 9, $$ тобто $$ 315=\frac{11+a_{9}}{2}\cdot 9, $$ звідки отримуємо: \begin{gather*} 630=(11+a_{9})\cdot 9,\\[7pt] 70=11+a_{9},\\[7pt] a_{9}=70-11=59. \end{gather*}

Отже, дев’ятого дня студент розв’язав \(59\) задач.

Відповідь: \(59.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графіки лінійної та квадратичної функцій. Рівняння кола. Властивості лінійної функції.

Це завдання перевіряє вміння будувати графіки лінійних та квадратичних функцій, кола, заданого рівнянням, встановлювати кількість точок перетину прямої з колом та прямої з параболою. Для розв'язання завдання потрібно також знати властивості лінійної функції \(y=kx+b\) та умову паралельності прямих.

1. Побудуємо графік рівняння \(y=5-x\).

Пряма задана рівнянням \(y=5-x\) має від'ємний кутовий коефіцієнт \(k=-1\), тому вона утворює з додатним напрямом осі \(x\) тупий кут, причому цей кут становить \(135^\circ\), оскільки \(\mathrm{tg}\ 135^\circ=-1.\) Отже, 1 – B.

2. Побудуємо графік рівняння \(y=2x+3\) і коло \(x^2+y^2=4.\)

Пряма перетинає коло. Отже, 2 – Д.

3. Графіком рівння \(x=a\) є пряма, що паралельна осі ординат і перетинає вісь абсцис у точці \((a; 0).\) Отже, графіком рівняння \(2x+6=0\), тобто \(x=-3\), є пряма, що паралельна осі ординат і яка проходить через точку \((-3; 0).\) Тому 3 – А.

4. Графік функції \(y=x-4\) і пряма \(y-x=0\), тобто \(y=x\) мають рівні кутові коефіцієнти, кожна з цих прямих утворює з додатним напрямом осі \(x\) кут \(45^\circ.\) Отже, 4 – Г.

Графіком функції \(y=x^2-5\) є парабола з вершиною у точці \((0; -5)\), симетрична відносно осі ординат, вітки параболи напрямлені вгору, вісь абсцис перетинає у точках \((-\sqrt{5}; 0)\) i \((\sqrt{5}; 0)\) (див. рисунок).

Зазначимо, що кожна з прямих, що задані в (1–4), перетинає задану параболу. Отже, варіант Б не може бути закінченням речення для жодного з початків речення (1–4).

Відповідь: 1 – B, 2 – Д, 3 – A, 4 – Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Первісна.

Це завдання перевіряє вміння знаходити первісну раціональної функції.

Нагадаємо, що функція \(F(x)\) називається первісною для функції \(f(x)\) на проміжку \((a; b)\), якщо для будь-якого \(x\in (a; b)\) виконується рівність \(F'(x)=f(x).\)

Правило знаходження первісних. Якщо \(F_1(x)\) – первісна для функції \(f_1(x)\), а \(C\) – довільна стала, то \(F(x)=CF_1(x)\) є первісною для \(Cf_1(x).\)

У нашому випадку $$ f(x)=\frac{1}{2x}=\frac 12\cdot \frac 1x. $$

Оскільки функція \(F_1(x)=\ln|x|\) є первісною для \begin{gather*} f_1(x)=\frac 1x,\ \text{то}\\[6pt] F(x)=\frac 12\ln|x| \end{gather*} є первісною для заданої функції $$ f(x)=\frac 12\cdot \frac 1x. $$

Відповідь: Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Парність функцій.

Це завдання перевіряє знання властивостей парної функції.

Розглянемо твердження І і ІІ.

Функція \(y=f(x)\) називається парною, якщо для будь-якого \(x\) з області визначення цієї функції виконується рівність: \(f(-x)=f(x).\) Отже, твердження І не є правильним, воно справедливо лише в тому випадку, коли \(f(10)=f(-10)=0\), тобто не виконується для будь-якого \(x\) з області визначення цієї функції. Твердження ІІ є правильним.

З означення парної функції випливає, що її графік симетричний відносно осі \(y.\) Тому твердження ІІІ також є правильним. Отже, правильні твердження ІІ і ІІІ.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Значення функції в точці. Перетворення логарифмічних виразів.

Це завдання перевіряє вміння знаходити значення функції в точці за її аналітичним виразом та вміння використовувати властивості логарифма для розв'язування задач.

Підставимо значення \(x_0=4\) у аналітичний вираз для функції замість змінної \(x\mathord{:}\)

Відповідь: Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції.

Це завдання перевіряє вміння визначати аналітичний вираз функції за фрагментом її графіка.

Фрагмент графіка, зображений на рисунку, проходить через початок координат, тому має виконуватись рівність \(y(0)=0.\) Оскільки \(\cos 0=1\), то відповіді \(y=2\cos x\), \(y=\cos x\) не задовольняють цю умову. Для функцій \(y=2\sin x\), \(y=-2\sin x\) та \(y=\sin 2x\) вказана рівність виконується.

За рисунком функція досягає значення \(2\) в точці \(x=\frac{\pi}{2}\), тобто \(y\left(\frac{\pi}{2}\right)=2.\) Ця рівність виконується для функції \(y=2\sin x\mathord{:}\) $$ 2\cdot \sin \frac{\pi}{2}=2\cdot 1=2, $$ а для функцій \(y=\sin 2x\) i \(y=-2\sin x\) – ні:

Отже, на рисунку зображено фрагмент графіка функції \(y=2\sin x.\)

Зазначимо, що зображений на рисунку фрагмент графіка можна отримати з фрагмента графіка \(y=\sin x\) шляхом розтягнення його в два рази вздовж осі ординат, тоді кожна точка \((x_0; \sin x_0)\), що належить фрагменту графіка \(y=\sin x\) перейде у точку \((x_0; 2\sin x_0)\), що належить фрагменту графіка \(y=2\sin x\) (див. рисунок).

Тому для розв'язання цього завдання важливо вміти будувати графіки функцій \(y=\sin x\) та \(y=\cos x\) та виконувати перетворення графіків функцій, зокрема, будувати графік функції \(y=kf(x)\) за графіком функції \(y=f(x).\)

Відповідь: A.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Числові послідовності. Формули суми \(n\) перших членів арифметичної прогресії.

Це завдання перевіряє знання формули суми \(n\) перших членів арифметичної прогресії та вміння її застосовувати до розв’язання завдання із практичним змістом.

Оскільки кількість настою кожного наступного дня на одне й те саме число менша за кількість настою, що приймав пацієнт попереднього дня, то щоденні кількості настою утворюють арифметичну прогресію, перший член якої \(a_1 = 370\) мл, а останній двадцятий член \(a_{20} = 85\) мл.

Сумарну кількість настою, що вип’є пацієнт за ці \(20\) днів, визначаємо як суму перших \(20\) членів арифметичної прогресії:

Відповідь: \(4550.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Основні властивості функцій: парність, періодичність, монотонність. Екстремум функції.

Це завдання перевіряє вміння встановлювати властивості числових функцій (степеневої, квадратичної та логарифмічної), заданих формулою, знаходити область визначення, значення функції в точці, використовувати перетворення графіків функцій, знання означення точки екстремуму функції.

1. Функція \(y = x^{3}\) визначена на всій дійсній осі, зростає на всій області визначення, екстремуму не має. Знайдемо значення функції в точці \(x = 8\mathord{:}\) $$ y(8) = 8^{3} \gt 0. $$ Знайдемо значення функції в точці \(x = -3\mathord{:}\) $$ y(-3) = (-3)^{3} = -27 \lt 0. $$ Отже, для початку речення 1 жоден із варіантів A—Г не може бути його закінченням. Функція \(y = x^{3}\) для будь-якого дійсного значення \(x\) задовольнює умову \begin{gather*} y(-x) = -y(x){,}\\[7pt] (-x)^{3} = -x^{3}, \end{gather*} тобто є непарною.

Отже, 1 – Д.

2. Функція \(y = (x + 2)^{2} - 3\) визначена на всій дійсній осі, графіком цієї функції є парабола, вітки якої напрямлені вгору, абсциса вершини параболи є точкою мінімуму цієї функції, тобто в точці \(x = x_{в}\) функція має екстремум. Залишилося визначити значення \(x_{в}.\) Оскільки графік функції \(y = (x + 2)^{2} - 3\) можна отримати з графіка функції \(y = x^{2}\) за допомогою його перенесення вздовж осі \(x\) ліворуч на \(2\) одиниці й вздовж осі \(y\) вниз на \(3\) одиниці, то абсциса вершини заданої параболи \(x_{в} = -2\), тобто функція \(y = (x + 2)^{2} - 3\) в точці \(x = -2\) має екстремум.

Отже, 2 – В.

3. Функція \(y = \log_{0{,}5} x\) визначена на проміжку \((0; +\infty)\), тому визначена в точці \(x = 1\) і не визначена в точці \(x = -3\). Оскільки основа логарифма \(0{,}5 \lt 1\), то функція є спадною на всій області визначення, отже, не має екстремумів. Окрім зазначеного, функція \(y = \log_{0{,}5} x\) перетинає вісь \(x\) у точці \((1; 0)\), на проміжку \((0; 1)\) набуває додатних значень, а на проміжку \((1; +\infty)\)   від’ємних значень. Таким чином, $$ y(8) = \log_{0{,}5} 8 = -3 \lt 0. $$

Отже, 3 – А.

4. Функція \(y = \sqrt{x - 4}\) визначена для всіх \(x\), що задовольняють умову \(x - 4 \ge 0\), тобто \(x \ge 4.\) Отже, вона не визначена в точках \(x = 1\) і \(x = -3.\) З двох варіантів, що залишилися, для 4 обираємо варіант Б (в точці \(x = -3\) ця функція не може набувати не лише додатного значення, але й жодного іншого).

Отже 4 – Б.

Відповідь: 1 – Д, 2 – B, 3 – А, 4 – Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Похідні. Похідна від складеної функції.

Це завдання перевіряє вміння знаходити похідну від складеної функції.

За означенням, якщо \(f(g(x))\) – складена функція і існують похідні функції \(g(x)\) у точці \(x\), а функції \(f(u)\) – у відповідній точці \(u = g(x)\), то існує похідна складеної функції \(f(g(x))\), причому $$ (f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x). $$

Тоді

Відповідь: Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції.

Це завдання перевіряє знання графіків елементарних функцій.

З рисунка видно, що шукана функція на проміжку \(\left[0; \frac{\pi}{2}\right)\) зростає, пряма \(x = \frac{\pi}{2}\) є вертикальною асимптотою (на рисунку позначена пунктирною лінією), графік функції не перетинає цю пряму. Крім того, графік функції проходить через початок координат. Розглянемо наведені функції:

А: \(y = \mathrm{ctg}\ x\) – графік цієї функції не проходить через початок координат, на проміжку \(\left(0;\, \frac{\pi}{2}\right)\) функція спадає, в точці \(x = 0\) не існує.

Б: \(y = 2^{x}\) – графік цієї функції не проходить через початок координат, оскільки \(0\ne 2^0=1\), крім того перетинає пряму \(x = \frac{\pi}{2}.\)

В: \(y = x^{2}\) – графік цієї функції (парабола) перетинає пряму \(x = \frac{\pi}{2}.\)

Г: \(y =\frac{\pi}{2}x\) – графік цієї функції (пряма) перетинає пряму \(x = \frac{\pi}{2}.\)

Отже, варіанти А – Г не задовольняють умову завдання.

Д: \(y=\mathrm{tg}\ x\) – графік цієї функції проходить через початок координат, не перетинає пряму \(x = \frac{\pi}{2}\), оскільки в цій точці не існує значення функції \(y = \mathrm{tg}\ x.\) Функція зростає на заданому проміжку. Отже, на рисунку зображено фрагмент графіка функції \(y = \mathrm{tg}\ x.\)

Відповідь: Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік лінійної функції.

Це завдання перевіряє вміння встановлювати належність точки графіку функції, зокрема прямій.

Графік функції проходить через точку, якщо її координати задовольняють рівняння, яким задано функцію, тобто при підстановці в це рівняння обертають його на тотожність. Підставимо координати точки \(O(0; 0)\) в кожне з наведених рівнянь:

А: \(0 = -2 \cdot 0 = 0\) – рівність виконується, отже пряма \(y = -2x\) проходить через точку \(O(0; 0)\);

Б: \(0 \neq 0 + 2 = 2\) – рівність не виконується;

В: \(0 \neq 0 - 2 = -2\) – рівність не виконується;

Г: \(0 \neq 2 - 0 = 2\) – рівність не виконується;

Д: \(0 \neq -2\) – рівність не виконується.

Це завдання можна розв’язати, безпосередньо скориставшись властивістю лінійної функції. Оскільки точка \(O(0; 0)\) є початком координат, а пряма, яка проходить через початок координат, задається рівнянням \(y = kx\), \(k\) – дійсне число, то серед наведених рівнянь цю умову задовольняє лише рівняння прямої \(y = -2x.\)

Відповідь: A.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Монотонність функцій.

Це завдання перевіряє вміння знаходити проміжки монотонності – зростання або спадання елементарних функцій.

Зображений на рисунку ескіз графіка є параболою – графіком квадратичної функції. Вона спадає на проміжку \((-\infty; x_{в}]\), де \(x_{в}\) – абсциса вершини параболи \begin{gather*} y = ax^{2} + bx + c, \\[6pt] x_{в} = -\frac{b}{2a}. \end{gather*} У нашому випадку \begin{gather*} a = 1,\\[7pt] b = 2,\\[6pt] x_{в} = -\frac{2}{2 \cdot 1} = -1. \end{gather*}

Отже, задана функція спадає на проміжку \((-\infty; -1].\)

Відповідь: Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Числові послідовності. Формули суми \(n\) перших членів арифметичної прогресії.

Це завдання перевіряє знання формули суми арифметичної прогресії.

Всі дистанції, що долав плавець кожного тренування, поки не досягнув результату \(1000\) м, утворюють арифметичну прогресію. За умовою \(a_{1} = 450\) м, \(d = 50\) м, \(a_{n} = 1000\) м.

Визначимо \(n\) за формулою загального члена $$ a_{n} = a_{1} + d(n - 1). $$ Підставимо в цю формулу \(a_{1} = 450\), \(d = 50\) і \(a_{n} = 1000.\) Отримаємо $$ 1000 = 450 + 50(n - 1), $$ звідки \(n = 12.\)

За ці \(12\) тренувань плавець проплив всього

Оскільки плавець тренувався тричі на тиждень, то за \(10\) тижнів він провів \(30\) тренувань. Під час кожного з останніх \(18\) тренувань плавець пропливав \(1000\) м, тому за ці \(18\) тренувань плавець проплив всього $$ 18 \cdot 1000 = 18000\ \text{м}. $$ Отже, за перші \(10\) тижнів тренувань плавець проплив всього

Відповідь: \(26{,}7.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графіки функцій.

Це завдання перевіряє знання розташування графіків основних елементарних функцій та вміння виконувати геометричні перетворення графіків.

Побудуємо схематично графіки заданих функцій.

1. Графік функції \(y=-x^{2}-1\) отримаємо з графіка функції \(y=x^{2}\) віддзеркаленням відносно осі \(x\), після чого графік опускаємо на \(1\) одиницю вниз. Графік функції \(y=-x^{2}-1\) розташований у III та IV четвертях. Отже, 1 – Б.

2. Графік функції \(y=x+1\) розташований у I, II та III четвертях. Отже, 2 – В.

3. Графік функції \(y=-\frac{1}{x}\) отриманий з графіка функції \(y=\frac{1}{x}\) віддзеркаленням відносно осі \(x\) (осі \(y.\)) Графік функції \(y=-\frac{1}{x}\) розташований у II та IV чвертях. Отже, 3 – А.

4. Графік функції \(y=\cos x\) розташований у I, II, III та IV четвертях. Отже, 4 – Д.

Відповідь: 1 – Б, 2 – В, 3 – А, 4 – Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Геометричний зміст похідної.

Це завдання перевіряє знання геометричного змісту похідної.

Якщо пряма \(y = kx + b\) є дотичною, проведеною до графіка функції \(y = f(x)\) у точці з абсцисою \(x_{0} = 2\), то, згідно з геометричним змістом похідної, \(f'(x_{0}) = k.\) Оскільки \(f'(2) = -3\), то кутовий коефіцієнт \(k\) дотичної дорівнює \(-3.\) Визначимо кутові коефіцієнти всіх наданих дотичних. \begin{gather*} \text{А:}\ k = -\frac{3}{2},\\[6pt] \text{Б:}\ k = 3,\\[7pt] \text{В:}\ k = 2,\\[6pt] \text{Г:}\ k = \frac{3}{2},\\[6pt] \text{Д:}\ k = -3. \end{gather*} Серед наведених прямих лише варіант Д задовольняє цю умову.

Слід зауважити, що для розв’язання цього завдання не потрібно знаходити рівняння дотичної, проведеної до графіка функції.

Відповідь: Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Основні властивості функцій: парність, періодичність, монотонність.

Це завдання перевіряє знання основних властивостей функцій: парності, періодичності, монотонності.

Ця лінійна функція не є парною, оскільки умова \(y(-x) = y(x)\) не виконується:

Ця лінійна функція не є непарною, оскільки умова \(y(-x) = -y(x)\) теж не виконується:

Функція не є періодичною, оскільки періодичною серед лінійних функцій є лише функція \(y = a\), \(a = \mathrm{const}.\)

Якщо кутовий коефіцієнт \(k\) лінійної функції \(y = kx + b\) додатний, то ця функція зростає на проміжку \((-\infty; +\infty)\), а якщо від’ємний – то функція спадає. У нашому випадку \(k = 2 \gt 0.\)

Відповідь: Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції. Перетворення графіків функцій.

Це завдання перевіряє вміння виконувати геометричні перетворення графіків функції.

Графік функції \(y=\sqrt{x-2}\) отримують зсувом графіка \(y=\sqrt{x}\) на \(2\) одиниці вправо уздовж осі абсцис.

Можна розв’язувати це завдання, використовуючи область визначення заданої функції: \(x-2 \ge 0\), звідки \(x \ge 2.\) Таке обмеження виконується лише для функції, графік якої зображено у варіанті Г.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції.

Це завдання перевіряє вміння встановлювати належність точки графіку функції.

Точка належить графіку функції, якщо цей графік проходить через точку. З рисунка видно, що серед запропонованих точок лише точка \((-3; 1)\) належить графіку заданої функції.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Похідна функції. Застосування похідної до розв’язку задач.

Це завдання перевіряє вміння використовувати похідну функції для знаходження її найбільшого значення.

Нехай \(ABCD\) – задана трапеція, вершини якої належать графіку квадратичної функції \(y=36-x^2\) (див. рисунок).

Оскільки в умові задачі зазначено, що всі вершини трапеції належать графіку функції, а основа \(AD\) лежить на осі \(x\), то точки \(A\) і \(D\) є точками перетину графіка з віссю \(x.\) Для знаходження абсцис цих точок розв’яжемо рівняння $$ 36-x^2=0, $$ оскільки на вісі \(x\) ордината \(y\) дорівнює \(0.\) Тоді \(x_1=6\), \(x_2=-6\) і \(A(-6; 0)\), \(D(6; 0).\)

Нехай абсциса точки \(C\) дорівнює \(a\), тоді абсциса точки \(B\) дорівнює \(-a\), а ординати цих точок дорівнюють \(36-a^2.\) При цьому \(a\in (0; 6)\).

Визначимо залежність площі трапеції \(ABCD\) від значення змінної \(a.\) Площа трапеції дорівнює добутку півсуми її основ на висоту: $$ S=\frac{AD+BC}{2}\cdot h. $$

Довжина нижньої основи трапеції $$ AD=6+6=12, $$ довжина верхньої основи трапеції $$ BC=a+a=2a, $$ висота трапеції дорівнює ординаті точки \(C\), тобто $$ h=36-a^2, $$ тоді площа трапеції \(ABCD\) виражається формулою $$ S=\frac{12+2a}{2}\cdot(36-a^2), $$ або

Для знаходження найбільшого значення площі, знайдемо похідну

$$ S'(a)=36-12a-3a^2=3(12-4a-a^2)=3(2-a)(a+6). $$

Щоб визначити стаціонарні точки функції \(S(a)\), прирівняємо її похідну до нуля: $$ 3(2-a)(a+6)=0. $$ Розв’язавши рівняння, знайдемо дві стаціонарні точки \(a_1=-6\) і \(a_2=2\), але досліджуватимемо лише точку \(a=2\), оскільки \(-6\notin (0; 6).\) З наведеної діаграми видно, що в точці \(a=2\) функція

$$ S(a)=216+36a-6a^2-a^3 $$

досягає максимуму.

Отже, найбільшого значення площа трапеції досягає у випадку, коли \(a=2.\) Обчислимо значення

$$ S(2)=216+36\cdot 2-6\cdot 4\cdot 8=256. $$

Відповідь: \(256.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції.

Це завдання перевіряє вміння знаходити координати точки, що належить графіку функції.

Точка \((x_0; y_0)\) належить графіку функції \(y=f(x)\), якщо її координати задовольняють умову \(y_0=f(x_0).\)

Якщо точка \((x_0; 4)\) належить графіку функції $$ y=\sqrt{2x^2+x+1}, $$ то має виконуватися рівність: $$ 4=\sqrt{2x_0^2+x_0+1}. $$

Звідси після піднесення лівої і правої частин до квадрата дістанемо: \begin{gather*} 2x_0^2+x_0+1=16,\\[7pt] 2x_0^2+x_0-15=0,\\[7pt] x_0=2{,}5\ \text{або}\ x_0=-3. \end{gather*}

Оскільки за умовою \(x_0\gt 0\), то \(x_0=2{,}5.\)

Відповідь: \(2{,}5.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції. Основні властивості функції: парність, періодичність, монотонність. Область визначення функції.

Це завдання перевіряє вміння встановлювати властивості числових функцій, заданих формулою, зокрема, визначати належність точки графіку заданої функції, знаходити область визначення функції, визначати найменше значення функції. Для розв’язання завдання потрібно також знати властивості симетрії графіків парних та непарних функцій.

Розглянемо кожну з функцій A – Д окремо.

А. Функція $$ y=\frac{2}{x-2} $$ визначена для всіх значень \(x\), при яких знаменник \(x-2\) відмінний від нуля, тобто при \(x\ne 2.\) Тому областю визначення цієї функції є об’єднання інтервалів \((-\infty; 2)\cup (2; +\infty).\)
Отже, 3 – А.

Б. Графіком квадратичної функції \(y=(x+2)^2\), або $$ y=x^2+4x+4 $$ є парабола, яку можна отримати перенесенням параболи, заданої рівнянням \(y=x^2\), на \(2\) одиниці ліворуч (див. рисунок).

З рисунка видно, що графік функції \(y=(x+2)^2\) не є симетричним відносно осі \(y\), а найменшого значення ця функція набуває в точці \(x=-2\), яка є абсцисою вершини параболи. Можна міркувати інакше. Оскільки вираз \((x+2)^2\), який є повним квадратом, набуває лише невід’ємних значень, точніше, \((x+2)^2=0\), якщо \(x=-2\), і \((x+2)^2\gt 0\), якщо \(x\ne -2\), то він набуває найменшого значення, якщо \(x=-2.\) Отже, 2 – Б.

В. Графік показникової функції \(y=3^x\) проходить через точку \((0; 1)\), оскільки \(3^0=1.\) Ця функція є зростаючою на всій області визначення – проміжку \((-\infty; +\infty).\) Отже, більшому значенню аргументу відповідає більше значення функції. Тому графік функції \(y=3^x\) не є симетричним відносно осі \(y.\) Можна також скористатися твердженням про те, що симетрією відносно осі ординат володіє лише графік парної функції. Функція \(y=3^x\) не є парною, оскільки умова \(y(-x)=y(x)\), тобто \(3^{-x}=3^x\) виконується лише в одній точці \(x=0.\) Для всіх \(x\ne 0\) ця рівність не виконується. Отже, 1 – В.

Г. Функція \(y=|x|\) є парною, оскільки для всіх \(x\in (-\infty; +\infty)\) виконується умова $$ y(x)=y(-x):|-x|=|x|. $$ Тому її графік симетричний відносно осі \(y.\) Отже, 4 – Г.

Д. Функція \(y=x^3\) визначена на всій дійсній осі, зростає на всій області визначення, тому не існує жодної точки, у якій вона набуває найменшого значення. Точка \((0; 1)\) не належить графіку функції, оскільки її координати не задовольняють рівняння функції: \(1\ne 0^3.\) Функція \(y=x^3\) для будь-якого дійсного значення \(x\) задовольняє умову $$ y(-x)=-y(x):(-x)^3=-x^3, $$ тобто є непарною, тому її графік симетричний відносно початку координат, а не відносно осі \(y.\) Отже, жодне з наведених тверджень не є правильним для функції \(y=x^3.\)

Відповідь: 1 – B, 2 – Б, 3 – А, 4 – Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Визначений інтеграл. Геометричний зміст визначеного інтеграла.

Це завдання перевіряє вміння використовувати геометричний зміст визначеного інтеграла у задачах на обчислення площ плоских фігур.

Нагадаємо, що плоску фігуру, обмежену графіком неперервної та невід’ємної функції \(y=f(x)\), віссю \(x\) і прямими \(x=a\) та \(x=b\), де \(a\lt b\), називають криволінійною трапецією. Площу цієї трапеції можна обчислити за формулою $$ S=\mathop{\int}\limits_a^b f(x)dx. $$

Якщо для всіх \(x\in [a; b]\) виконується нерівність \(f(x)\le 0\), то площа \(S\) фігури, обмеженої графіком функції \(y=f(x)\), відрізком \([a; b]\) осі \(x\) і прямими \(x=a\) та \(x=b\), обчислюється за формулою

Якщо відрізок \([a; b]\) розбити точкою \(c\) на два відрізки, то

З рисунка видно, що графік функції \(y=f(x)\) на проміжку \([-1; 0]\) розміщений над віссю абсцис, а на проміжку \([0; 1]\) – під віссю абсцис.

Зображена фігура на проміжку \([-1; 0]\) обмежена зверху графіком функції \(y=f(x)\), а знизу – графіком функції \(y=0\), тому площу цієї криволінійної трапеції обчислюємо за формулою $$ S_1=\mathop{\int}\limits_{-1}^0 f(x)dx. $$ На проміжку \([0; 1]\) зверху фігура обмежена графіком функції \(y=0\), а знизу – графіком функції \(y=f(x)\), тому площу цієї фігури (зазначимо, що згідно означення ця фігура не є криволінійною трапецією) обчислюємо за формулою $$ S_2=-\mathop{\int}\limits_0^1 f(x)dx. $$ Отже, площу зафарбованої фігури обчислюємо як суму двох площ (інтегралів):

Відповідь: Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Послідовності. Геометрична прогресія.

Це завдання перевіряє вміння знаходити невідомий член і знаменник геометричної прогресії, використовуючи означення та формулу загального члена.

Геометричною прогресією називають числову послідовність \((b_n)\) відмінних від нуля чисел, у якій частка від ділення будь-якого члена, починаючи з другого, на попередній є сталою величиною, яку позначають буквою \(q\) і називають знаменником геометричної прогресії. Отже, за означенням $$ \frac{b_{n+1}}{b_n}=q, $$ де \(n\in N\), \(q\ne 0.\) Звідси випливає рівність $$ b_{n+1}=b_nq. $$

Знаючи перший член \(b_1\) та знаменник \(q\), можна визначити будь-який член геометричної прогресії за формулою $$ b_n=b_1q^{n-1}. $$

Один з варіантів розв’язання завдання такий. Знайдемо знаменник прогресії:

Тоді \begin{gather*} b_3=b_2\cdot q=\frac{1}{4}\cdot\frac{1}{2}=\frac{1}{8},\\[6pt] b_4=b_3\cdot q=\frac{1}{8}\cdot\frac{1}{2}=\frac{1}{16}. \end{gather*}

Можна також скористатися формулами: \(b_4=b_1\cdot q^3\) або \(b_4=b_2\cdot q^2.\)

Відповідь: Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графіки функцій. Періодичність функцій.

Це завдання перевіряє знання графіків тригонометричних функцій і вміння використовувати періодичність функції для розв’язування задач.

Функція \(y=f(x)\) називається періодичною з періодом \(T\), якщо для будь-якого \(x\) з області визначення цієї функції виконується тотожність \(f(x)=f(x+T).\)

Оскільки функція \(y=\cos x\) періодична з найменшим додатним періодом \(2\pi\), то $$ \cos(x+2\pi)=\cos x. $$ Графік функції \(y=\cos x\) має вигляд:

Отже, фрагмент графіка функції \(y=\cos x\) на проміжку \(\left[-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2}\right]\) зображений на рисунку Б.

Завдання ще можна розв’язати так. Обчислимо значення функції $$ y=\cos(x+2\pi) $$ в «зручній» точці \(x=0\), що належить проміжку \(\left[-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2}\right]{:}\)

Отже, точка \((0; 1)\) належить графіку заданої функції. Лише на рисунку Б точка \((0; 1)\) належить графіку функції. Тому лише цей рисунок і може бути відповіддю до завдання.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції.

Це завдання перевіряє вміння знаходити значення функції в точці за її графіком.

Щоб знайти значення функції \(y=f(x)\) в точці \(x=2\), потрібно через точку \(2\) на осі \(x\) провести пряму, паралельну осі \(y\), до перетину з графіком, після чого опустити перпендикуляр на вісь \(y\) (див. рисунок).

Отримана точка \(5\) і буде значенням функції в точці \(x=2.\) Отже, \(f(2)=5.\)

Відповідь: Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Числові послідовності. Арифметична прогресія.

Це завдання перевіряє вміння розв'язувати практичні задачі на арифметичну прогресію.

Оскільки вартість підійому меблів на кожен наступний поверх перевищує вартість підійому на попередній на одну й ту саму величину, тоді й повна вартість підійому меблів на кожен наступний поверх перевищує повну вартість їх підйому на попередній на одну й ту саму величину, тобто утворює арифметичну прогресію. Позначимо через \(a_n\) повну вартість підійому меблів на \(n\text{-й}\) поверх. За умовою \(a_4 = 142\ \text{грн}\), \(a_7 = 154\ \text{грн}\). Потрібно визначити \(a_{11}.\)

Оскільки $$ a_n = a_1 + d(n-1), $$ де \(d\) – різниця арифметичної прогресії, то \begin{gather*} a_1 + 3d = 142,\\[7pt] a_1 + 6d = 154. \end{gather*} Звідси отримуємо \begin{gather*} 3d = 154 - 142 = 12,\\[7pt] d = 4. \end{gather*} Тоді

Відповідь: \(170.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції. Основні властивості функцій: монотонність, парність та непарність, область значень.

Це завдання перевіряє вміння встановлювати властивості числових функцій, заданих формулою.

Щоб розв’язати це завдання, потрібно знати означення зростаючої (спадної) функції, парної та непарної функцій, області значень функції.

Функція \(y = f(x)\) називається зростаючою на проміжку \((a; b)\), якщо для будь-яких \(x_{1} \in (a; b)\) і \(x_{2} \in (a; b)\) таких, що \(x_{1} \lt x_{2}\), виконується нерівність \(f(x_{1}) \lt f(x_{2})\), тобто більшому значенню аргумента з \((a; b)\) відповідає більше значення функції.

Функція \(y = f(x)\) називається спадною на проміжку \((a; b)\), якщо для будь-яких \(x_{1} \in (a; b)\) і \(x_{2} \in (a; b)\) таких, що \(x_{1} \lt x_{2}\), виконується нерівність \(f(x_{1}) \gt f(x_{2})\), тобто більшому значенню аргумента з \((a; b)\) відповідає менше значення функції.

Функція \(y = f(x)\) називається парною, якщо для будь-якого \(x\) з області визначення функції виконується рівність \(f(-x) = f(x).\)

Функція називається непарною, якщо для будь-якого \(x\) з області визначення виконується рівність \(f(-x) = -f(x).\)

Область визначення і парної, і непарної функції симетрична відносно точки \(x = 0.\) Графік парної функції симетричний відносно осі \(y\), а непарної – відносно початку координат.

Розглянемо кожну з функцій 1–4 окремо.

1. Функція \(y = x^{2}\) є парною: \((-x)^{2} = x^{2}\) для будь-якого дійсного \(x.\) Отже, 1 – Г.

Зазначимо, що графіком цієї функції є парабола з вершиною в точці \((0; 0)\), вітки якої напрямлені вгору і симетричної відносно осі ординат (див. рисунок).

Область значень: \(E(x^{2}) = [0; +\infty)\) (важливо не обрати замість Г варіант Д).

2. Функція \(y = x^{3} + 1\) визначена на всій дійсній осі й зростає на всій області визначення. Графік цієї функції можна отримати з графіка \(y = x^{3}\) шляхом перенесення останнього на одну одиницю вгору вздовж осі \(y.\) Оскільки функція \(y = x^{3}\) є зростаючою на проміжку \((-\infty; +\infty)\), то функція \(y = x^{3} + 1\) також є зростаючою на цьому проміжку, тобто на всій області визначення. Отже, 2 – А.

3. Графіком лінійної функції \(y = 3 - x\) є пряма (див. рисунок). Для побудови графіка достатньо встановити, що пряма проходить через точки \((0; 3)\) та \((3; 0).\)

З рисунка видно, що функція \(y=3-x\) є спадною на всій числовій прямій. Отже, 3 – Б.

4. Для будь-якого \(x \in (-\infty; +\infty)\) виконується рівність \(\sin(-x) = -\sin x.\) Отже, функція \(y = \sin x\) є непарною, тому 4 – В.

Відповідь: 1 – Г, 2 – А, 3 – Б, 4 – В.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Первісна.

Це завдання перевіряє вміння знаходити первісну раціональної функції, графік якої проходить через задану точку.

Нагадаємо, що функція \(F(x)\) називається первісною для функції \(f(x)\) на проміжку \((a; b)\), якщо для будь-якого \(x \in (a; b)\) виконується рівність \(F'(x) = f(x).\)

Якщо \(F(x)\) – первісна для функції \(f(x)\), то для цієї функції існує безліч первісних і всі ці первісні мають вигляд \(F(x) + C\), де \(C \in R\) – довільна стала.

Правило знаходження первісних. Якщо \(F_{1}(x)\) – первісна для функції \(f_{1}(x)\), а \(F_{2}(x)\) – первісна для функції \(f_{2}(x)\), то \(F_{1}(x) + F_{2}(x)\) є первісною для \(f_{1}(x) + f_{2}(x).\)

У нашому випадку \(f_{1}(x) = 2x\), \(f_{2}(x) = 2\), тоді \(F_{1}(x) = x^{2}\), оскільки \((x^{2})' = 2x\), \(F_{2}(x) = 2x\), оскільки \((2x)' = 2.\)

Отже,

загальний вигляд первісної для функції $$ f(x) = 2x + 2, $$ де \(C\) – довільна стала.

Якщо графік первісної \(y = F(x)\) проходить через точку \((1; 4)\), то виконується умова \(4 = F(1).\) Підставивши у рівняння первісної $$ F(x) = x^{2} + 2x + C $$ значення \(x = 1\) і \(F(1) = 4\), отримаємо: $$ 4 = 1 + 2 + C, $$ звідки \(C = 1\). Отже, первісна функції \(y = 2x + 2\), що проходить через точку \((1; 4)\), має вигляд $$ F(x) = x^{2} + 2x + 1. $$

Відповідь: Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Область визначення функції.

Це завдання перевіряє вміння знаходити область визначення функції, заданої аналітично.

Функція $$ y = \frac{4 - x}{5} $$ є лінійною:

Отже, ця функція визначена на всій дійсній осі, тобто область визначення є проміжок \((-\infty; +\infty).\)

Можна не акцентувати увагу на тому, що задана функція є лінійною. Достатньо зауважити, що знаменник дробового виразу $$ \frac{4 - x}{5}, $$ тобто число \(5\), не залежить від \(x\) і не дорівнює нулю, а чисельник \(4 - x\) має сенс за будь-якого значення \(x.\) Отже, функція $$ y = \frac{4 - x}{5} $$ визначена для всіх \(x \in (-\infty; +\infty).\)

Відповідь: A.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції.

Це завдання перевіряє вміння встановлювати графік функції, заданої формулою.

Щоб розв’язати завдання, потрібно знати властивості показникової функції \(y = a^{x}\), яка визначена на всій дійсній осі, на всій області визначення зростає, якщо \(a \gt 1\), і спадає, якщо \(0 \lt a \lt 1\), не перетинає вісь \(x\), набуває лише додатних значень і перетинає вісь \(y\) у точці \((0; 1).\)

Зазначені властивості мають лише функції, графіки яких зображено на рисунках Б і Г. Показникова функція \(y = 2^{-x}\), або \(y = \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\), є спадною (більшому значенню \(x\) відповідає менше значення функції). Тому відповіддю є варіант Б.

Зазначимо, що відповідь можна отримати просто. Для цього обчислимо значення заданої функції, наприклад, в точці \(x = 1\mathord{:}\) $$ 2^{-1} = \frac{1}{2} = 0{,}5. $$ Отже, точка \((1; 0{,}5)\), що міститься у першій координатній чверті, належить графіку шуканої функції. Із запропонованих варіантів лише у варіанті Б графік містить точку, що належить першій координатній чверті, тому відповіддю може бути лише варіант Б.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції.

Це завдання перевіряє вміння встановлювати належність точки графіку функції.

Точка \((x_{0}; y_{0})\) належить графіку функції \(y = f(x)\), якщо її координати задовольняють умову \(f(x_{0}) = y_{0}\).

Перевіримо кожну з наведених точок:

А. Точка \((2; 7)\) не може належати графіку функції \(y = \frac{5 + x}{x - 2}\), оскільки абсциса цієї точки \(x = 2\) не входить до області визначення функції. При \(x=2\) знаменник дробу перетворюється на нуль, тому вираз не має змісту.

Б. \(\frac{5 + 1}{1 - 2} = -6 \ne 6\), точка \((1; 6)\) не належить графіку функції.

В. \(\frac{5 + (-3)}{-3 - 2} = -0{,}4 \ne 0{,}4\), точка \((-3; 0{,}4)\) не належить графіку функції.

Г. \(\frac{5 + 0}{0 - 2} = -2{,}5 \ne 2{,}5\), точка \((0; 2{,}5)\) не належить графіку функції.

Д. \(\frac{5 + 4}{4 - 2} = 4{,}5\), точка \((4; 4{,}5)\) належить графіку функції.

Відповідь: Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Визначений інтеграл. Площа криволінійної трапеції.

Це завдання перевіряє знання геометричного змісту визначеного інтеграла як площі криволінійної трапеції.

Площа криволінійної трапеції, обмеженої графіком функції \(y=f(x)\), прямими \(x=0\), \(x=1\) і віссю \(x\) (пряма \(y=0\)) (див. рисунок) дорівнює визначеному інтегралу:

За умовою значення цього інтеграла дорівнює \(21\) кв. од. Тоді $$ \frac{a+b}{3}+5=21, $$ звідки \(a+b=48\).

Відповідь: \(48.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції.

Це завдання з практичним змістом перевіряє вміння знаходити значення кусково-заданої функції.

Формула обчислення вартості поїздки на таксі передбачає врахування декількох параметрів, а саме: довжини маршруту, вартості замовлення таксі та час, протягом якого таксі рухається (наприклад, очікує на пасажира) або рухається дуже повільно (затори на дорогах або аварійна ситуація). Під час розв’язування завдання потрібно з’ясувати, довжина маршруту \(S\) більше чи менше за \(6\) км. Якщо довжина маршруту менша за \(6\) км, то вартість поїздки є мінімальною. Якщо ж довжина маршруту більша за \(6\) км, то вартість поїздки потрібно визначати за першою формулою кусково-заданої функції.

За умовою, $$ S=10{,}5\gt 6, $$ тоді обчислюємо значення функції (вартість поїздки на таксі) за формулою $$ P=P_{min}+2{,}4\cdot(S-6)+0{,}5t. $$ Підставляємо дані, наведені в умові: \begin{gather*} P_{min}=28,\\[7pt] t=12,\\[7pt] S=10{,}5 \end{gather*} та отримуємо:

Відповідь: \(44{,}8.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графік функції.

Це завдання перевіряє вміння будувати графіки елементарних функцій та аналізувати їх взаємне розташування.

Побудуємо в одній системі координат графіки всіх заданих функцій. Графіком функції \(y=\frac{x}{5}\) є пряма. Щоб побудувати цю пряму, достатньо задати дві точки, що їй належать, наприклад, \((0; 0)\), \((5; 1).\)

1. Графіком функції \(y=x+5\) є пряма, яка перетинає осі координат у точках \((-5; 0)\) та \((0; 5)\). З рисунка видно, що графіки функцій \(y=\frac{x}{5}\) і \(y=x+5\) перетинаються в одній точці. Можна міркувати по- іншому: кутові коефіцієнти двох прямих \(y=\frac{x}{5}\) і \(y=x+5\) не рівні \(\left(\frac{1}{5}\ne 1\right)\), тому ці прямі не є паралельними, тобто перетинаються. Отже, 1 – Б.

2. З рисунка видно, що графіки функцій \(y=\frac{x}{5}\) і \(y=5^x\) не перетинаються. Отже, 2 – А.

3. Спочатку зазначимо, що графік функції \(y=\sqrt{x}\) симетричний графіку квадратичної функції \(y=x^2\), де \(x\in[0; +\infty)\), відносно прямої \(y=x.\) Графіком функції \(y=\frac{x}{5}\) є пряма, що проходить через початок координат. Пряма і парабола можуть мати дві, одну або жодної спільної точки. З рисунка видно, що \((0; 0)\) – спільна точка графіків функцій \(y=\frac{x}{5}\) і \(y=\sqrt{x}.\) Окрім цієї точки, графіки мають ще одну спільну точку.

Обчислимо значення цих функцій, наприклад, у точках \(x=16\); \(25\); \(36{:}\) \begin{gather*} \sqrt{16}=4\gt \frac{16}{5}=3\frac{1}{5},\\[6pt] \sqrt{25}=5=\frac{25}{5},\\[6pt] \sqrt{36}=6\lt \frac{36}{5}=7\frac{1}{5}. \end{gather*} Точка \((25; 5)\) є другою спільною точкою графіків функцій \(y=\frac{x}{5}\) і \(y=\sqrt{x}.\) Інших спільних точок немає. Можна ще міркувати так: оскільки кількість спільних точок графіків функцій \(y=f(x)\) та \(y=g(x)\) дорівнює кількості коренів рівняння \(f(x)=g(x)\), то, розв’язуючи рівняння $$ \frac{x}{5}=\sqrt{x}, $$ дістанемо: \begin{gather*} \frac{x}{5}=\sqrt{x},\\[6pt] \frac{x^2}{25}=x,\\[6pt] x^2=25x,\\[7pt] x(x-25)=0, \end{gather*} звідки \(x_1=0\), \(x_2=25\) – корені. Отже, 3 – В.

4. З рисунка видно, що графіки функцій \(y=\frac{x}{5}\) і \(y=\sin x\), кожна з яких є непарною, перетинаються тричі – у точці \((0; 0)\) та ще у двох точках, які симетричні відносно початку координат. Отже, 4 – Г.

Відповідь: 1 – Б, 2 – A, 3 – B, 4 – Г.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Геометричний зміст похідної.

Це завдання перевіряє знання формули дотичної, проведеної до графіка функції, та вміння використовувати геометричний зміст похідної до розв’язування задач.

Похідна функції \(y=f(x)\) в точці \(x_0\) дорівнює кутовому коефіцієнту дотичної \(y=kx+b\), проведеної до графіка функції \(y=f(x)\) у точці з абсцисою \(x_0{:}\) \(f'(x_0)=k.\)

Рівняння дотичної, проведеної до графіка функції \(y=f(x)\) у точці з абсцисою \(x_0\), має вигляд $$ y=f'(x_0)(x-x_0)+f(x_0). $$ Підставляємо дані з умови та отримуємо $$ y=2(x-1)+5. $$

Відповідь: Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Монотонність функцій. Періодичність функцій. Парність і непарність функцій.

Це завдання перевіряє знання основних властивостей функції: парності, періодичності, монотонності.

Функція \(y=f(x)\) називається періодичною, якщо існує таке число \(T\ne 0\) (\(T\) – період функції), що для будь-якого \(x\) з області визначення функції виконується умова \(f(x)=f(x+T).\)

Функція \(y=f(x)\) називається парною, якщо для будь-якого \(x\) з області визначення функції виконується умова \(y(-x)=y(x).\) Графік парної функції симетричний відносно осі \(y.\)

Функція \(y=f(x)\) називається непарною, якщо для будь-якого \(x\) з області визначення функції виконується умова \(y(-x)=-y(x).\) Графік непарної функції симетричний відносно початку координат.

Функція \(y=f(x)\) зростає (спадає) на проміжку \([a; b]\), якщо для будь-яких \(x_1\) та \(x_2\) з цього проміжку і таких, що \(x_1\lt x_2\), виконується умова \(f(x_1)\lt f(x_2)\) (\(f(x_1)\gt f(x_2)\)).

Зображена на рисунку функція не є періодичною і парною. Вона зростає на проміжках \([-6; 3]\), \([-1; 1]\) і \([3; 6]\), спадає на проміжках \([3; -1]\), \([1; 3]\). Функція є непарною, оскільки її графік симетричний відносно початку координат.

Відповідь: Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Числові послідовності. Формула загального члена арифметичної прогресії.

Це завдання перевіряє знання означення арифметичної прогресії та вміння за формулою загального \(n\text{-го}\) члена арифметичної прогресії визначати її різницю.

Послідовність \((a_n)\) називається арифметичною прогресією, якщо кожен її член, починаючи з другого, відрізняється від попереднього на одне й те саме число \(d\). Число \(d\) – різниця прогресії. Загальний член арифметичної прогресії визначається за формулою: $$ a_n=a_1+d(n-1)=a_1-d+dn. $$

Оскільки за умовою \(n\text{-й}\) член задано формулою \(a_n=4-8n\), то коефіцієнт біля \(n\) є різницею прогресії: \(d=-8.\)

Різницю прогресії можна визначити ще таким способом. Підставимо у формулу $$ a_n=4-8n $$ значення \(n=1\) і \(n=2\). Отримаємо: \begin{gather*} a_1=4-8\cdot 1=-4,\\[7pt] a_2=4-8\cdot 2=-12. \end{gather*}

Тоді $$ d=a_2-a_1=-12+4=-8 $$ шукана різниця прогресії.

Відповідь: Д.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Графіки елементарних функцій.

Це завдання перевіряє вміння встановлювати графік функції, заданої формулою.

Функція \(y=\frac{5}{x}\) визначена для всіх дійсних значень аргументу, крім значення \(x=0\) (на \(0\) ділити не можна), на проміжку \((0; +\infty)\) набуває лише додатних значень, а на проміжку \((-\infty; 0)\) – лише від'ємних. Отже, графік шуканої функції розміщений у першій та третій координатних чвертях і не перетинає вісь ординат. Серед наведених на рисунках графіків ці умови виконуються лише для графіка на рисунку Г. Отже, відповідь – Г.

Охарактеризуємо детальніше функцію \(y=\frac{5}{x}\). Ця функція є окремим випадком оберненої пропорційності \(y=\frac{k}{x}\), де \(k\ne 0\), число \(k=5\) – коефіцієнт оберненої пропорційності. Графік оберненої пропорційності називають гіперболою.

Зазначимо, що графік функції \(y=\frac{5}{x}\) можна отримати з графіка функції \(y=\frac{1}{x}\) (див. рисунок) за допомогою його розтягнення в \(5\) разів уздовж осі \(y.\)

Проаналізуємо решту наведених на рисунках ескізів графіків.

А. Зображена на рисунку лінія може бути ескізом графіка показникової функції \(y=5^x\), адже цій функції притаманні такі властивості: вона є зростаючою та \(R\), набуває лише додатних значень, графік проходить через точки \((0; 1)\) та \((1; 5)\) (\(5^0=1\) та \(5^1=5\)).

Б. Є всі підстави вважати, що на рисунку зображено ескіз графіка логарифмічної функції \(y=\log_5 x\), яка визначена лише для додатних значень аргументу, є зростаючою, графік проходить через точки \((1; 0)\) та \((5; 1)\), оскільки \(\log_5 1=0\) та \(\log_5 5=1.\)

В. На рисунку зображено пряму, яка проходить через точки \((0; 0)\) та \((1; 5)\), її рівняння \(y=5x.\)

Д. На рисунку зображено ескіз графіка функції \(y=\frac{5}{|x|}\). Графік цієї функції симетричний відносно осі ординат і збігається з графіком функції \(y=\frac{5}{x}\) на проміжку \((0; +\infty).\)

Відповідь: Г.