РУҚА
Задание № 14 · ОГЭ

Свойства функции

Алгоритм исследования функции: область определения, знак, монотонность и экстремумы
6 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Исследование функции помогает по формуле восстановить её основные свойства и построить эскиз графика. Перед решением заданий область определения функции полезно повторить отдельно: здесь собран единый алгоритм, включающий область определения, нули, промежутки знакопостоянства, монотонность функции и точки экстремума.

1. Область определения и значения функции

Область определения \(D(f)\) — множество всех допустимых значений аргумента \(x\), при которых выражение \(f(x)\) имеет смысл. При исследовании функции сначала находят именно её: все дальнейшие рассуждения относятся только к \(x\in D(f)\).

D
Основные ограничения

Нельзя делить на ноль; выражение под корнем чётной степени должно быть неотрицательным; аргумент логарифма должен быть положительным; знаменатель дроби под корнем также не может быть равен нулю. Для тригонометрических функций учитывают их естественные ограничения, например \(\tan x\) не существует при \(\cos x=0\).

\[D\left(\frac{P(x)}{Q(x)}\right)=\{x\mid Q(x)\ne 0\}\]
\[D\left(\sqrt{g(x)}\right)=\{x\mid g(x)\ge 0\}\]

Множество значений \(E(f)\) состоит из всех чисел \(y\), которые принимает функция. Его часто находят по графику, преобразованиям формулы или анализу минимума и максимума. Например, для \(y=(x-2)^2+1\) имеем \(E(f)=[1;+\infty)\), потому что квадрат неотрицателен.

Приём

Если в формуле есть несколько ограничений, запишите их отдельно, а затем пересеките полученные множества. Не забывайте проверять концы промежутков: знак \(\ge\) включает точку, а знак \(>\) — исключает.

2. Нули, знак и симметрия графика

Нули функции — значения \(x\), при которых \(f(x)=0\). На графике это абсциссы точек пересечения с осью \(Ox\). Чтобы определить знак функции, отмечают на числовой прямой нули и точки, исключённые из области определения. Эти точки разбивают область определения на промежутки; на каждом из них знак обычно постоянен.

T
Как исследовать знак

1) Найдите нули функции. 2) Отметьте точки, где функция не определена. 3) Разбейте числовую прямую этими точками. 4) Выберите по одной пробной точке из каждого промежутка и вычислите знак \(f(x)\). Для произведения и дроби знак можно определить по знакам множителей.

\[f(x)>0\ \Longleftrightarrow\ \text{график расположен выше оси }Ox\]
\[f(x)<0\ \Longleftrightarrow\ \text{график расположен ниже оси }Ox\]

Например, для \(f(x)=\dfrac{x-1}{x+2}\) критические точки: \(x=1\) — нуль, \(x=-2\) — исключённая точка. Знак функции: положительный на \((-\infty;-2)\) и \((1;+\infty)\), отрицательный на \((-2;1)\).

Микро-проверка

На каких промежутках функция \(f(x)=\frac{x-3}{x+1}\) положительна?

Чётность и нечётность функции дают дополнительную информацию о графике. Если \(f(-x)=f(x)\), график симметричен относительно оси \(Oy\); если \(f(-x)=-f(x)\), он симметричен относительно начала координат. Для проверки сначала убедитесь, что область определения симметрична относительно нуля.

−4−3−2−11234−4−224681012xy0y = x² − 4
График функции \(y=x^2-4\): нули \(x=-2\) и \(x=2\), положительные значения вне отрезка \([-2;2]\).

3. Монотонность и критические точки

Функция возрастает на промежутке, если большему значению аргумента соответствует большее значение функции. Она убывает, если при увеличении аргумента значение функции уменьшается. Промежутки монотонности записывают внутри области определения и разделяют точками, где меняется характер поведения.

D
Критическая точка

Критическая точка — внутренняя точка области определения, в которой производная равна нулю или не существует. В школьных заданиях для многочленов и рациональных функций часто достаточно решить уравнение \(f'(x)=0\) и добавить точки, где производная не существует, если сама функция там определена.

T
Признак монотонности

Если на промежутке \(f'(x)>0\), функция возрастает; если \(f'(x)<0\), функция убывает. Для полного исследования составляют таблицу знаков производной, учитывая область определения.

\[f'(x)>0\Rightarrow f\text{ возрастает};\qquad f'(x)<0\Rightarrow f\text{ убывает}\]

Если производная меняет знак с «плюса» на «минус», функция переходит от возрастания к убыванию и имеет точку максимума. При переходе с «минуса» на «плюс» получается точка минимума. Само равенство \(f'(x_0)=0\) ещё не гарантирует экстремум: знак производной должен измениться.

4. Экстремумы и полный алгоритм исследования

Экстремум — локальное наибольшее или наименьшее значение функции в окрестности точки. Точка экстремума — значение аргумента, в котором это происходит. Не следует путать локальный максимум с наибольшим значением на всей области определения: глобальный максимум требует сравнения всех подходящих значений.

  1. Найти область определения \(D(f)\).
  2. Упростить формулу, если это возможно, не потеряв ограничений исходной функции.
  3. Найти нули и определить знак функции.
  4. Проверить чётность, нечётность или периодичность, если это сокращает исследование.
  5. Найти производную и критические точки.
  6. Составить таблицу знаков производной и записать промежутки возрастания и убывания.
  7. Определить экстремумы и вычислить значения функции в них.
  8. Нанести ключевые точки и построить эскиз графика.
!
Частые ошибки

Не включайте в область определения нули знаменателя. Не называйте корень уравнения \(f'(x)=0\) экстремумом без проверки знака производной. Не записывайте промежутки монотонности через точку, где функция не существует. При нахождении наибольшего или наименьшего значения учитывайте концы заданного отрезка.

№
Разобранный пример

Исследуем функцию \(f(x)=x^3-3x^2+2\) и найдём промежутки монотонности и экстремумы.

1
Формула является многочленом, поэтому ограничений на \(x\) нет.
\(\displaystyle D(f)=\mathbb R\)
2
Находим производную.
\(\displaystyle f'(x)=3x^2-6x=3x(x-2)\)
3
Решаем уравнение для критических точек.
\(\displaystyle 3x(x-2)=0\Rightarrow x=0\ или\ x=2\)
4
Определяем знак произведения \(3x(x-2)\) на промежутках.
\(\displaystyle f'(x)>0\text{ на }(-\infty;0)\text{ и }(2;+\infty);\quad f'(x)<0\text{ на }(0;2)\)
5
По знаку производной записываем монотонность.
\(\displaystyle f\text{ возрастает на }(-\infty;0)\text{ и }(2;+\infty),\quad f\text{ убывает на }(0;2)\)
6
Производная меняет знак с плюса на минус в \(x=0\), значит это максимум; в \(x=2\) знак меняется с минуса на плюс, значит это минимум.
\(\displaystyle f(0)=2;\qquad f(2)=8-12+2=-2\)

Итак, точка максимума имеет координаты \((0;2)\), а точка минимума — \((2;-2)\). Для эскиза также можно найти нули уравнением \(x^3-3x^2+2=0\) или отметить только известные точки, если требуется определить характер графика.

Запомнить

Производная отвечает за направление движения графика: знак «плюс» — подъём, знак «минус» — спуск. Смена \(+\to-\) даёт максимум, смена \(-\to+\) — минимум.

5. Как читать свойства по графику

По готовому графику можно быстро определить область определения как множество абсцисс изображённых точек, а множество значений — как множество их ординат. Нули находятся на пересечении с осью \(Ox\), промежутки положительности — выше этой оси, отрицательности — ниже. Возрастание читают слева направо: график поднимается — функция возрастает, опускается — убывает.

СвойствоЧто искать на графике
Область определенияПроекция графика на ось \(Ox\)
Множество значенийПроекция графика на ось \(Oy\)
НулиТочки пересечения с \(Ox\)
Максимум и минимумСамые высокие и низкие точки на рассматриваемом промежутке
Промежутки монотонностиНаправление движения графика слева направо

Для построения графика по исследованию удобно отметить нули, точки экстремума и пересечение с осью \(Oy\), а затем соединить их с учётом монотонности. Если функция дробная, дополнительно учитывают вертикальные асимптоты; если функция ограничена, полезно сравнить её значения с границами диапазона. О связанных свойствах см. ограниченную функцию и график функции.

Q
Быстрый тест по теме

Проверь себя

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · Область определения
Какова область определения функции \(f(x)=\frac{1}{x-4}\)?
Главное за минуту

Главное

  • Начинайте исследование с области определения и не забывайте об исключённых точках.
  • Нули и точки разрыва разбивают ось на промежутки, где определяют знак функции.
  • Знак производной задаёт монотонность: \(f'>0\) — возрастание, \(f'<0\) — убывание.
  • Экстремум подтверждается сменой знака производной: \(+\to-\) — максимум, \(-\to+\) — минимум.
  • Для эскиза графика используйте нули, экстремумы, симметрию, асимптоты и направление монотонности.