В алгебре один из центральных вопросов анализа функций – нахождение наибольшего и наименьшего значения функции на заданном промежутке. Эта тема не только фундаментальна для понимания свойств функций, но и непосредственно встречается в заданиях ЕГЭ по математике. Умение определять экстремальные значения – важнейший навык, который востребован как при решении прикладных задач, так и при построении графиков, анализе поведения процессов, оптимизации и моделировании.
1. Основные определения
Наибольшее значение функции на промежутке – это такое значение функции, которое не меньше всех других её значений на этом промежутке.
Наименьшее значение функции на промежутке – это такое значение функции, которое не больше всех остальных её значений на этом промежутке.
Обозначения:

2. Правила и алгоритм поиска наибольшего и наименьшего значения функции на отрезке
Шаг 1. Найти область определения функции.
Шаг 2. Вычислить значения функции на концах отрезка: f(a) и f(b).
Шаг 3. Найти все внутренние точки отрезка, в которых производная функции равна нулю или не существует (критические точки):
f′(x)=0, x∈(a,b).
Шаг 4. Подставить найденные критические точки в функцию, чтобы получить соответствующие значения.
Шаг 5.
Сравнить все полученные значения (на концах и в критических точках):
наибольшее – максимальное из них, наименьшее – минимальное.
3. Основные свойства
На отрезке непрерывная функция всегда достигает наибольшего и наименьшего значения (теорема Вейерштрасса).
На интервале (a, b) функция может не иметь экстремумов, если не определена или не достигает значений на концах.
Если функция определена и непрерывна на всей числовой прямой, искать экстремумы можно также с помощью пределов на бесконечности.
4. Частные случаи
Для квадратичной функции (ax2+bx+ca) экстремум всегда в вершине параболы.
Для линейной функции (kx+b) наибольшее и наименьшее значения достигаются на концах рассматриваемого промежутка.
Для дробно-рациональных функций важна область определения.

На ЕГЭ задания на нахождение наибольшего и наименьшего значения функции встречаются как в базовой части (вычисление значения функции), так и в профильном уровне (анализ поведения функции, оптимизация, прикладные задачи). Обычно требуется:
построить алгоритм поиска экстремумов,
строго обосновывать выбор точек,
использовать знания о производной, но часто и без нее – при анализе простых функций.
Упражнение 1.
Найдите наибольшее и наименьшее значение функции f(x)=3x2−6x+4 на отрезке [1; 4].
Решение:

Упражнение 2.
Для функции f(x)=−2x2+8x−7 на промежутке [0; 5] найдите наибольшее и наименьшее значения.
Решение:

Упражнение 3.
Найдите максимальное и минимальное значение функции

Упражнение 4.
На отрезке [–3; 1] найдите наибольшее и наименьшее значения функции f(x)=x3−3x.
Решение:

Упражнение 5.
Для функции f(x)=∣2x−4∣ на отрезке [1; 5] найдите наибольшее и наименьшее значения.
Решение:

Всегда проверяйте область определения функции! Часто на ЕГЭ встречаются функции с ограничениями.
Не забывайте подставлять в функцию значения на концах отрезка и все критические точки! Наибольшее и наименьшее значения могут быть только там.
Тщательно анализируйте задачи на модули, дроби и корни. Такие функции требуют особого внимания к области определения и возможным точкам разрыва.
Четко обосновывайте все свои действия в письменном виде. Эксперт оценивает не только ответ, но и логику решения.
Регулярно тренируйтесь на функциях разных видов: квадратичных, модульных, рациональных, чтобы чувствовать себя уверенно на экзамене.
Нахождение наибольшего и наименьшего значения функции – один из ключевых разделов алгебры, неотъемлемая часть подготовки к ЕГЭ по математике. Грамотное овладение этим материалом обеспечивает не только успешное выполнение заданий, но и развитие логического мышления, аналитических способностей и уверенность в математических рассуждениях. Каждый абитуриент должен владеть чётким алгоритмом действий и понимать основные типовые ошибки, чтобы минимизировать их на экзамене.