сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Дана функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в квад­ра­те . Пусть t при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0;1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Обо­зна­чим через S левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка сумму пло­ща­дей двух кри­во­ли­ней­ных тре­уголь­ни­ков, огра­ни­чен­ных гра­фи­ком функ­ции f, вер­ти­каль­ны­ми пря­мы­ми x=0, x=1 и го­ри­зон­таль­ной пря­мой, про­хо­дя­щей через точку гра­фи­ка с абс­цис­сой x=t.

а)  По­лу­чи­те явную фор­му­лу для функ­ции S левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка .

б)  Най­ди­те точку ми­ни­му­ма функ­ции S.

в)  Вы­пол­ни­те пункт б) в слу­чае, если f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =\ln левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

a) Обо­зна­чим через S левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка сумму пло­ща­дей двух кри­во­ли­ней­ных тре­уголь­ни­ков, огра­ни­чен­ных гра­фи­ком функ­ции f, вер­ти­каль­ны­ми пря­мы­ми x=0, x=1 и го­ри­зон­таль­ной пря­мой, про­хо­дя­щей через точку гра­фи­ка с абс­цис­сой x=t.

б)  Най­ди­те точку ми­ни­му­ма функ­ции S.

Из ри­сун­ка видно, что сумма пло­ща­дей этих двух тре­уголь­ни­ков при t при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0; 1 пра­вая круг­лая скоб­ка может быть вы­чис­ле­на как раз­ность пло­ща­ди A кри­во­ли­ней­но­го тре­уголь­ни­ка, об­ра­зо­ван­но­го пря­мы­ми y=0, x=1 и гра­фи­ком функ­ции и пло­ща­ди пря­мо­уголь­ни­ка с вер­ти­каль­ной сто­ро­ной t в квад­ра­те и го­ри­зон­таль­ной 1 минус t, то есть S левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =A минус t в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 1 минус t пра­вая круг­лая скоб­ка . Тогда

S' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка A минус t в квад­ра­те плюс t в кубе пра­вая круг­лая скоб­ка '= минус 2t плюс 3t в квад­ра­те =t левая круг­лая скоб­ка 3t минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

что по­ло­жи­тель­но при t боль­ше дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби и от­ри­ца­тель­но при t при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка . Зна­чит, S левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка убы­ва­ет при t при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и воз­рас­та­ет при t при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . По­это­му t= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби   — точка ми­ни­му­ма функ­ции S левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка . Вы­чис­лять A не обя­за­тель­но, хотя на самом деле A= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

в)  Вы­пол­ни­те пункт б) в слу­чае, если f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =\ln левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

По­сколь­ку f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка = на­ту­раль­ный ло­га­рифм 1 и функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка воз­рас­та­ет на  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , кар­тин­ка вы­гля­дит при­мер­но так же, как в преды­ду­щем пунк­те и все наши утвер­жде­ния оста­ют­ся вер­ны­ми, кроме кон­крет­но­го зна­че­ния A, ко­то­рое все так же можно не ис­кать.

Будем ре­шать более общую за­да­чу, пред­по­ла­гая что функ­ция f мо­но­тон­но воз­рас­та­ет на  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , имеет про­из­вод­ную на этом от­рез­ке и f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка =0. Имеем (см. рис.):

 S левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = при­над­ле­жит t_0 в сте­пе­ни t левая круг­лая скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка минус f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка dx плюс при­над­ле­жит t_t в сте­пе­ни 1 левая круг­лая скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка dx=

 = левая круг­лая скоб­ка 2t минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка минус при­над­ле­жит t_0 в сте­пе­ни t f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx плюс при­над­ле­жит t_t в сте­пе­ни 1 f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx,

если f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в квад­ра­те , то S левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби t в кубе минус t в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Диф­фе­рен­ци­руя, по­лу­ча­ем

S' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =2f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка 2t минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка f' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка минус f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка минус f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 2t минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка f' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка ,

зна­чит, t= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби   — точка ми­ни­му­ма функ­ции S.

 

Ответ: t= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

За каж­дый из че­ты­рех пунк­тов сю­же­та вы­став­ля­ет­ся одна из сле­ду­ю­щих оце­нок:

+ (3 балла),    ± (2 балла),    ∓ (1 балл),    − (0 бал­лов)

Мак­си­мум за сюжет 12 бал­лов. При этом не­об­хо­ди­мо ру­ко­вод­ство­вать­ся сле­ду­ю­щим.

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нийБаллы
Вер­ное и пол­ное вы­пол­не­ние за­да­ния3
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­щен один не­до­чет2
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­ще­но два не­до­че­та или одна гру­бая ошиб­ка1
Осталь­ные слу­чаи0

К не­до­че­там от­но­сят­ся, на­при­мер: опис­ки, не­точ­но­сти в ис­поль­зо­ва­нии ма­те­ма­ти­че­ской сим­во­ли­ки; по­греш­но­сти на ри­сун­ках, не­до­ста­точ­но пол­ные обос­но­ва­ния; не­точ­но­сти в ло­ги­ке рас­суж­де­ний при срав­не­нии чисел, до­ка­за­тель­стве тож­деств или не­ра­венств; вы­чис­ли­тель­ные ошиб­ки, не по­вли­яв­шие прин­ци­пи­аль­но на ход ре­ше­ния и не упро­стив­шие за­да­чу, если за­да­ча не яв­ля­лась вы­чис­ли­тель­ной; за­ме­на стро­го знака не­ра­вен­ства не­стро­гим или на­о­бо­рот; не­вер­ное при­со­еди­не­ние либо ис­клю­че­ние гра­нич­ной точки из про­ме­жут­ка мо­но­тон­но­сти и ана­ло­гич­ные.

Гру­бы­ми ошиб­ка­ми яв­ля­ют­ся, на­при­мер: по­те­ря или при­об­ре­те­ние по­сто­рон­не­го корня; не­вер­ный отбор ре­ше­ния на про­ме­жут­ке при пра­виль­ном ре­ше­нии в общем виде; вы­чис­ли­тель­ная ошиб­ка в за­да­че на вы­чис­ле­ние; не­вер­ное из­ме­не­ние знака не­ра­вен­ства при умно­же­нии на от­ри­ца­тель­ное число, ло­га­риф­ми­ро­ва­нии или по­тен­ци­ро­ва­нии и т. п.