Прямоугольный участок площадью 800 m² огорожен со всех четырёх сторон. Сторона вдоль улицы длиной x стоит €30 за метр, остальные три стороны — €10 за метр. Найдите минимальную общую стоимость C.
A = 800 m²€30/m€10/m
C = €
6.ОптимизацияСложная
Компания продаёт q единиц в неделю. Цена, по которой их можно продать, p = 170 − 0,1q евро за единицу, а затраты C(q) = 25400 + 40q евро. Найдите цену p, максимизирующую прибыль.
p = 170 − 0,1qC = 25400 + 40q
p = €
7.ИнтегралыСредняя
Вычислите I = ∫02 e−x dx.
f(x) = e−x[0, 2]
I =
8.ИнтегралыСложная
Область между прямой y = 4x и параболой y = 2x² вращается вокруг оси x. Найдите объём V полученного тела.
y = 4xy = 2x²
V =
3Растворы
1.Пределы
Ответ: L = 1
Пределы: сначала попробуйте прямую подстановку. Если получается 0/0, сначала упростите: разложите на множители и сократите общий множитель или умножьте на сопряжённое выражение. При x → ∞ разделите числитель и знаменатель на старшую степень x. Правило Лопиталя: если f/g даёт 0/0 или ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причём числитель и знаменатель дифференцируются по отдельности (а не по правилу для частного).
Разделите на старшую степень
(1 + 2/x + (−3)/x2)/(1 + 5/x + 1/x2)
Пусть x → ∞
L = 1/1 = 1
Ответ
L = 1
При равных степенях предел равен отношению старших коэффициентов.
2.Пределы
Ответ: L = 2,25
Пределы: сначала попробуйте прямую подстановку. Если получается 0/0, сначала упростите: разложите на множители и сократите общий множитель или умножьте на сопряжённое выражение. При x → ∞ разделите числитель и знаменатель на старшую степень x. Правило Лопиталя: если f/g даёт 0/0 или ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причём числитель и знаменатель дифференцируются по отдельности (а не по правилу для частного).
Первое применение
3·sin 3x/(4x) → 0/0
Второе применение
9·cos 3x/4
Подставьте x = 0
L = 9/4 = 2,25
Ответ
L = 2,25
3.Производные
Ответ: f′(0) = 1620
Дифференцирование: производная f′(x) — это наклон графика в точке x. Степенное правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило произведения: (uv)′ = u′v + uv′. Цепное правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Где f′(x) = 0, у графика горизонтальная касательная: максимум, минимум или седловая точка.
Цепное правило
f′(x) = 5·(4x − 3)4·4
Подставьте
f′(0) = 5·(−3)4·4 = 1620
Ответ
f′(0) = 1620
4.Производные
Ответ: x = 1
Дифференцирование: производная f′(x) — это наклон графика в точке x. Степенное правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило произведения: (uv)′ = u′v + uv′. Цепное правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Где f′(x) = 0, у графика горизонтальная касательная: максимум, минимум или седловая точка.
Производная
f′(x) = 3x2 − 3x = 3·(x2 − x)
Решите f′(x) = 0
x = 0 или x = 1
Что есть что
f″(x) = 6x − 3: отрицательна в максимуме, положительна в минимуме.
f″(0) = −3, f″(1) = 3
x = 1
Ответ
x = 1
5.Оптимизация
Ответ: C = 1600 €
Оптимизация: запишите оптимизируемую величину как функцию одной переменной, исключив другую с помощью ограничения. Приравняйте производную к нулю и решите уравнение. Проверьте, что критическая точка — максимум или минимум (по второй производной или по смене знака первой) и что она лежит в допустимой области; конец промежутка, например нулевая длина стороны, ответом не является.
Стоимость как функция x
C(x) = 40x + 16000/x
Приравняйте производную к нулю
C″(x) = 32000/x³ > 0, поэтому это минимум.
x = √(16000/40) = 20 m
y = 800/20 = 40 m
Минимальная стоимость
C = 40·20 + 16000/20 = €1600
Ответ
C = €1600
6.Оптимизация
Ответ: p = 105 €
Оптимизация: запишите оптимизируемую величину как функцию одной переменной, исключив другую с помощью ограничения. Приравняйте производную к нулю и решите уравнение. Проверьте, что критическая точка — максимум или минимум (по второй производной или по смене знака первой) и что она лежит в допустимой области; конец промежутка, например нулевая длина стороны, ответом не является.
Определённые интегралы: ∫ₐᵇ f(x) dx — это площадь со знаком между графиком и осью x от a до b. Найдите первообразную F (F′ = f) и вычислите F(b) − F(a). Степенное правило: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Площадь между двумя кривыми — ∫(верхняя − нижняя) dx.
Первообразная
F(x) = e−x/(−1)
Подставьте пределы
I = (e−2 − 1)/(−1) = (0,1353 − 1)/(−1) = 0,8647
Ответ
I = 0,8647
8.Интегралы
Ответ: V = 53,62
Объёмы тел вращения: вращение области под y = f(x) от x = a до x = b вокруг оси x даёт тело, сечение которого при x — круг радиуса f(x). Суммирование кругов даёт V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Когда область лежит между внешней кривой R(x) и внутренней кривой r(x), каждый слой — кольцо (шайба): V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Возводите радиусы в квадрат до вычитания.