Прямоугольный участок площадью 1200 m² огорожен со всех четырёх сторон. Сторона вдоль улицы длиной x стоит €25 за метр, остальные три стороны — €5 за метр. Найдите длину x стороны вдоль улицы, при которой стоимость минимальна.
A = 1200 m²€25/m€5/m
x = m
6.ОптимизацияСложная
Небольшая фирма продаёт продукцию по фиксированной рыночной цене €75 за единицу. Производство q единиц стоит C(q) = 600 + 28q + 0,2q² евро. Найдите объём выпуска q, максимизирующий прибыль.
p = €75C = 600 + 28q + 0,2q²
q = ед.
7.ИнтегралыСредняя
Вычислите I = ∫28 4/x dx.
f(x) = 4/x[2, 8]
I =
8.ИнтегралыСложная
Область между прямой y = 2x и параболой y = 0,5x² вращается вокруг оси x. Найдите объём V полученного тела.
y = 2xy = 0,5x²
V =
3Растворы
1.Пределы
Ответ: L = −0,8
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
(−4 + (−2)/x2 + 6/x3)/(5 + 6/x2 + 9/x3)
Пусть x → ∞
L = −4/5 = −0,8
Ответ
L = −0,8
При равных степенях предел равен отношению старших коэффициентов.
2.Пределы
Ответ: L = 3,125
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
5·sin 5x/(8x) → 0/0
Второе применение
25·cos 5x/8
Подставьте x = 0
L = 25/8 = 3,125
Ответ
L = 3,125
3.Производные
Ответ: f′(−1) = −0,8571
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 для логарифма
f′(x) = 6x/(3x2 + 4)
Подставьте
f′(−1) = −6/7 = −0,8571
Ответ
f′(−1) = −0,8571
4.Производные
Ответ: x = 2
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 − 9x + 6 = 3·(x2 − 3x + 2)
Решите f′(x) = 0
x = 1 или x = 2
Что есть что
f″(x) = 6x − 9: отрицательна в максимуме, положительна в минимуме.
f″(1) = −3, f″(2) = 3
x = 2
Ответ
x = 2
5.Оптимизация
Ответ: x = 20 m
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) = 30x + 12000/x
Приравняйте производную к нулю
C″(x) = 24000/x³ > 0, поэтому это минимум.
x = √(12000/30) = 20 m
y = 1200/20 = 60 m
Минимальная стоимость
C = 30·20 + 12000/20 = €1200
Ответ
x = 20 m
6.Оптимизация
Ответ: q = 117,5 ед.
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) = 4·ln x
Подставьте пределы
I = 4·(ln 8 − ln 2) = 4·ln 4 = 5,545
Ответ
I = 5,545
8.Интегралы
Ответ: V = 107,2
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.