Прямоугольный участок площадью 1200 m² огорожен со всех четырёх сторон. Сторона вдоль улицы длиной x стоит €40 за метр, остальные три стороны — €12 за метр. Найдите минимальную общую стоимость C.
A = 1200 m²€40/m€12/m
C = €
6.ОптимизацияСложная
Театр продаёт 1000 билетов на спектакль по €20 за билет. Маркетинговое исследование показывает, что каждое повышение цены на €1 означает на 25 проданных билетов меньше (а каждое снижение на €1 — на 25 больше). Найдите максимальную выручку R за спектакль.
1000 × €2025 / €1
R = €
7.ИнтегралыСредняя
Область под y = 2x от x = 0 до x = 3 вращается вокруг оси x. Найдите объём V полученного тела (конуса).
y = 2x0 ≤ x ≤ 3
V =
8.ИнтегралыСложная
Область между прямой y = 4x и параболой y = x² вращается вокруг оси x. Найдите объём V полученного тела.
y = 4xy = x²
V =
3Растворы
1.Пределы
Ответ: L = −0,6
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
(−3 + 6/x2 + 9/x3)/(5 + 5/x2 + 4/x3)
Пусть x → ∞
L = −3/5 = −0,6
Ответ
L = −0,6
При равных степенях предел равен отношению старших коэффициентов.
2.Пределы
Ответ: L = 5
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).
Правило Лопиталя
L = limx→0 [5/(1 + 5x)]/[cos x]
Подставьте x = 0
L = 5/1 = 5
Ответ
L = 5
3.Производные
Ответ: f′(2) = −3,371
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.
Правила произведения и цепное
f′(x) = sin(2x) + 2x·cos(2x)
Подставьте
f′(2) = −0,7568 + 4·(−0,6536) = −3,371
Ответ
f′(2) = −3,371
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 + 6x − 9 = 3·(x2 + 2x − 3)
Решите f′(x) = 0
x = −3 или x = 1
Что есть что
f″(x) = 6x + 6: отрицательна в максимуме, положительна в минимуме.
f″(−3) = −12, f″(1) = 12
x = 1
Ответ
x = 1
5.Оптимизация
Ответ: C = 2448 €
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) = 52x + 28800/x
Приравняйте производную к нулю
C″(x) = 57600/x³ > 0, поэтому это минимум.
x = √(28800/52) = 23,53 m
y = 1200/23,53 = 50,99 m
Минимальная стоимость
C = 52·23,53 + 28800/23,53 = €2448
Ответ
C = €2448
6.Оптимизация
Ответ: R = 22500 €
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.
Выручка как функция цены
n(p) = 1500 − 25p
R(p) = 1500p − 25p²
Приравняйте производную к нулю
R″(p) = −50 < 0, поэтому это максимум.
p = 1500/50 = €30
Максимальная выручка
n = 1500 − 25·30 = 750
R = 30·750 = €22500
Ответ
R = €22500
7.Интегралы
Ответ: V = 113,1
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.
Метод дисков
V = π∫₀3 4x² dx
Интегрируйте
V = π·4·3³/3 = 113,1
Ответ
V = 113,1
Проверка: конус с радиусом 6 и высотой 3 имеет (1/3)πr²h = 113,1.
8.Интегралы
Ответ: V = 428,9
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.