Прямоугольный участок площадью 1200 m² огорожен со всех четырёх сторон. Сторона вдоль улицы длиной x стоит €20 за метр, остальные три стороны — €8 за метр. Найдите длину x стороны вдоль улицы, при которой стоимость минимальна.
A = 1200 m²€20/m€8/m
x = m
6.ОптимизацияСложная
Театр продаёт 975 билетов на спектакль по €15 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 цену билета p, максимизирующую выручку.
975 × €1525 / €1
p = €
7.ИнтегралыСредняя
Область под y = √(x) от x = 0 до x = 3 вращается вокруг оси x. Найдите объём V полученного тела (параболоида).
y = √(x)0 ≤ x ≤ 3
V =
8.ИнтегралыСложная
Найдите площадь A области, ограниченной y = 2x2 и y = x.
y = 2x2y = x
A =
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
(−2 + (−6)/x + 6/x2)/(2 + 6/x + 4/x2)
Пусть x → ∞
L = −2/2 = −1
Ответ
L = −1
При равных степенях предел равен отношению старших коэффициентов.
2.Пределы
Ответ: L = 0,4
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 [2/(1 + 2x)]/[5·cos 5x]
Подставьте x = 0
L = 2/5 = 0,4
Ответ
L = 0,4
3.Производные
Ответ: f′(1.5) = 23,53
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.
Правило произведения
f′(x) = u′v + uv′ = ex·(2x + 1·x2)
Подставьте
f′(1,5) = 4,482·(3 + 2,25) = 23,53
Ответ
f′(1,5) = 23,53
4.Производные
Ответ: x = −3
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 + 21x + 36 = 3·(x2 + 7x + 12)
Решите f′(x) = 0
x = −4 или x = −3
Что есть что
f″(x) = 6x + 21: отрицательна в максимуме, положительна в минимуме.
f″(−4) = −3, f″(−3) = 3
x = −3
Ответ
x = −3
5.Оптимизация
Ответ: x = 26,19 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) = 28x + 19200/x
Приравняйте производную к нулю
C″(x) = 38400/x³ > 0, поэтому это минимум.
x = √(19200/28) = 26,19 m
y = 1200/26,19 = 45,83 m
Минимальная стоимость
C = 28·26,19 + 19200/26,19 = €1466
Ответ
x = 26,19 m
6.Оптимизация
Ответ: p = 27 €
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) = 1350 − 25p
R(p) = 1350p − 25p²
Приравняйте производную к нулю
R″(p) = −50 < 0, поэтому это максимум.
p = 1350/50 = €27
Максимальная выручка
n = 1350 − 25·27 = 675
R = 27·675 = €18225
Ответ
p = €27
7.Интегралы
Ответ: V = 14,14
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 x dx
Интегрируйте
V = π·1·3²/2 = 14,14
Ответ
V = 14,14
8.Интегралы
Ответ: A = 0,04167
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.