Прямокутну ділянку площею 400 m² огороджують з усіх чотирьох боків. Сторона вздовж вулиці довжиною x коштує €15 за метр; інші три сторони — €12 за метр. Знайдіть мінімальну загальну вартість C.
A = 400 m²€15/m€12/m
C = €
6.ОптимізаціяСкладна
Невелика фірма продає свою продукцію за фіксованою ринковою ціною €70 за одиницю. Виробництво q одиниць коштує C(q) = 600 + 52q + 0,05q² євро. Знайдіть максимальний прибуток P.
p = €70C = 600 + 52q + 0,05q²
P = €
7.ІнтегралиСередня
Обчисліть I = ∫02 e−0,5x dx.
f(x) = e−0,5x[0, 2]
I =
8.ІнтегралиСкладна
Область між прямою y = 3x і параболою y = 3x² обертається навколо осі x. Знайдіть об’єм V цього тіла.
y = 3xy = 3x²
V =
3Розчини
1.Границі
Відповідь: L = −0,3333
Границі: спершу спробуйте пряму підстановку. Якщо виходить 0/0, спочатку спростіть: розкладіть на множники й скоротіть спільний множник або помножте на спряжений вираз. При x → ∞ поділіть чисельник і знаменник на найвищий степінь x. Правило Лопіталя: якщо f/g дає 0/0 або ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причому чисельник і знаменник диференціюють окремо (а не за правилом частки).
Помножте на спряжений вираз
f(x) = −2x/(√(9x2 − 2x) + 3x)
Поділіть на x
f(x) = −2/(√(9 + (−2)/x) + 3)
Нехай x → ∞
L = −2/(3 + 3) = −0,3333
Відповідь
L = −0,3333
2.Границі
Відповідь: L = 1,667
Границі: спершу спробуйте пряму підстановку. Якщо виходить 0/0, спочатку спростіть: розкладіть на множники й скоротіть спільний множник або помножте на спряжений вираз. При x → ∞ поділіть чисельник і знаменник на найвищий степінь x. Правило Лопіталя: якщо f/g дає 0/0 або ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причому чисельник і знаменник диференціюють окремо (а не за правилом частки).
Правило Лопіталя
L = limx→0 [5/(1 + 5x)]/[3·cos 3x]
Підставте x = 0
L = 5/3 = 1,667
Відповідь
L = 1,667
3.Похідні
Відповідь: f′(1.5) = 17,86
Диференціювання: похідна f′(x) — це нахил графіка в точці x. Степеневе правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило добутку: (uv)′ = u′v + uv′. Ланцюгове правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Де f′(x) = 0, графік має горизонтальну дотичну: максимум, мінімум або сідлову точку.
Правило добутку
f′(x) = u′v + uv′ = e0,5x·(3x2 + 0,5·x3)
Підставте
f′(1,5) = 2,117·(6,75 + 1,688) = 17,86
Відповідь
f′(1,5) = 17,86
4.Похідні
Відповідь: x = −1
Диференціювання: похідна f′(x) — це нахил графіка в точці x. Степеневе правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило добутку: (uv)′ = u′v + uv′. Ланцюгове правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Де f′(x) = 0, графік має горизонтальну дотичну: максимум, мінімум або сідлову точку.
Похідна
f′(x) = 3x2 − 6x − 9 = 3·(x2 − 2x − 3)
Розв'яжіть f′(x) = 0
x = −1 або x = 3
Що є що
f″(x) = 6x − 6: від'ємна в максимумі, додатна в мінімумі.
f″(−1) = −12, f″(3) = 12
x = −1
Відповідь
x = −1
5.Оптимізація
Відповідь: C = 1018 €
Оптимізація: запишіть величину, яку треба оптимізувати, як функцію однієї змінної, виключивши іншу за допомогою обмеження. Прирівняйте похідну до нуля й розв’яжіть. Перевірте, що критична точка — максимум або мінімум (друга похідна або зміна знака першої похідної) і що вона лежить у допустимому проміжку; кінцева точка, як-от нульова довжина сторони, не є відповіддю.
Вартість як функція x
C(x) = 27x + 9600/x
Прирівняйте похідну до нуля
C″(x) = 19200/x³ > 0, тож це мінімум.
x = √(9600/27) = 18,86 m
y = 400/18,86 = 21,21 m
Мінімальна вартість
C = 27·18,86 + 9600/18,86 = €1018
Відповідь
C = €1018
6.Оптимізація
Відповідь: P = 1020 €
Оптимізація: запишіть величину, яку треба оптимізувати, як функцію однієї змінної, виключивши іншу за допомогою обмеження. Прирівняйте похідну до нуля й розв’яжіть. Перевірте, що критична точка — максимум або мінімум (друга похідна або зміна знака першої похідної) і що вона лежить у допустимому проміжку; кінцева точка, як-от нульова довжина сторони, не є відповіддю.
Визначені інтеграли: ∫ₐᵇ f(x) dx — це площа зі знаком між графіком і віссю x від a до b. Знайдіть первісну F (F′ = f) і обчисліть F(b) − F(a). Степеневе правило: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Площа між двома кривими — це ∫(верхня − нижня) dx.
Об’єми тіл обертання: обертання області під y = f(x) від x = a до x = b навколо осі x дає тіло, поперечний переріз якого в точці x — круг радіуса f(x). Сума кругів дає V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Якщо область лежить між зовнішньою кривою R(x) і внутрішньою r(x), кожен зріз — шайба: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Радіуси підносьте до квадрата до віднімання.