Прямокутну ділянку площею 600 m² огороджують з усіх чотирьох боків. Сторона вздовж вулиці довжиною x коштує €25 за метр; інші три сторони — €12 за метр. Знайдіть мінімальну загальну вартість C.
A = 600 m²€25/m€12/m
C = €
6.ОптимізаціяСкладна
Невелика фірма продає свою продукцію за фіксованою ринковою ціною €25 за одиницю. Виробництво q одиниць коштує C(q) = 400 + 12q + 0,05q² євро. Знайдіть максимальний прибуток P.
p = €25C = 400 + 12q + 0,05q²
P = €
7.ІнтегралиСередня
Обчисліть I = ∫02 e−x dx.
f(x) = e−x[0, 2]
I =
8.ІнтегралиСкладна
Обчисліть I = ∫₀2 x²·eˣ dx.
∫₀2 x²eˣ dx
I =
3Розчини
1.Границі
Відповідь: L = −1,5
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) = −3x/(√(x2 − 3x) + x)
Поділіть на x
f(x) = −3/(√(1 + (−3)/x) + 1)
Нехай x → ∞
L = −3/(1 + 1) = −1,5
Відповідь
L = −1,5
2.Границі
Відповідь: L = 0,5
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).
Перше застосування
(−1·e−x + 1)/(2x) → 0/0
Друге застосування
1·e−x/2
Підставте x = 0
L = 1·1/2 = 0,5
Відповідь
L = 0,5
3.Похідні
Відповідь: f′(−1) = −0,6667
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.
Ланцюгове правило для логарифма
f′(x) = 4x/(2x2 + 4)
Підставте
f′(−1) = −4/6 = −0,6667
Відповідь
f′(−1) = −0,6667
4.Похідні
Відповідь: x = −2
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 + 15x + 18 = 3·(x2 + 5x + 6)
Розв'яжіть f′(x) = 0
x = −3 або x = −2
Що є що
f″(x) = 6x + 15: від'ємна в максимумі, додатна в мінімумі.
f″(−3) = −3, f″(−2) = 3
x = −2
Відповідь
x = −2
5.Оптимізація
Відповідь: C = 1460 €
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) = 37x + 14400/x
Прирівняйте похідну до нуля
C″(x) = 28800/x³ > 0, тож це мінімум.
x = √(14400/37) = 19,73 m
y = 600/19,73 = 30,41 m
Мінімальна вартість
C = 37·19,73 + 14400/19,73 = €1460
Відповідь
C = €1460
6.Оптимізація
Відповідь: P = 445 €
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.
Первісна
F(x) = e−x/(−1)
Підставте межі
I = (e−2 − 1)/(−1) = (0,1353 − 1)/(−1) = 0,8647
Відповідь
I = 0,8647
8.Інтеграли
Відповідь: I = 12,78
Інтегрування частинами: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, з правила добутку. Оберіть за u множник, що спрощується після диференціювання (степінь x або ln x), а за dv — множник, який можна проінтегрувати (eˣ, sin x, cos x або x, коли u = ln x). Для визначеного інтеграла обчисліть u·v на обох межах: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Множник x² потребує двох кіл.