Прямокутну ділянку площею 600 m² огороджують з усіх чотирьох боків. Сторона вздовж вулиці довжиною x коштує €15 за метр; інші три сторони — €12 за метр. Знайдіть довжину x сторони вздовж вулиці, за якої вартість мінімальна.
A = 600 m²€15/m€12/m
x = m
6.ОптимізаціяСкладна
Театр продає 675 квитків на виставу по €15. Маркетингове дослідження показує, що кожне підвищення ціни квитка на €1 означає на 25 проданих квитків менше (а кожне зниження на €1 — на 25 більше). Знайдіть максимальну виручку R за виставу.
675 × €1525 / €1
R = €
7.ІнтегралиСередня
Область під y = √(2x) від x = 0 до x = 4 обертається навколо осі x. Знайдіть об’єм V цього тіла (параболоїда).
y = √(2x)0 ≤ x ≤ 4
V =
8.ІнтегралиСкладна
Область між прямою y = 3x і параболою y = 2x² обертається навколо осі x. Знайдіть об’єм V цього тіла.
y = 3xy = 2x²
V =
3Розчини
1.Границі
Відповідь: L = 2,5
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) = 10x/(√(4x2 + 10x) + 2x)
Поділіть на x
f(x) = 10/(√(4 + 10/x) + 2)
Нехай x → ∞
L = 10/(2 + 2) = 2,5
Відповідь
L = 2,5
2.Границі
Відповідь: L = 4
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
4·sin 4x/(4x) → 0/0
Друге застосування
16·cos 4x/4
Підставте x = 0
L = 16/4 = 4
Відповідь
L = 4
3.Похідні
Відповідь: f′(2) = 0,8571
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) = 6x/(3x2 + 2)
Підставте
f′(2) = 12/14 = 0,8571
Відповідь
f′(2) = 0,8571
4.Похідні
Відповідь: x = −3
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 + 12x + 9 = 3·(x2 + 4x + 3)
Розв'яжіть f′(x) = 0
x = −3 або x = −1
Що є що
f″(x) = 6x + 12: від'ємна в максимумі, додатна в мінімумі.
f″(−3) = −6, f″(−1) = 6
x = −3
Відповідь
x = −3
5.Оптимізація
Відповідь: x = 23,09 m
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 + 14400/x
Прирівняйте похідну до нуля
C″(x) = 28800/x³ > 0, тож це мінімум.
x = √(14400/27) = 23,09 m
y = 600/23,09 = 25,98 m
Мінімальна вартість
C = 27·23,09 + 14400/23,09 = €1247
Відповідь
x = 23,09 m
6.Оптимізація
Відповідь: R = 11025 €
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.
Виручка як функція ціни
n(p) = 1050 − 25p
R(p) = 1050p − 25p²
Прирівняйте похідну до нуля
R″(p) = −50 < 0, тож це максимум.
p = 1050/50 = €21
Максимальна виручка
n = 1050 − 25·21 = 525
R = 21·525 = €11025
Відповідь
R = €11025
7.Інтеграли
Відповідь: V = 50,27
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.
Метод дисків
V = π∫₀4 2x dx
Інтегруйте
V = π·2·4²/2 = 50,27
Відповідь
V = 50,27
8.Інтеграли
Відповідь: V = 12,72
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.