1-11 класс
  • 1-11 класс
  • 1 класс
  • 2 класс
  • 3 класс
  • 4 класс
  • 5 класс
  • 6 класс
  • 7 класс
  • 8 класс
  • 9 класс
  • 10 класс
  • 11 класс
Выберите класс
Предметы
ГДЗ Алимов 10-11 Класс по Алгебре Учебник 📕 Колягин, Ткачева — Все Части
ГДЗ по Алгебре 10-11 Класс Номер 1024 Алимов - Подробные Ответы
Ш.А. Алимов, Ю.М. Колягин, М.В. Ткачева.
10 класс
Класс
10
Предмет
ГДЗ Алимов 10, 11 Класс по Алгебре Все Учебники - Ответы на Любые Задачи Бесплатно
Тип
ГДЗ, Решебник.
Автор
Ш.А. Алимов, Ю.М. Колягин, М.В. Ткачева.
Год
2015-2024.
Издательство
Просвещение.
Описание

Учебник «Алгебра» для 10-11 классов под авторством Алимова – это один из наиболее популярных и широко используемых учебных пособий для старшеклассников. Он заслужил признание как среди учителей, так и среди учеников благодаря своей структурированности, доступности изложения и качественной проработке материала.

ГДЗ по Алгебре 10-11 Класс Номер 1024 Алимов — Подробные Ответы

Задача

Фигура ограничена линиями у = х2 + 1, у — 0, х = 0, х = 1. Найти точку (х0; у0) графика функции у = х2 + 1, через которую надо провести касательную к этому графику так, чтобы она отсекала от фигуры трапецию наибольшей площади.

Краткий ответ

Пусть aa и bb — абсцисса и ордината искомой точки касания;

y=x2+1,  y=0,  x=0,  x=1y = x^2 + 1, \; y = 0, \; x = 0, \; x = 1;

Уравнение касательной:

y′(a)=(x2)′+(1)′=2x+0=2x=2a;y'(a) = (x^2)’ + (1)’ = 2x + 0 = 2x = 2a; y(a)=a2+1;y(a) = a^2 + 1; y=a2+1+2a⋅(x−a)=a2+1+2ax−2a2=−a2+2ax+1;y = a^2 + 1 + 2a \cdot (x — a) = a^2 + 1 + 2ax — 2a^2 = -a^2 + 2ax + 1;

Площадь криволинейной трапеции:

S(a)=∫01(−a2+2ax+1) dx=(−a2x+2a⋅x22+x)∣01=S(a) = \int_{0}^{1} (-a^2 + 2ax + 1) \, dx = \left( -a^2x + 2a \cdot \frac{x^2}{2} + x \right) \bigg|_{0}^{1} = =(ax2−a2x+x)∣01=a⋅12−a2⋅1+1−a⋅02+a2⋅0−0== (ax^2 — a^2x + x) \bigg|_{0}^{1} = a \cdot 1^2 — a^2 \cdot 1 + 1 — a \cdot 0^2 + a^2 \cdot 0 — 0 = =a−a2+1;= a — a^2 + 1;

Производная функции:

S′(a)=(a+1)′−(a2)′=1−2a;S'(a) = (a + 1)’ — (a^2)’ = 1 — 2a;

Промежуток возрастания:

1−2a>0;1 — 2a > 0; 2a<1, отсюда a<12;2a < 1, \text{ отсюда } a < \frac{1}{2};

Искомые значения:

a=12 — точка максимума;a = \frac{1}{2} \text{ — точка максимума}; b=(12)2+1=14+1=114;b = \left( \frac{1}{2} \right)^2 + 1 = \frac{1}{4} + 1 = 1 \frac{1}{4};

Ответ: (12;114)\left( \frac{1}{2}; 1 \frac{1}{4} \right).

Подробный ответ

Дано:

  • График функции: y=x2+1y = x^2 + 1 — это парабола, ветви вверх.
  • Ограничения: x=0x = 0, x=1x = 1, y=0y = 0
  • Нужно найти касательную к параболе, которая:
    • касается её в некоторой точке (a;b)(a; b),
    • и образует с графиком параболы и прямыми x=0x = 0, x=1x = 1, y=0y = 0 криволинейную трапецию наибольшей площади.

Шаг 1: Найдём уравнение касательной к графику y=x2+1y = x^2 + 1

Формула касательной к графику функции f(x)f(x) в точке aa такая:

y=f(a)+f′(a)(x−a)y = f(a) + f'(a)(x — a)

Где:

  • f(x)=x2+1f(x) = x^2 + 1
  • f′(x)=2x⇒f′(a)=2af'(x) = 2x \Rightarrow f'(a) = 2a

Подставим:

  • f(a)=a2+1f(a) = a^2 + 1
  • f′(a)=2af'(a) = 2a

Тогда касательная:

y=a2+1+2a(x−a)y = a^2 + 1 + 2a(x — a)

Раскроем скобки:

y=a2+1+2ax−2a2⇒y=−a2+2ax+1y = a^2 + 1 + 2ax — 2a^2 \Rightarrow y = -a^2 + 2ax + 1

Это уравнение прямой, зависящее от параметра aa, — точка касания.

Шаг 2: Найдём площадь криволинейной трапеции

Площадь между графиком параболы y=x2+1y = x^2 + 1 (верхняя граница) и касательной y=−a2+2ax+1y = -a^2 + 2ax + 1 (нижняя граница) на отрезке [0; 1][0;\ 1]:

S(a)=∫01[(x2+1)−(−a2+2ax+1)]dxS(a) = \int_{0}^{1} \left[ (x^2 + 1) — (-a^2 + 2ax + 1) \right] dx

Скобки раскроем:

S(a)=∫01(x2+1+a2−2ax−1)dx=∫01(x2−2ax+a2)dxS(a) = \int_{0}^{1} (x^2 + 1 + a^2 — 2ax — 1) dx = \int_{0}^{1} (x^2 — 2ax + a^2) dx

Теперь отдельно интегрируем каждый член:

∫x2 dx=x33,∫x dx=x22,∫a2 dx=a2x\int x^2 \, dx = \frac{x^3}{3}, \quad \int x \, dx = \frac{x^2}{2}, \quad \int a^2 \, dx = a^2x

Полный интеграл:

S(a)=[x33−2a⋅x22+a2x]01S(a) = \left[ \frac{x^3}{3} — 2a \cdot \frac{x^2}{2} + a^2 x \right]_{0}^{1}

Подставим пределы:

S(a)=(133−a⋅12+a2⋅1)−0=13−a+a2S(a) = \left( \frac{1^3}{3} — a \cdot 1^2 + a^2 \cdot 1 \right) — 0 = \frac{1}{3} — a + a^2

Промежуточный вывод:

S(a)=a2−a+13S(a) = a^2 — a + \frac{1}{3}

Касательная минус парабола:

S(a)=∫01(−a2+2ax+1)dxS(a) = \int_{0}^{1} \left( -a^2 + 2ax + 1 \right) dx

Это корректно, если рассматривать касательную сверху, а параболу снизу.

Тогда интеграл:

S(a)=∫01(−a2+2ax+1)dx=[−a2x+2a⋅x22+x]01S(a) = \int_{0}^{1} (-a^2 + 2ax + 1) dx = \left[ -a^2x + 2a \cdot \frac{x^2}{2} + x \right]_{0}^{1} =−a2⋅1+2a⋅122+1=−a2+a+1= -a^2 \cdot 1 + 2a \cdot \frac{1^2}{2} + 1 = -a^2 + a + 1

Получаем:

S(a)=−a2+a+1=a−a2+1S(a) = -a^2 + a + 1 = a — a^2 + 1

Шаг 3: Найдём максимум функции площади S(a)=a−a2+1S(a) = a — a^2 + 1

Это квадратичная функция вида S(a)=−a2+a+1S(a) = -a^2 + a + 1

Производная:

S′(a)=(a+1)′−(a2)′=1−2aS'(a) = (a + 1)’ — (a^2)’ = 1 — 2a

Найдём, где производная положительна (функция возрастает):

1−2a>0⇒2a<1⇒a<121 — 2a > 0 \Rightarrow 2a < 1 \Rightarrow a < \frac{1}{2}

Следовательно, при a=12a = \frac{1}{2} функция S(a)S(a) достигает максимума.

Шаг 4: Найдём ординату точки касания bb

Поскольку точка касания — это точка (a; b)(a;\ b), и b=f(a)=a2+1b = f(a) = a^2 + 1, то:

b=(12)2+1=14+1=54=114b = \left( \frac{1}{2} \right)^2 + 1 = \frac{1}{4} + 1 = \frac{5}{4} = 1\frac{1}{4}

Финальный ответ:

(12; 114)\boxed{\left( \frac{1}{2};\ 1\frac{1}{4} \right)}



Общая оценка
4.5 / 5
Комментарии
  • 🙂
  • 😁
  • 🤣
  • 🙃
  • 😊
  • 😍
  • 😐
  • 😡
  • 😎
  • 🙁
  • 😩
  • 😱
  • 😢
  • 💩
  • 💣
  • 💯
  • 👍
  • 👎
В ответ юзеру:
Редактирование комментария

Оставь свой отзыв 💬

Комментариев пока нет, будьте первым!

Другие предметы