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 1042 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 1042 Алимов — Подробные Ответы

Задача

При каком значении k площадь фигуры, ограниченной параболой у — х2 + рх, где р — заданное число, и прямой у = kx + 1, наименьшая?

Краткий ответ

y=x2+pxy = x^2 + px и y=kx+1y = kx + 1;

Точки пересечения функций:

x2+px=kx+1;x^2 + px = kx + 1; x2+px−kx−1=0;x^2 + px — kx — 1 = 0; x2+(p−k)x−1=0;x^2 + (p — k)x — 1 = 0; D=(p−k)2−4,тогда:D = (p — k)^2 — 4, \text{тогда:} x1=k−p−D2иx2=k−p+D2;x_1 = \frac{k — p — \sqrt{D}}{2} \quad \text{и} \quad x_2 = \frac{k — p + \sqrt{D}}{2};

Площадь криволинейной трапеции:

S=∫x1x2((kx+1)−(x2+px)) dx=∫x1x2(kx+1−x2−px) dx=S = \int_{x_1}^{x_2} \big((kx + 1) — (x^2 + px)\big) \, dx = \int_{x_1}^{x_2} (kx + 1 — x^2 — px) \, dx = =(k⋅x22+x−x33−p⋅x22)∣x1x2=(k−p2⋅x2+x−x33)∣x1x2== \left(k \cdot \frac{x^2}{2} + x — \frac{x^3}{3} — p \cdot \frac{x^2}{2}\right) \Big|_{x_1}^{x_2} = \left(\frac{k — p}{2} \cdot x^2 + x — \frac{x^3}{3}\right) \Big|_{x_1}^{x_2} = =k−p2⋅x22+x2−x233−k−p2⋅x12−x1+x133== \frac{k — p}{2} \cdot x_2^2 + x_2 — \frac{x_2^3}{3} — \frac{k — p}{2} \cdot x_1^2 — x_1 + \frac{x_1^3}{3} = =k−p2⋅(x22−x12)−13(x23−x13)+(x2−x1);= \frac{k — p}{2} \cdot (x_2^2 — x_1^2) — \frac{1}{3}(x_2^3 — x_1^3) + (x_2 — x_1);

Разность значений крайних точек:

x2−x1=k−p+D2−k−p−D2=k−p+D−k+p+D2=D;x_2 — x_1 = \frac{k — p + \sqrt{D}}{2} — \frac{k — p — \sqrt{D}}{2} = \frac{k — p + \sqrt{D} — k + p + \sqrt{D}}{2} = \sqrt{D};

Разность квадратов:

x22−x12=14((k−p+D)2−(k−p−D)2)=(k−p)⋅D;x_2^2 — x_1^2 = \frac{1}{4} \big((k — p + \sqrt{D})^2 — (k — p — \sqrt{D})^2\big) = (k — p) \cdot \sqrt{D};

Разность кубов:

x23−x13=(x2−x1)(x22+x1x2+x12)=x_2^3 — x_1^3 = (x_2 — x_1)(x_2^2 + x_1 x_2 + x_1^2) = =D⋅14((k−p+D)2+(k−p)2−D+(k−p−D)2)== \sqrt{D} \cdot \frac{1}{4} \big((k — p + \sqrt{D})^2 + (k — p)^2 — D + (k — p — \sqrt{D})^2\big) = =14D⋅(2(k−p)2+2D+(k−p)2−D)=14D⋅(3(k−p)2+D);= \frac{1}{4} \sqrt{D} \cdot \big(2(k — p)^2 + 2D + (k — p)^2 — D\big) = \frac{1}{4} \sqrt{D} \cdot \big(3(k — p)^2 + D\big);

Площадь криволинейной трапеции:

S=k−p2⋅(k−p)⋅D−13⋅14D⋅(3(k−p)2+D)+D=S = \frac{k — p}{2} \cdot (k — p) \cdot \sqrt{D} — \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{4} \sqrt{D} \cdot \big(3(k — p)^2 + D\big) + \sqrt{D} = =D⋅(−14(k−p)2−112D+12(k−p)2+1)== \sqrt{D} \cdot \left(-\frac{1}{4}(k — p)^2 — \frac{1}{12}D + \frac{1}{2}(k — p)^2 + 1\right) = =D⋅(14(k−p)2−112D+1);= \sqrt{D} \cdot \left(\frac{1}{4}(k — p)^2 — \frac{1}{12}D + 1\right); S(x)=(p−k)2+4⋅(14(k−p)2−112(k−p)2−13+1)=S(x) = \sqrt{(p — k)^2 + 4} \cdot \left(\frac{1}{4}(k — p)^2 — \frac{1}{12}(k — p)^2 — \frac{1}{3} + 1\right) = =(p−k)2+4⋅(16(k−p)2+23)=16(p−k)2+4⋅((k−p)2+4);= \sqrt{(p — k)^2 + 4} \cdot \left(\frac{1}{6}(k — p)^2 + \frac{2}{3}\right) = \frac{1}{6} \sqrt{(p — k)^2 + 4} \cdot \big((k — p)^2 + 4\big);

Пусть u=(p−k)2+4u = (p — k)^2 + 4, тогда S(u)=16uu=16u32S(u) = \frac{1}{6} u \sqrt{u} = \frac{1}{6} u^{\frac{3}{2}};

S′(k)=((p−k)2+4)′⋅(16u32)′=(−2⋅(p−k)+0)⋅16⋅32u12;S'(k) = ((p — k)^2 + 4)’ \cdot \left(\frac{1}{6} u^{\frac{3}{2}}\right)’ = (-2 \cdot (p — k) + 0) \cdot \frac{1}{6} \cdot \frac{3}{2} u^{\frac{1}{2}}; S′(k)=(−2p+2k)⋅14u=2k−2p4(p−k)2+4;S'(k) = (-2p + 2k) \cdot \frac{1}{4} \sqrt{u} = \frac{2k — 2p}{4 \sqrt{(p — k)^2 + 4}};

Промежуток возрастания:

2k−2p>0;2k — 2p > 0; 2k>2p,отсюда k>p;2k > 2p, \text{отсюда } k > p;

k=pk = p — точка минимума;

Ответ: k=pk = p.

Подробный ответ

=Даны две функции:

y=x2+pxиy=kx+1y = x^2 + px \quad \text{и} \quad y = kx + 1

Нужно найти точки их пересечения и вычислить площадь криволинейной трапеции, ограниченной этими функциями. Для этого подробно разберем все шаги решения.

Шаг 1: Нахождение точек пересечения функций

Для того чтобы найти точки пересечения функций, приравняем их правые части:

x2+px=kx+1x^2 + px = kx + 1

Переносим все элементы на одну сторону:

x2+px−kx−1=0x^2 + px — kx — 1 = 0

Теперь сгруппируем подобные слагаемые:

x2+(p−k)x−1=0x^2 + (p — k)x — 1 = 0

Это квадратное уравнение относительно xx, которое можно решить с помощью дискриминанта. В данном уравнении коэффициенты следующие:

  • a=1a = 1 (при x2x^2),
  • b=p−kb = p — k (при xx),
  • c=−1c = -1 (свободный член).

Для нахождения корней уравнения вычислим дискриминант:

D=b2−4ac=(p−k)2−4⋅1⋅(−1)=(p−k)2+4D = b^2 — 4ac = (p — k)^2 — 4 \cdot 1 \cdot (-1) = (p — k)^2 + 4

Теперь, зная дискриминант, можем найти корни уравнения по формулам:

x1=−b−D2a=k−p−D2x_1 = \frac{-b — \sqrt{D}}{2a} = \frac{k — p — \sqrt{D}}{2} x2=−b+D2a=k−p+D2x_2 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{k — p + \sqrt{D}}{2}

Итак, точки пересечения функций — это x1x_1 и x2x_2.

Шаг 2: Площадь криволинейной трапеции

Теперь нужно вычислить площадь криволинейной трапеции, ограниченной графиками этих функций. Площадь между двумя кривыми y1=f(x)y_1 = f(x) и y2=g(x)y_2 = g(x) на отрезке от x1x_1 до x2x_2 вычисляется по формуле:

S=∫x1x2(f(x)−g(x))dxS = \int_{x_1}^{x_2} \left( f(x) — g(x) \right) dx

В нашем случае f(x)=kx+1f(x) = kx + 1 и g(x)=x2+pxg(x) = x^2 + px. Таким образом, площадь будет вычисляться как:

S=∫x1x2((kx+1)−(x2+px))dx=∫x1x2(kx+1−x2−px)dxS = \int_{x_1}^{x_2} \left( (kx + 1) — (x^2 + px) \right) dx = \int_{x_1}^{x_2} \left( kx + 1 — x^2 — px \right) dx

Упростим выражение под интегралом:

S=∫x1x2(−x2+(k−p)x+1)dxS = \int_{x_1}^{x_2} \left( -x^2 + (k — p)x + 1 \right) dx

Теперь будем интегрировать каждую часть по очереди:

S=∫x1x2−x2dx+∫x1x2(k−p)xdx+∫x1x21dxS = \int_{x_1}^{x_2} -x^2 dx + \int_{x_1}^{x_2} (k — p)x dx + \int_{x_1}^{x_2} 1 dx

Выполним интегрирование по каждой из этих частей:

Интеграл от −x2-x^2:

∫x1x2−x2dx=−x33∣x1x2=−x233+x133\int_{x_1}^{x_2} -x^2 dx = -\frac{x^3}{3} \Big|_{x_1}^{x_2} = -\frac{x_2^3}{3} + \frac{x_1^3}{3}

Интеграл от (k−p)x(k — p)x:

∫x1x2(k−p)xdx=(k−p)x22∣x1x2=(k−p)x222−(k−p)x122\int_{x_1}^{x_2} (k — p)x dx = \frac{(k — p)x^2}{2} \Big|_{x_1}^{x_2} = \frac{(k — p)x_2^2}{2} — \frac{(k — p)x_1^2}{2}

Интеграл от 11:

∫x1x21dx=x∣x1x2=x2−x1\int_{x_1}^{x_2} 1 dx = x \Big|_{x_1}^{x_2} = x_2 — x_1

Теперь, сложив все эти выражения, получаем:

S=((k−p)x222−(k−p)x122)−13(x23−x13)+(x2−x1)S = \left( \frac{(k — p)x_2^2}{2} — \frac{(k — p)x_1^2}{2} \right) — \frac{1}{3} \left( x_2^3 — x_1^3 \right) + (x_2 — x_1)

Шаг 3: Упростим выражения для разностей

Далее нужно упростить выражения для разности квадратов и кубов:

Разность значений крайних точек x2−x1x_2 — x_1:

x2−x1=k−p+D2−k−p−D2=Dx_2 — x_1 = \frac{k — p + \sqrt{D}}{2} — \frac{k — p — \sqrt{D}}{2} = \sqrt{D}

Разность квадратов x22−x12x_2^2 — x_1^2:

x22−x12=(14)((k−p+D)2−(k−p−D)2)=(k−p)⋅Dx_2^2 — x_1^2 = \left( \frac{1}{4} \right) \left( (k — p + \sqrt{D})^2 — (k — p — \sqrt{D})^2 \right) = (k — p) \cdot \sqrt{D}

Разность кубов x23−x13x_2^3 — x_1^3:

x23−x13=(x2−x1)(x22+x1x2+x12)x_2^3 — x_1^3 = (x_2 — x_1) \left( x_2^2 + x_1 x_2 + x_1^2 \right) =D⋅14((k−p+D)2+(k−p)2−D+(k−p−D)2)= \sqrt{D} \cdot \frac{1}{4} \left( (k — p + \sqrt{D})^2 + (k — p)^2 — D + (k — p — \sqrt{D})^2 \right) =14D⋅(3(k−p)2+D)= \frac{1}{4} \sqrt{D} \cdot \left( 3(k — p)^2 + D \right)

Шаг 4: Площадь после упрощений

Теперь подставим эти выражения в формулу для площади:

S=k−p2⋅(k−p)⋅D−13⋅14D⋅(3(k−p)2+D)+DS = \frac{k — p}{2} \cdot (k — p) \cdot \sqrt{D} — \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{4} \sqrt{D} \cdot \left( 3(k — p)^2 + D \right) + \sqrt{D} =D(−14(k−p)2−112D+12(k−p)2+1)= \sqrt{D} \left( -\frac{1}{4}(k — p)^2 — \frac{1}{12}D + \frac{1}{2}(k — p)^2 + 1 \right) =D(14(k−p)2−112D+1)= \sqrt{D} \left( \frac{1}{4}(k — p)^2 — \frac{1}{12}D + 1 \right)

Шаг 5: Введение нового переменного

Пусть u=(p−k)2+4u = (p — k)^2 + 4, тогда:

S(u)=16uu=16u32S(u) = \frac{1}{6} u \sqrt{u} = \frac{1}{6} u^{\frac{3}{2}}

Вычислим производную площади по kk:

S′(k)=((p−k)2+4)′⋅(16u32)′=(−2⋅(p−k))⋅16⋅32u12S'(k) = ((p — k)^2 + 4)’ \cdot \left( \frac{1}{6} u^{\frac{3}{2}} \right)’ = (-2 \cdot (p — k)) \cdot \frac{1}{6} \cdot \frac{3}{2} u^{\frac{1}{2}} S′(k)=2k−2p4(p−k)2+4S'(k) = \frac{2k — 2p}{4 \sqrt{(p — k)^2 + 4}}

Шаг 6: Промежуток возрастания функции

Теперь, чтобы найти промежуток возрастания, анализируем знак производной S′(k)S'(k):

S′(k)>0⇒2k−2p>0⇒k>pS'(k) > 0 \quad \Rightarrow \quad 2k — 2p > 0 \quad \Rightarrow \quad k > p

Таким образом, функция S(k)S(k) возрастает на промежутке k>pk > p.

Итак, точка минимума функции — это k=pk = p.

Ответ:

k=pk = p



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

Оставь свой отзыв 💬

Комментариев пока нет, будьте первым!

Другие предметы