Краткий ответ:
Дана функция и точка с абсциссой .
Уравнение касательной в точке :
Пересечение касательной с прямой :
Длина вертикального катета:
Пересечение касательной с осью ( ):
Длина горизонтального катета:
Площадь искомого треугольника:
Производная функции:
Промежуток возрастания:
Искомые значения:
Ответ: при .
Подробный ответ:
Дана функция:
и точка с абсциссой .
Необходимо найти уравнение касательной в точке , а также длину катетов и площадь треугольника, ограниченного касательной и осями, и найти точку минимума этой площади.
Шаг 1: Уравнение касательной в точке
Для того чтобы найти уравнение касательной в точке , нам нужно использовать производную функции и формулу для уравнения касательной.
Производная функции
Нам дана функция:
Для нахождения производной функции , воспользуемся стандартным правилом дифференцирования для степенной функции:
Уравнение касательной в точке
Теперь, зная производную, можем записать уравнение касательной к графику функции в точке . Уравнение касательной имеет вид:
где и .
Подставим эти значения в уравнение касательной:
Теперь упростим это уравнение:
Раскроем скобки:
Итак, уравнение касательной в точке имеет вид:
Шаг 2: Пересечение касательной с прямой
Чтобы найти пересечение касательной с прямой , подставим в уравнение касательной:
Это дает нам значение при , которое будет равно длине вертикального катета.
Длина вертикального катета:
Шаг 3: Пересечение касательной с осью (при )
Чтобы найти пересечение касательной с осью (когда ), подставим в уравнение касательной:
Умножим обе части на , чтобы избавиться от дроби:
Отсюда .
Длина горизонтального катета:
Горизонтальный катет — это расстояние между точкой и осью , то есть:
Шаг 4: Площадь треугольника
Площадь треугольника, ограниченного касательной и осями, можно найти по формуле для площади треугольника:
Подставим выражения для и :
Раскроем квадрат и упростим:
Шаг 5: Производная площади
Чтобы найти точку минимума площади, найдем производную . Для этого дифференцируем каждый член в выражении для площади .
Производная от будет равна:
Вычислим производные каждого из членов:
- ,
- ,
- .
Теперь подставим эти значения в выражение для производной:
Упростим выражение:
Шаг 6: Промежуток возрастания
Для нахождения промежутка возрастания площади решим неравенство:
Умножим обе стороны неравенства на , чтобы избавиться от дробей:
Решим это квадратное неравенство:
Значит, неравенство выполняется для и .
Шаг 7: Точка минимума
Точка минимума находится при , так как это значение попадает в промежуток .
Теперь вычислим площадь при :
Ответ:
Площадь равна при .