На Горох
Разбор упражнения

ГДЗ: Упражнение 963 - Глава 9 (Итоговые упражнения) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Глава 9 Страницы: 287, 288, 289, 290
А вы знали? Проект, реферат или доклад можно создать с помощью ИИ за 5 минут — и сразу скачать готовый файл Word. Попробовать

963 упражнение:

Доказать, что из всех прямоугольников данного периметра наименьшую диагональ имеет квадрат.

1)
Ответ

Шаг 1: Составление функции для минимизации.

Пусть стороны прямоугольника равны \( x \) и \( y \). Периметр \( P \) задан и постоянен:

\( P = 2(x + y) \), откуда \( y = \frac{P}{2} - x \). Обозначим \( \frac{P}{2} = L \), тогда \( y = L - x \).

Диагональ прямоугольника \( d \) по теореме Пифагора: \( d = \sqrt{x^2 + y^2} \).

Минимизация \( d \) эквивалентна минимизации \( d^2 = x^2 + y^2 \). Пусть \( f(x) = d^2 \).

Подставляем \( y = L - x \): \( f(x) = x^2 + (L - x)^2 \).

Шаг 2: Нахождение первой производной.

\( f'(x) = (x^2 + (L - x)^2)' = 2x + 2(L - x) \cdot (L - x)' = 2x + 2(L - x) \cdot (-1) \)

\( f'(x) = 2x - 2L + 2x = 4x - 2L \).

Шаг 3: Нахождение критической точки.

Приравниваем производную к нулю: \( f'(x) = 0 \).

\( 4x - 2L = 0 \implies x = \frac{2L}{4} = \frac{L}{2} \).

Подставляем обратно \( L = \frac{P}{2} \): \( x = \frac{P}{4} \).

Шаг 4: Проверка, что это минимум (с помощью второй производной).

Вторая производная: \( f''(x) = (4x - 2L)' = 4 \).

Так как \( f''(x) = 4 > 0 \), в точке \( x = \frac{L}{2} \) функция \( f(x) = d^2 \) имеет минимум.

Шаг 5: Определение формы прямоугольника.

Если \( x = \frac{L}{2} \), то \( y = L - x = L - \frac{L}{2} = \frac{L}{2} \).

Следовательно, \( x = y \), то есть прямоугольник является квадратом.

Вывод: Диагональ \( d \) минимальна, когда стороны прямоугольника равны, т.е., когда он является квадратом.

Ответ: Доказано, что наименьшую диагональ имеет квадрат.

Что применять при решении

Интервалы возрастания и убывания

Интервалы возрастания функции \( f(x) \) находятся там, где её первая производная \( f'(x) > 0 \). Интервалы убывания — где \( f'(x) < 0 \).
Возрастание: \( f'(x) > 0 \); Убывание: \( f'(x) < 0 \)

Точки экстремума

Точки экстремума — это критические точки, в которых производная меняет знак. Если знак меняется с '+' на '-', то это максимум; если с '-' на '+', то это минимум.
Критические точки: \( f'(x) = 0 \text{ или } f'(x) \text{ не существует} \)

Наибольшее и наименьшее значение на отрезке

Для функции \( f(x) \) на отрезке \( [a; b] \) наибольшее/наименьшее значение достигается либо в критических точках внутри отрезка, либо на его концах \( f(a) \) и \( f(b) \).
\( \max / \min f(x) \in \{ f(x_c), f(a), f(b) \}, \text{ где } x_c \text{ - критическая точка} \)

Точки перегиба

Точки, в которых вторая производная \( f''(x) \) равна нулю или не существует, и при этом \( f''(x) \) меняет знак.
\( f''(x) = 0 \text{ или } f''(x) \text{ не существует и меняет знак} \)

Производная степенной функции

Правило дифференцирования степенной функции.
\( (x^n)' = n x^{n-1} \)

Производная сложной функции (цепное правило)

Производная сложной функции \( f(g(x)) \).
\( (f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \)

Не сходится своя задача? Разберём по шагам

  • Формула, подстановка и расчёт
  • Числа считает калькулятор, а не нейросеть
  • Бесплатно и без регистрации
Решить задачу Разбор задачи бесплатный

Другие упражнения из параграфа Глава 9

Данные параграфа

К параграфу →
Глава
Глава 9
Параграф
Глава 9 — Итоговые упражнения
Учебник
Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы
Автор
Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год
2025

Задали работу по этой теме?

Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.

Создать проект Готовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.