Zbiór informacji z matematyki oraz fizyki przygotowany przez Szkołę Maturzystów
Przykład 1
W okrąg wpisano trójkąt w taki sposób, że jego najdłuższy
bok zawierał się w średnicy tego okręgu. Wiemy, że jego dwa krótsze boki
wynosiły: x+1 oraz x+2. Oblicz najmniejszą wartość trzeciego z boków i oceń,
czy trójkąt o wyliczonych bokach może istnieć.
Oznaczmy długość trzeciego boku jako y. Z warunku budowy
trójkąta wiemy, że najdłuższy z nich musi być krótszy niż suma długość dwóch
pozostałych a ponadto każdy z boków musi być większy od 0. Zapiszmy ten
warunek:
Podsumowanie:
Sporządźmy rysunek opisujący sytuację zachodzącą w tym
przykładzie:
Wiemy, że jedynym trójkątem którego jeden z boków jest
średnicą okręgu na nim opisanego jest trójkąt prostokątny (np. z twierdzenia
sinusów). Teraz w łatwy sposób obliczymy wartość y korzystając z twierdzenia
Pitagorasa:
Oznaczmy funkcję podpierwiastkową jako h(x) = . Pierwiastek jest funkcją
rosnącą zatem jej wartość minimalna jest taka sama jak wartość minimalna
funkcji h(x). Obliczmy ją:
h’(x) =
0 =
Wyliczyliśmy, że najmniejsza wartość trzeciego boku wynosi dla , ale wiemy jednocześnie, że
.
Wniosek: Trójkąt prostokątny o przyprostokątnych x+1 i x+2
oraz minimalnej przeciwprostokątnej nie istnieje.
Przykład 2
Dla jakich wartości parametru m, wyrażenie , gdzie to różne pierwiastki funkcji kwadratowej
opisanej wzorem f(x), jest najmniejsze?
Aby istniały dwa różne pierwiastki funkcji kwadratowej, musi
zachodzić:
Korzystając z wzorów Viete’a obliczmy wartość wyrażenia :
Niech h(x)Liczymy pochodną h’(x):
UWAGA: Nie liczymy wartości funkcji w krańcach dziedziny,
gdyż to jedyne ekstremum tej funkcji (ponadto wiemy
że jest ono minimum a nie maksimum ze względu na znak pochodnej).
Wniosek: Parametr m jest równy -3.
Przykład 3
Ciąg (aₙ) jest ciągiem arytmetycznym, w którym a wyrażenie jest możliwie jak najmniejsze. Wyznacz
Ze wzoru na ciąg arytmetyczny otrzymujemy:
Wiemy, że wierzchołkiem funkcji kwadratowej jest (możemy oczywiście skorzystać z pochodnej lub
z równości ). Liczymy resztę ciągu
arytmetycznego:
Możemy już bezpośrednio wyliczyć , korzystając z równości :
1. Suma długości trzech krawędzi
prostopadłościanu wychodzących z jednego wierzchołka jest równa 54 cm
Odp. .
2. Wydajność pracy pewnego robotnika
zmienia się w ciągu ośmiogodzinnego dnia pracy i po
Odp. o godzinie