Номер 300, страница 121 - гдз по алгебре 11 класс учебник Колягин, Ткачева

Авторы: Колягин Ю. М., Ткачева М. В., Федорова Н. Е., Шабунин М. И.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2014 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: голубой, розовый
ISBN: 978-5-09-087603-2
Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации
Популярные ГДЗ в 11 классе
Параграф 3. Наибольшее и наименьшее значения функции. Глава 3. Применение производной к исследованию функций - номер 300, страница 121.
№300 (с. 121)
Условие. №300 (с. 121)
скриншот условия

300. Найти угловой коэффициент прямой, проходящей через точку $A(1; 2)$ и отсекающей от первого координатного угла треугольник наименьшей площади.
Решение 1. №300 (с. 121)

Решение 2. №300 (с. 121)


Решение 3. №300 (с. 121)
Пусть искомая прямая имеет угловой коэффициент $k$. Уравнение прямой, проходящей через заданную точку $A(1; 2)$ с угловым коэффициентом $k$, имеет вид:
$y - y_0 = k(x - x_0)$
$y - 2 = k(x - 1)$
Эта прямая отсекает от первого координатного угла прямоугольный треугольник. Найдем точки пересечения этой прямой с осями координат, чтобы определить длины катетов этого треугольника.
1. Пересечение с осью $Oy$ (осью ординат). При этом $x=0$.
$y - 2 = k(0 - 1)$
$y - 2 = -k$
$y = 2 - k$
Так как прямая отсекает треугольник от первого координатного угла, точка пересечения с осью $Oy$ должна иметь положительную ординату. Обозначим ее $b$.
$b = 2 - k > 0 \implies k < 2$
2. Пересечение с осью $Ox$ (осью абсцисс). При этом $y=0$.
$0 - 2 = k(x - 1)$
$-2 = kx - k$
$kx = k - 2$
$x = \frac{k-2}{k} = 1 - \frac{2}{k}$
Точка пересечения с осью $Ox$ также должна иметь положительную абсциссу. Обозначим ее $a$.
$a = 1 - \frac{2}{k} > 0$
Из условия $k < 2$ следует, что $k-2 < 0$. Чтобы дробь $\frac{k-2}{k}$ была положительной, необходимо, чтобы знаменатель $k$ также был отрицательным. Таким образом, угловой коэффициент должен быть $k < 0$.
Площадь $S$ прямоугольного треугольника, отсекаемого прямой от координатного угла, равна половине произведения его катетов $a$ и $b$:
$S = \frac{1}{2} \cdot a \cdot b = \frac{1}{2} \cdot (1 - \frac{2}{k}) \cdot (2 - k)$
Мы получили функцию площади $S(k)$, зависящую от углового коэффициента $k$. Раскроем скобки, чтобы упростить выражение:
$S(k) = \frac{1}{2} (2 - k - \frac{4}{k} + 2) = \frac{1}{2} (4 - k - \frac{4}{k}) = 2 - \frac{k}{2} - \frac{2}{k}$
Чтобы найти наименьшую площадь, нужно найти минимум функции $S(k)$ при $k < 0$. Для этого найдем производную функции $S(k)$ по переменной $k$ и приравняем ее к нулю.
$S'(k) = (2 - \frac{k}{2} - \frac{2}{k})' = 0 - \frac{1}{2} - 2(-1)k^{-2} = -\frac{1}{2} + \frac{2}{k^2}$
Приравняем производную к нулю:
$S'(k) = 0$
$-\frac{1}{2} + \frac{2}{k^2} = 0$
$\frac{2}{k^2} = \frac{1}{2}$
$k^2 = 4$
$k = \pm 2$
Согласно ранее полученному условию, угловой коэффициент должен быть отрицательным ($k < 0$). Следовательно, выбираем значение $k = -2$.
Чтобы убедиться, что это точка минимума, найдем вторую производную:
$S''(k) = (-\frac{1}{2} + 2k^{-2})' = -4k^{-3} = -\frac{4}{k^3}$
При $k = -2$, вторая производная $S''(-2) = -\frac{4}{(-2)^3} = -\frac{4}{-8} = \frac{1}{2} > 0$, что подтверждает, что при $k=-2$ функция площади $S(k)$ имеет минимум.
Ответ: -2
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по алгебре за 11 класс, для упражнения номер 300 расположенного на странице 121 к учебнику 2014 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по алгебре к упражнению №300 (с. 121), авторов: Колягин (Юрий Михайлович), Ткачева (Мария Владимировна), Федорова (Надежда Евгеньевна), Шабунин (Михаил Иванович), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.