Задача 119979. Физический смысл производной

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 82.1.1 Квадратные уравнения4.1.2 Физический смысл производной, нахождение скорости для процесса

Материальная точка движется прямолинейно по закону  x левая круглая скобка t правая круглая скобка = дробь: числитель: 1, знаменатель: 3 конец дроби t в кубе минус 3t в квадрате минус 5t плюс 3 (где x  — расстояние от точки отсчета в метрах, t  — время в секундах, измеренное с начала движения). В какой момент времени (в секундах) ее скорость была равна 2 м/⁠с?

В подтеме 6 задач
Разбор
Главная идея: Скорость — это производная координаты; подставляем в выражение для скорости условие v=2v = 2 и решаем уравнение, выбирая положительный корень.

Скорость — это производная координаты по времени. Найдём v(t)=x(t)v(t) = x'(t).

Дифференцируем x(t)=13t33t25t+3x(t) = \frac{1}{3}t^3 - 3t^2 - 5t + 3 по tt: v(t)=t26t5v(t) = t^2 - 6t - 5

По условию скорость равна 2 м/с, поэтому составляем уравнение: t26t5=2t^2 - 6t - 5 = 2

Переносим 2 влево: t26t7=0t^2 - 6t - 7 = 0

Решаем квадратное уравнение через разложение или дискриминант. Ищем два числа, которые в сумме дают −6, а в произведении −7. Это −7 и 1: (t7)(t+1)=0(t - 7)(t + 1) = 0

Получаем t=7t = 7 или t=1t = -1.

Поскольку время считается с начала движения, то t>0t > 0. Отрицательное значение не имеет физического смысла.

Ответ: t=7t = 7 секунд.

Типичные ошибки

  • Забыли найти производную и работают с самой функцией x(t)x(t) вместо v(t)v(t)
  • Решили уравнение, но забыли проверить условие t>0t > 0 и выбрали отрицательный корень t=1t = -1
  • Ошибка в вычислении производной (например, неправильно продифференцировали 3t2-3t^2 или 5t-5t)

Ещё задачи этой подтемы