Задание 9 ЕГЭ, математика (профиль): Квадратные и степенные уравнения и неравенства

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 9Квадратные и степенные уравнения и неравенства2.1.1 Квадратные уравнения

Для нагревательного элемента некоторого прибора экспериментально была получена зависимость температуры (в кельвинах) от времени работы: T левая круглая скобка t правая круглая скобка = T_0 плюс bt плюс at в квадрате , где t  — время в минутах, T_0 = 1400 К, a = минус 10 К/мин в квадрате , b = 200 К/мин. Известно, что при температуре нагревателя свыше 1760 К прибор может испортиться, поэтому его нужно отключить. Определите, через какое наибольшее время после начала работы нужно отключить прибор. Ответ выразите в минутах.

В подтеме 18 задач
Разбор
Главная идея: Прибор безопасен, пока T(t)≤1760T(t) \leq 1760 К. Нужно найти первый момент, когда температура достигает этого критического значения, что даёт наименьший положительный корень квадратного уравнения.

Подставим известные значения параметров в формулу температуры:

T(t)=1400+200t−10t2T(t) = 1400 + 200t - 10t^2

Прибор испортится, если температура превысит 1760 К. Нужно найти, при каких значениях времени T(t)≤1760T(t) \leq 1760:

1400+200t−10t2≤17601400 + 200t - 10t^2 \leq 1760

Перенесём 1760 влево и упростим:

−10t2+200t−360≤0-10t^2 + 200t - 360 \leq 0

Разделим обе части на −10-10 (при делении на отрицательное число неравенство меняет знак):

t2−20t+36≥0t^2 - 20t + 36 \geq 0

Найдём корни квадратного уравнения t2−20t+36=0t^2 - 20t + 36 = 0 по дискриминанту:

D=400−144=256=162D = 400 - 144 = 256 = 16^2

t=20±162t = \frac{20 \pm 16}{2}

Получаем t1=2t_1 = 2 и t2=18t_2 = 18.

Парабола t2−20t+36t^2 - 20t + 36 ветвями вверх, поэтому неравенство t2−20t+36≥0t^2 - 20t + 36 \geq 0 выполняется при t≤2t \leq 2 или t≥18t \geq 18.

В начальный момент (t=0t = 0) температура составляет 1400 К — ниже опасной. При возрастании времени температура сначала растёт. При t=2t = 2 достигается критическое значение 1760 К. После этого, при 2<t<182 < t < 18, температура превышает допустимый предел.

Следовательно, прибор нужно отключить в момент t=2t = 2 минуты — в последний допустимый момент, прежде чем начнётся опасное превышение температуры.

Типичные ошибки

  • Забыли изменить знак неравенства при делении на отрицательное число −10-10.
  • Нашли оба корня, но выбрали t=18t = 18 вместо t=2t = 2 — не учли физический смысл: первое пересечение критической температуры, а не второе.
  • Решили уравнение T(t)=1760T(t) = 1760, но не проверили, какой из корней соответствует началу опасного периода.
Непонятно?

Похожие задачи