Задача 27965. Квадратные и степенные уравнения и неравенства

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

Автомобиль, движущийся в начальный момент времени со скоростью  v _0 = 20 м/с, начал торможение с постоянным ускорением a = 5 м/с2. За t секунд после начала торможения он прошёл путь S = v _0 t минус дробь: числитель: at в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби (м). Определите время, прошедшее от момента начала торможения, если известно, что за это время автомобиль проехал 30 метров. Ответ выразите в секундах.

В подтеме 18 задач
Разбор
Главная идея: Подставить данные в формулу пути, получить квадратное уравнение и выбрать физически корректный корень (меньший, соответствующий моменту достижения расстояния при торможении).

Подставим известные значения в формулу пути. Дано: v0=20v_0 = 20 м/с, a=5a = 5 м/с², S=30S = 30 м.

S=v0tat22S = v_0 t - \frac{at^2}{2}

30=20t5t2230 = 20t - \frac{5t^2}{2}

Умножим обе части на 2, чтобы избавиться от дроби:

60=40t5t260 = 40t - 5t^2

Перенесём всё в левую часть:

5t240t+60=05t^2 - 40t + 60 = 0

Разделим на 5:

t28t+12=0t^2 - 8t + 12 = 0

Решим квадратное уравнение через дискриминант или разложение. Заметим, что это уравнение раскладывается:

t28t+12=(t2)(t6)=0t^2 - 8t + 12 = (t - 2)(t - 6) = 0

Отсюда t=2t = 2 или t=6t = 6.

Физический смысл: автомобиль достигает 30 метров дважды — один раз на пути разгона (при t=2t = 2 с) и второй раз при возможном движении назад (при t=6t = 6 с). Однако при торможении машина не может ехать назад, поэтому нас интересует первый момент, когда расстояние стало ровно 30 м.

Ответ: 2 секунды.

Типичные ошибки

  • Забывают разделить коэффициент aa на 2 в исходной формуле, подставляя a=5a = 5 вместо 2,52,5
  • Выбирают больший корень t=6t = 6, не проверив физический смысл — при торможении машина должна остановиться до этого момента
  • Ошибаются в приведении уравнения к стандартному виду квадратного уравнения либо при решении через дискриминант

Ещё задачи этой подтемы