Задача 28006. Тригонометрические уравнения и неравенства

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 9Тригонометрические уравнения и неравенства2.1.4 Тригонометрические уравнения

Трактор тащит сани с силой F=80 кН, направленной под острым углом  альфа к горизонту. Работа трактора (в килоджоулях) на участке длиной S=50 м вычисляется по формуле A=FS косинус альфа . При каком максимальном угле  альфа (в градусах) совершeнная работа будет не менее 2000 кДж?

В подтеме 16 задач
Разбор
Главная идея: Работа зависит от косинуса угла: при увеличении угла косинус уменьшается, поэтому работа падает; максимальный угол соответствует границе неравенства cosα=12\cos\alpha = \frac{1}{2}.

Подставляем известные значения в формулу работы: A=FScosαA = FS\cos\alpha

По условию F=80F = 80 кН, S=50S = 50 м и требуется, чтобы A2000A \geq 2000 кДж.

Шаг 1. Составляем неравенство: 8050cosα200080 \cdot 50 \cdot \cos\alpha \geq 2000

Шаг 2. Упрощаем левую часть: 4000cosα20004000\cos\alpha \geq 2000

Шаг 3. Делим обе части на 4000: cosα12\cos\alpha \geq \frac{1}{2}

Шаг 4. На интервале острых углов (0°;90°)(0°; 90°) косинус убывает от 1 до 0. Условие cosα12\cos\alpha \geq \frac{1}{2} выполняется при α60°\alpha \leq 60°, так как cos60°=12\cos 60° = \frac{1}{2}.

Шаг 5. Учитывая, что угол острый, получаем: 0°<α60°0° < \alpha \leq 60°.

Максимальный угол, при котором работа остаётся не менее 2000 кДж — это α=60°\alpha = 60°.

Типичные ошибки

  • Забывают, что косинус убывает на (0°;90°)(0°; 90°), и ошибочно ищут минимальный угол вместо максимального
  • Неправильно решают неравенство для косинуса: путают знаки при делении или неверно применяют таблицу значений
  • Не учитывают ограничение на острый угол и пытаются рассматривать отрицательные или тупые углы

Ещё задачи этой подтемы