Задача 501059. Физический смысл производной

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 84.1.1 Понятие о производной функции, геометрический смысл производной4.1.2 Физический смысл производной, нахождение скорости для процесса

Материальная точка M начинает движение из точки A и движется по прямой на протяжении 12 секунд. График показывает, как менялось расстояние от точки A до точки M со временем. На оси абсцисс откладывается время t в секундах, на оси ординат  — расстояние s.

Определите, сколько раз за время движения скорость точки M обращалась в ноль (начало и конец движения не учитывайте).

В подтеме 6 задач
Разбор
Главная идея: Скорость — производная расстояния по времени, и она равна нулю в точках экстремума графика функции s(t)s(t), то есть в локальных максимумах и минимумах.

Скорость материальной точки в любой момент времени — это производная функции расстояния по времени: v(t)=s(t)v(t) = s'(t).

Производная обращается в ноль именно в точках экстремума графика функции s(t)s(t) — то есть в локальных максимумах и минимумах, где график переходит с возрастания на убывание или наоборот.

Визуально на графике это выглядит как точки, где касательная становится горизонтальной, или как «вершины холмов» и «дна впадин».

Считаем такие точки на графике между началом и концом движения (исключая t=0t = 0 и t=12t = 12): — Каждый раз, когда график меняет направление (с подъёма на спуск или со спуска на подъём), — это экстремум.

По графику видно 6 таких переломных точек, где скорость обращается в ноль.

Ответ: 6.

Типичные ошибки

  • Считать конечную и начальную точку (они исключены по условию)
  • Путать нули производной с точками пересечения графика с осями
  • Не различать точки экстремума от точек изгиба (перегиба) графика

Ещё задачи этой подтемы