11. évfolyam
Szélsőérték-keresés 9 – kalkulussal
Az alkalmazás nehézségi szintje, tanárként
Könnyű, nem igényel külön készülést.
Felhasználói leírás
Egy 10 x 20 cm oldalhosszú téglalap alakú kartonlap sarkaiból négyzeteket vágunk ki, és a kartonlapból nyitott tetejű dobozt készítünk.
Legyen az ábra alapján: a = 10 cm, és b = 20 cm.
EMBED
Kérdések, megjegyzések, feladatok
- FELADAT
Jelöljük x-szel a sarkokból kivágott négyzetek oldalának a hosszát, majd határozzuk meg a doboz térfogatát az x függvényében!
V=(10-2x)(20-2x)x
V(x)=4x3=60x2+200x
ahol 0 < x < 5 - FELADAT
Az ábrán az f(x)=4x3-60x2+200x függvény látható. Mi a függvény értelmezési tartománya és értékkészlete?
Értelmezési tartomány a feladat adatait figyelembe véve ]0; 5[
Értékkészlet: ]0;192,45[ - FELADAT
Mekkorára válasszuk x-et, hogy a doboz térfogata 96 köbcentiméter legyen?
Az ábráról leolvasható (4; 96) vagy (0,58; 96,75) - FELADAT
A leolvasott (0,58; 96,75) érték közelítő érték. Határozzuk meg négy tizedes jegy pontossággal x-et, melyre a függvényérték két tizedesjegy pontossággal 96!
Az első közelítést leolvastuk az ábráról, innen további behelyettesítésekkel:
(0,57; 95,25)
(0,575; 95,92)
(0,576; 96,06)
(0,5755; 95,99)
(0,5756; 96) - FELADAT
Milyen x-re lesz a doboz térfogata a legnagyobb?
(2,11; 192,45) az ábráról leolvasható maximum.
A pontos érték differenciálszámítással is megkapható. A függvénynek lokális szélsőértéke van az első derivált zérushelyénél, amennyiben a második derivált nem nulla.
V'(x)=12x2-120x+200
12x2-120x+200=0
x= ≈ 2,11
A másodfokú egyenlet másik gyöke nem eleme az értelmezési tartománynak.
V''(x)=24x-120
Mivel V''(x=) < 0
Vmax= ≈ 192,45