Материальная точка движется прямолинейно по закону x (t) = 1/3t^3-3t^2-5t+3, где x - расстояние от точки отсчета в метрах, t - время в секундах, измеренное с момента начала движения. в какой момент времени (в секундах) её скорость была равна 2 м/с?

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения этой задачи необходимо воспользоваться физическим смыслом производной: скорость точки v(t)v open paren t close paren равна производной от координаты x(t)x open paren t close paren по времени tt. 1. Нахождение функции скорости Найдем производную функции x(t)=13t33t25t+3x open paren t close paren equals one-third t cubed minus 3 t squared minus 5 t plus 3 : v(t)=x(t)=(13t33t25t+3)v open paren t close paren equals x prime open paren t close paren equals open paren one-third t cubed minus 3 t squared minus 5 t plus 3 close paren prime Применяя правила дифференцирования ( nxn1n x raised to the n minus 1 power), получаем: v(t)=133t232t5v open paren t close paren equals one-third center dot 3 t squared minus 3 center dot 2 t minus 5 v(t)=t26t5v open paren t close paren equals t squared minus 6 t minus 52. Составление уравнения По условию задачи скорость v(t)v open paren t close paren должна быть равна 2 м/с. Приравняем полученное выражение к 2: t26t5=2t squared minus 6 t minus 5 equals 2Перенесем все члены уравнения в левую часть, чтобы получить квадратное уравнение: t26t7=0t squared minus 6 t minus 7 equals 03. Решение квадратного уравнения Решим уравнение через дискриминант D=b24accap D equals b squared minus 4 a c: D=(-6)241(-7)=36+28=64cap D equals open paren negative 6 close paren squared minus 4 center dot 1 center dot open paren negative 7 close paren equals 36 plus 28 equals 64Находим корни по формуле t=b±D2at equals the fraction with numerator negative b plus or minus the square root of cap D end-root and denominator 2 a end-fraction : t1=6+642=6+82=142=7t sub 1 equals the fraction with numerator 6 plus the square root of 64 end-root and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator 6 plus 8 and denominator 2 end-fraction equals fourteen-halves equals 7 t2=682=-22=-1t sub 2 equals the fraction with numerator 6 minus 8 and denominator 2 end-fraction equals negative 2 over 2 end-fraction equals negative 1 4. Анализ результата Так как время tt измеряется с момента начала движения, оно не может быть отрицательным ( t0t is greater than or equal to 0). Следовательно, корень t=-1t equals negative 1 не подходит по физическому смыслу. Ответ: Скорость точки была равна 2 м/с в момент времени 7 секунд. Хотите, чтобы я рассчитал ускорение точки в этот же момент времени?

Форма ответа

Ваш аватар