Найдите число, для которого разность его квадрата и удвоенное значение принимает наименьшее значение

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Чтобы найти число, при котором разность его квадрата и его удвоенного значения минимальна, составим математическую модель задачи. 1. Составление функции Пусть искомое число будет xx. Тогда условие «разность квадрата числа и его удвоенного значения» можно записать в виде функции: f(x)=x22xf of x equals x squared minus 2 xНам необходимо найти значение xx, при котором эта функция принимает минимальное значение. 2. Способ через выделение полного квадрата Это наиболее наглядный способ, позволяющий найти минимум без использования производной. Преобразуем выражение:

  1. Возьмем x22xx squared minus 2 x. Чтобы дополнить его до полного квадрата, добавим и вычтем единицу:
    x22x+11x squared minus 2 x plus 1 minus 1 Свернем первые три слагаемых по формуле квадрата разности:
    (x1)21open paren x minus 1 close paren squared minus 1

Так как квадрат любого числа (x1)2open paren x minus 1 close paren squared всегда неотрицателен (минимум равен 0 при x=1x equals 1), то наименьшее значение всей функции достигается именно в этой точке. 3. Способ через производную Для нахождения экстремума функции найдем её производную и приравняем её к нулю:

  1. Находим производную:
    f(x)=(x22x)=2x2f prime of x equals open paren x squared minus 2 x close paren prime equals 2 x minus 2 Приравниваем к нулю:
    2x2=02 x minus 2 equals 0 2x=22 x equals 2 x=1x equals 1

Поскольку вторая производная f(x)=2f double prime of x equals 2 положительна, точка x=1x equals 1 является точкой минимума. 4. Анализ свойств параболы Графиком функции y=x22xy equals x squared minus 2 x является парабола, ветви которой направлены вверх. Минимальное значение такой функции находится в её вершине. Координата вершины параболы вычисляется по формуле: xv=b2ax sub v equals negative b over 2 a end-fraction В нашем случае a=1a equals 1, b=-2b equals negative 2: xv=-221=22=1x sub v equals negative the fraction with numerator negative 2 and denominator 2 center dot 1 end-fraction equals two-halves equals 1 Ответ: Искомое число равно 1. (При этом само минимальное значение разности составит 1221=-11 squared minus 2 center dot 1 equals negative 1). Хотите, чтобы я решил аналогичную задачу с другими условиями или более сложной функцией?

Форма ответа

Ваш аватар