Вчені, які внесли вклад в розвиток диференціального числення. Похідна. Задача про миттєву швидкість Відкрили теорію про диференціальне числення Задача про побудову дотичної до кривої1797 р увів термін «похідна» та сучасне позначення похідноїІсаак Ньютон (1643 – 1727) Гольфрід Лейбніц (1646 – 1716) Жозеф Луї Лагранж (1736 – 1813)
Задача геометричного змісту. Яким слід зробити нахил мосту, щоб перехід з мосту на схил був плавним, при довжині мосту 20 м і стріли підвісу 0,5 м. Міст має форму параболи, 𝑙=20 м, f = 0,5 м (−10;0,5) (10;0,5) 𝑦=𝑎𝑥2 𝑎=𝑦𝑥2=0,5100=0,005 𝑦=0,005𝑥2 𝑡𝑔𝛼=𝑦′(𝑥0) 𝑦′=0,005∙2𝑥=0,001𝑥 𝑦′10=0,01∙10=0,1 𝑡𝑔𝛼=0,1 𝛼=𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔0,1=5°43′
Фізичний зміст похідної Задача 1. При виверженні вулкану камені гірської породи викидаються перпендикулярно вгору з початковою швидкістю 120 м/с. Якої найбільшої висоти досягне каміння?Задача 2. Автомобіль наближається до мосту зі швидкістю 72 км/год. Біля моста стоїть дорожній знак 36 км/год. За 7 с до виїзда на міст водій нажав на гальма. Чи з дозволеною швидкістю автомобіль виїхав на міст, якщо шлях зупинки визначається формулою 𝑆𝑡=20𝑡−𝑡2
Задача біології У живильне середовище вносять популяцію з 1000 бактерій. Чисельність популяції зростає за законом 𝑝𝑡=1000+1000𝑡100+𝑡2; t – виражається в годинах. Знайти через який час настане максимальний розмір цієї популяції. 𝑝𝑡=1000+1000𝑡100+𝑡2 - функція 𝑝′𝑡=1000′+1000𝑡100+𝑡2′=1000𝑡′100+𝑡2−100+𝑡2′1000𝑡100+𝑡22;𝑝′𝑡=1000100+𝑡2−2𝑡∙1000𝑡100+𝑡22=100000+1000𝑡2−2000𝑡2100+𝑡22;100000−1000𝑡2100+𝑡22=0𝑡2=100 𝑡=10 – критична точка; 10+ –max
Задача 2. На підприємстві виготовляють продукцію одного виду. Витрати на виробництво одиниць продукції вражаються функцією 𝑉𝑥=𝑥3−30𝑥2−160𝑥+900 , а дохід, отриманий від реалізації 𝐷𝑥=80𝑥−6𝑥2 (у грн.). Визначте скільки продукції треба виготовити, щоб дохід був максимальний. 𝑃𝑥−прибуток, 𝑃𝑥=𝑉𝑥−𝐷𝑥=−𝑥3+24𝑥2+240𝑥−900 Функції розглядаємо на проміжку (0;+∞)𝑃′(𝑥)=−3𝑥2+24∙2𝑥+240=−3𝑥2+48𝑥+240−3𝑥2+48𝑥+240=0𝑥1=20, 𝑥2=−4𝑃𝑥=−203+24∙𝑥2+240∙20−900=5500 максимальний прибуток 20+ –max0
Задача 2. Розчинення лікарської речовини з таблетки описують рівнянням 𝑚=𝑚0𝑒−𝑘𝑡, де 𝑚0 – початкова маса на момент часу 𝑡=0; 𝑚 – нерозчинена маса на момент часу 𝑡; 𝑘 – стала розчинення при заданих зовнішніх умовах. Визначте швидкість розчинення даної речовини за 30 хв, якщо 𝑚0=25 г, 𝑘=0,02𝑐−1. Задача 3. Ємність легенів людини, вік якої не менше 10 років, наближено виражається формулою 𝑡𝑥=110ln𝑥−2𝑥, де 𝑥 – вік людини в роках, 𝑡𝑥– ємність легенів в літрах. Встановити, в якому віці ємність легенів найбільша і чому дорівнює.