Uporaba odvoda pri določanju ekstremov funkcije

Uporaba odvoda pri določanju ekstremov funkcije

Avtor: Aktivna matematika

Učni cilji: Učni list o zvezi med ekstremi in prvim odvodom s pomočjo programa Derive 6.

Navodilo

V polkrog z radijem včrtamo pravokotnik. Kakšna je največja ploščina, ki jo ima ta pravokotnik in kakšne so njegove dimenzije?

(slika1.PNG)

Ugotovimo, da bomo najlaže opisali pravokotnik, če dolžino označimo z in višino z . Spremenljivka lahko zavzame poljubno vrednost med in .

Narišimo funkcijo

Naloga je torej poiskati absolutni maksimum funkcije na intervalu [, ]. Najprej narišimo funkcijo:

 2x sqrt(4-x^2) 
 Plot  ali (slika2.png)
(slika3.png)

Izračunajmo odvod

Vidimo, da ima funkcija en maksimum približno na sredini intervala. Izračunajmo še odvod .

 Algebra 
 Calculus/Differentiate : #1 
(slika4.png)

Narišimo odvod

Narišimo odvod .

 Plot  ali (slika2.png)
(slika5.png)

Odčitajmo rešitev

Rešitev je tam, kjer ima odvod ničlo. S pomočjo grafičnega križca lahko približno odčitamo rešitev. S programom Derive rešimo enačbo . S tem dobimo kritične točke.

 Algebra 
 Solve/Expression/Solve: #3 

DERIVE kot rešitvi izpiše and .

(slika6.png)

Izračunajmo vrednost funkcije

Ugotovimo, da je v območju, ki nas zanima, le , ki je torej potencialna rešitev problema. Sedaj izračunamo vrednost funkcije v kritičnih točkah in na robovih intervala:

(minimum)
(maksimum)
(minimum)



 Simplify/Variable Substitution/Simplify: #1 / 0 
 Simplify/Variable Substitution/Simplify: #1 / SQRT(2) 
 Simplify/Variable Substitution/Simplify: #1 / 2 

Zaključek

(slika7.png)

Tako smo analitično in grafično ugotovili, da je maksimalna vrednost ploščine pravoktnika in da ima pravokotnik dolžino in višino .

0%
0%