Dana jest funkcja określona wzorem [tex]y = \frac{25}{x^2}[/tex] , dla każdego x ∈ R - {0} , której wykres pokazano na rysunku (w załączniku), oraz punkt [tex]A = (8, -1)[/tex]:


a) Pozioma prosta przecina wykres tej funkcji w punktach o współrzędnych [tex]B = (x_{0}, y_{0})[/tex] oraz [tex]C = (-x_{0}, y_{0})[/tex] gdzie [tex]x_{0} \ \textgreater \ 0[/tex] i [tex]y_{0} \ \textgreater \ 0[/tex] .

Znajdź najmniejsze [tex]x_{0}[/tex] ∈ (13; +∞) , dla którego [tex]P_{(trojkata)ABC} \geq 26[/tex] .


b) Wyznacz największą liczbę nieujemną [tex]m[/tex] o tej własności, że dla dowolnego x ∈ (0; +∞) prawdziwa jest nierówność [tex]P_{(trojkata)ABC} \geq m[/tex].


Dana Jest Funkcja Określona Wzorem Texy Frac25x2tex Dla Każdego X R 0 Której Wykres Pokazano Na Rysunku W Załączniku Oraz Punkt TexA 8 1texa Pozioma Prosta Prze class=

Odpowiedź :

a)

Pole trójkąta można obliczyć najprościej:
[tex]P_{ABC}=\frac{1}{2}|BC|\cdot h[/tex]

gdzie h jest wysokością poprowadzoną z wierzchołka A. Łatwo policzyć, że:

[tex]|AB|=2x_0\\h=|-1-y_0|=1+\frac{25}{x_0^2}\\P_{ABC}=\frac{1}{2}\cdot2x_0\cdot(1+\frac{25}{x_0^2})=x_0+\frac{25}{x_0}\\x_0+\frac{25}{x_0}\geq26\\x_0^2-26x_0+25\geq0\\\Delta=676-100=576\\\sqrt\Delta=24\\x_0^{(1)}=\frac{26-24}{2}=1 < 13\\x_0^{(2)}=\frac{26+24}{2}=25[/tex]

zatem nasze rozwiązania to x0=25

b)

Wykorzystam wcześniej wyprowadzony wzór na pole:

[tex]x_0+\frac{25}{x_0}\geq m[/tex]

szukamy zatem minimalnego pola

[tex]\frac{dP}{dx_0}=1-\frac{25}{x_0^2}=0\\x_0=5\\P(x_0)=5+5=10\\m=10[/tex]

upewnijmy się jeszcze, że jest to faktycznie minimum:

[tex]\frac{d^2P}{dx_0^2}=\frac{50}{x_0^2}\\\textrm{dla}\ x_0=5\\\frac{50}{x_0^3}=\frac{50}{125}=\frac{2}{5} > 0[/tex]

druga pochodna w punkcie ekstremum jest dodatnia, czyli mamy minimum.

pozdrawiam