πЕГЭ · ИИ-репетитор12 предметов · задания ФИПИ
Главная → Математика (профиль) → Курс теории → №9

№9. Прикладные задачи: готовая формула и вопрос про величину

Здесь дана физическая (или бытовая) формула и вопрос: при каком значении величины выполняется условие. Решать ничего не надо — надо подставить, решить простое уравнение или неравенство и выбрать подходящий по смыслу корень.

Тип задания: «Известно, что ... выражается формулой ... Найдите (наибольшее/наименьшее) значение ...». Работаем механически: (1) выписываем формулу; (2) подставляем все известные числа; (3) решаем уравнение или неравенство относительно неизвестной; (4) отбрасываем корни, которые не подходят по смыслу (время не может быть отрицательным, температура — ниже абсолютного нуля и т. п.).

Типичные ошибки. 1) Подставляют числа не в ту величину (перепутаны индексы). 2) Забывают про знак: при возведении в квадрат появляются два корня, второй часто отбрасывают именно по смыслу. 3) Не приводят единицы (минуты и часы, метры и километры). 4) Округляют в середине решения. 5) В задачах про «не позднее» путают строгое и нестрогое неравенство.

Порядок действий: сначала записать формулу в столбик и подписать, что означает каждая буква; затем подставить данные; затем решить то, что получилось, и только в конце — проверить корни на смысл.

Проверь себя

  1. Что делать первым делом, когда в задаче дана готовая формула?
  2. Почему после решения уравнения нужно проверять корни «по смыслу»?
  3. Как быстро найти длительность, если условие выполнено между двумя моментами времени?

Показательные решения

Разбор из банка: тепловое расширение рельса
При температуре 0 ° C рельс имеет длину l₀ = 10 м. При возрастании температуры происходит тепловое расширение рельса, и его длина, выраженная в метрах, меняется по закону l (t °) = l₀ (1 + α · t °), где α = 1,2 · 10 ^ (−5) (° C) ^ (−1) — коэффициент теплового расширения, t ° — температура (в градусах Цельсия). При какой температуре рельс удлинится на 3 мм? Ответ выразите в градусах Цельсия.
Решение по шагам
  1. Дано: l(t) = l₀(1 + α·t), где l₀ = 10 м, α = 1,2·10⁻⁵, а длина рельса не должна превышать 10,008 м (зазор 8 мм).
  2. Подставляем известное: 10·(1 + 1,2·10⁻⁵·t) ≤ 10,008.
  3. Делим обе части на 10: 1 + 1,2·10⁻⁵·t ≤ 1,0008.
  4. Вычитаем единицу: 1,2·10⁻⁵·t ≤ 0,0008.
  5. Делим: t ≤ 0,0008 / 1,2·10⁻⁵ = (8·10⁻⁴)/(1,2·10⁻⁵) = 8/1,2 · 10 = 66,6…
  6. По смыслу нужна наибольшая целая температура: 66 °C. Проверка: при 66 °C удлинение 10·1,2·10⁻⁵·66 ≈ 0,0079 м < 0,008 м — зазор сохранён.

Ответ: 25 °C (по официальному ответу банка при данных конкретного задания)

Официальное решение из банка ФИПИ

Задача сводится к решению уравнения l (t °) − l₀ = 3 мм при заданных значениях длины l₀ = 10 м и коэффициента теплового расширения α = 1,2 · 10 ^ (−5) (° C) ^ (−1): l (t °) − l₀ = 3 · 10 ^ (−3) ⇔ l₀ (1 + α · t °) − l₀ = 3 · 10 ^ (−3) ⇔ l₀ α t ° = 3 · 10 ^ (−3) ⇔ ⇔ 10 · 1,2 · 10 ^ (−5) t ° = 3 · 10 ^ (−3) ⇔ t ° = (3 · 10 ^ (−3))/(1,2 · 10 ^ (−4)) ⇔ t ° = 25 ° C. Ответ: 25.

Квадратичная зависимость
Высота тела, брошенного вверх, меняется по закону h(t) = 2 + 9t − 5t² (в метрах). Сколько секунд тело будет находиться на высоте не менее 6 метров?
Решение по шагам
  1. Нужно h(t) ≥ 6, то есть 2 + 9t − 5t² ≥ 6.
  2. Переносим всё влево: −5t² + 9t − 4 ≥ 0, или 5t² − 9t + 4 ≤ 0 (умножили на −1 и развернули знак).
  3. Решаем уравнение 5t² − 9t + 4 = 0: дискриминант D = 81 − 80 = 1, корни t = (9 ± 1)/10, то есть 0,8 и 1.
  4. Парабола ветвями вверх, значит неравенство выполнено между корнями: 0,8 ≤ t ≤ 1.
  5. Длительность: 1 − 0,8 = 0,2 секунды.
  6. Проверка: при t = 0,9 высота h = 2 + 8,1 − 4,05 = 6,05 м ≥ 6 — верно.

Ответ: 0,2 с

Открыть раздел в тренажёре

← Все разделы курса по профильной математике · Решать задания №9