Задание 3 из 8Моделирование реальных ситуаций и текстовые задачиАвторское
Линия №17 · Высокий уровень

Скорость ферментативной биохимической реакции зависит от концентрации субстрата по формуле

где — параметр реакции, ммоль/л — константа Михаэлиса, ммоль/л — константа ингибирования субстратом. При какой концентрации субстрата (в ммоль/л) скорость реакции будет максимальной?

Источник: Авторское

Объяснение

Как решать это задание

Ключевая идея и подход к задаче

Разделите числитель и знаменатель на положительную концентрацию. Скорость будет максимальной, когда выражение x + 1 + 9/x станет наименьшим. Его минимум найдём с помощью квадрата разности.

Ключевая идея: При постоянном положительном числителе максимум дроби достигается при минимуме её положительного знаменателя.
Пошаговый разбор

Понятное решение

Подробные вычисления, пояснения и ответ

Ищем концентрацию , при которой скорость наибольшая. Преобразуем дробь так, чтобы переменная осталась только в знаменателе.

1

Подставляем параметры и учитываем смысл переменной

Концентрация неотрицательна: . Подставим , и :

При скорость равна нулю, а при она положительна. Поэтому максимум нужно искать при .

2

Оставляем переменную в знаменателе

Разделим числитель и знаменатель на . Это допустимо, поскольку :

Числитель постоянен, а знаменатель положителен. Чем меньше знаменатель, тем больше скорость.

3

Находим наименьший знаменатель

Квадрат любого числа неотрицателен. При получаем:

Следовательно, . Равенство достигается ровно при , когда квадрат в числителе равен нулю.

4

Отвечаем на вопрос о концентрации

При знаменатель наименьший, значит, скорость наибольшая. Концентрация ммоль/л допустима. В ответ записываем концентрацию, а не значение скорости.

Ответ3 ммоль/л
Теория

Что нужно знать

Правила и свойства для этого типа задач
  • При делении числителя и знаменателя на одно ненулевое число дробь не меняется.
  • Квадрат разности неотрицателен и равен нулю, когда её члены равны.
  • Дробь с постоянным положительным числителем тем больше, чем меньше её положительный знаменатель.
Открыть теорию по математике →
Самопроверка

Типичные ошибки

На что обратить внимание перед ответом
  • Минимизировать 9 + x + x, забыв, что в исходной дроби числитель тоже зависит от x.
  • Разделить на x, не рассмотрев отдельно x = 0.
  • Записать в ответ максимальную скорость вместо концентрации субстрата.
Алгоритм

Как проверить себя

Короткий контрольный список перед ответом
  1. 1Подставлены все три параметра реакции.
  2. 2Показано, что знаменатель преобразованной дроби не меньше 7 и равен 7 при x = 3.
  3. 3В ответе указана концентрация 3 ммоль/л.
Тренировка

Похожие задания

Ещё задачи линии №17
Моделирование реальных ситуаций и текстовые задачиНа заводе имеется генератор с ЭДС ε = 50 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом. Инженер…Задание 2027017Моделирование реальных ситуаций и текстовые задачиАмплитуда вынужденных колебаний корабля при качке выражается формулой A = kθ₀·τ/√((T −…Задание 2027018Моделирование реальных ситуаций и текстовые задачиАмплитуда колебаний маятника сейсмографа A зависит от частоты сейсмической волны ω по…Задание 2027174Моделирование реальных ситуаций и текстовые задачиРасход топлива катера (в литрах в час) при скорости v км/ч задаётся формулой Q(v) = 1600 +…Задание 2027175Моделирование реальных ситуаций и текстовые задачиКонцентрация лекарственного препарата в крови пациента через t часов после инъекции задаётся…Задание 2027176Моделирование реальных ситуаций и текстовые задачиЗависимость теплоемкости сложного сплава C (в Дж/(кг·К)) от температуры T (в кельвинах)…Задание 2027177
Навигация

Продолжить подготовку

Банк задач, конструктор и пробный ЕГЭ