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

Интенсивность излучения специальной антенны в зависимости от частоты переменного тока вычисляется по формуле

где — конструктивный параметр антенны, . При какой частоте (в кГц) интенсивность излучения антенны будет наибольшей?

Источник: Авторское

Объяснение

Как решать это задание

Ключевая идея и подход к задаче

Подставьте параметры антенны в формулу и найдите производную дроби. На положительных частотах её знак определяется выражением 8000 − ω³. Проверьте переход от возрастания к убыванию.

Ключевая идея: Для максимума интенсивности найдите положительную частоту, при которой производная меняет знак с плюса на минус.
Пошаговый разбор

Понятное решение

Подробные вычисления, пояснения и ответ

Ищем частоту, при которой функция наибольшая. Используем производную и проверим её знак по обе стороны найденной точки.

1

Подставляем параметры и задаём область поиска

По условию , . Поэтому

Частота положительна: . При нулевой частоте исходная формула даёт нулевую интенсивность, тогда как при положительной частоте она больше нуля.

2

Вычисляем производную дроби

Применяем правило производной частного: производную числителя умножаем на знаменатель и вычитаем произведение числителя на производную знаменателя; результат делим на квадрат знаменателя.

В числителе . Получаем:

3

Находим максимум и доказываем его

При множитель и знаменатель положительны. Поэтому производная равна нулю, когда

При производная положительна, а при — отрицательна. Интенсивность сначала возрастает, затем убывает. Следовательно, её наибольшее значение достигается при .

4

Записываем частоту в нужных единицах

В условии частота выражена в кГц. Поэтому найденное число означает кГц. Переводить его в рад/с не нужно.

Ответ20 кГц
Теория

Что нужно знать

Правила и свойства для этого типа задач
  • Правило производной частного включает квадрат знаменателя.
  • На положительных частотах знак производной определяется множителем 8000 − ω³.
  • Смена знака производной с плюса на минус подтверждает максимум.
Открыть теорию по математике →
Самопроверка

Типичные ошибки

На что обратить внимание перед ответом
  • Продифференцировать только числитель, забыв, что знаменатель тоже зависит от частоты.
  • Получить ω = 4000 вместо ω = 8000 из-за ошибки при раскрытии скобок.
  • Перевести частоту в рад/с из-за обозначения ω, хотя условие требует кГц.
Алгоритм

Как проверить себя

Короткий контрольный список перед ответом
  1. 1Производная вычислена по правилу частного.
  2. 2Из ω = 8000 получено ω = 20 и проверена смена знака с плюса на минус.
  3. 3Ответ выражен в кГц, как указано в условии.
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 задачиСкорость ферментативной биохимической реакции V зависит от концентрации субстрата x по…Задание 2027173Моделирование 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 2027176
Навигация

Продолжить подготовку

Банк задач, конструктор и пробный ЕГЭ