На кривой найдите точку, расстояние от которой до точки m(1; -1) будет наименьшим

beliaeva201 beliaeva201    1   22.05.2019 17:30    0

Ответы
avetisgrigoryan avetisgrigoryan  18.06.2020 06:38
Расстояние от точки до точки вычисляется по формуле 

\sqrt{(x_1^2-x_2^2)+(y_1^2-y_2^2)}

В данном случае пусть (x_1;\,y_1) - точка на параболе, а (x_2;\,y_2) сама точка М (1, -1).

Заметим, что так как первая точка лежит на параболе, то согласно уравнению параболы эта точка принимает вид (x;\,x-x^2)

Теперь заново запишем расстояние, исходя из вышесказанного

\sqrt{(x-1)^2+(x-x^2-(-1))^2}=\sqrt{(x-1)^2+(x-x^2+1)^2}

Чтобы это расстояние было наименьшим, надо взять от него производную и приравнять ее к нулю. Найти точки минимума - это и будет абсциссой параболы.   
(\sqrt{(x-1)^2+(x-x^2+1)^2})'=\frac{2(x-1)+2(x-x^2+1)*(1-2x)}{2\sqrt{(x-1)^2+(x-x^2+1)^2}}=

Сократим числитель и знаменатель на  2.

=\frac{(x-1)+(x-x^2+1)*(1-2x)}{\sqrt{(x-1)^2+(x-x^2+1)^2}}

Теперь  приравняем к нулю числитель дроби. То есть фактически приравняем к нулю производную

(x-1)+(x-x^2+1)*(1-2x)=0

Раскроем скобки

x-1+x-x^2+1-2x^2+2x^3-2x=0

Заметим, что все свободные члены сокращаются

x+x-x^2-2x^2+2x^3-2x=0 

Также сокращаются все члены при х.

-x^2-2x^2+2x^3=0

-3x^2+2x^3=0

x^2(-3+2x)=0

x_1=0

-3+2x_2=0

2x_2=3

x_2=1,5

Теперь найдем точку минимума. Сама производная, как видно, меняет знак вместе с многочленом в числителе -3x^2+2x^3. Обозначим ее за g(x)=-3x^2+2x^3.

g(-1)=-3-2=-5<0,

g(1)=-3+2=-1<0

g(2)=-3*4+16=40

Как видно, точка х=1,5 - является минимумом функции расстояния.

Чтобы найти у, надо подставить х=1,5 в уравнение параболы

y=1,5-1,5^2

y=1,5-2,25

y=-0,75

Значит точкой самой близкой к М на параболе является точка (1,5; -0,75).

ответ: (1,5; -0,75).
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика