Какой наибольший периметр может быть у прямоугольника, координаты вершин которого удовлетворяют уравнению y^{2} \leq = 2(1 - cos(2x)), 0 \leq x \leq pi, а стороны параллельны координатным осям?

YlankinaAnastasiya YlankinaAnastasiya    2   29.10.2020 20:20    27

Ответы
daniilkomarov daniilkomarov  24.01.2024 20:14
Для решения данной задачи, нам необходимо определить условия, при которых прямоугольник будет иметь наибольший периметр.

Из условия задачи, мы знаем, что координаты вершин прямоугольника должны удовлетворять уравнению y^2 ≤ 2(1 - cos(2x)). При этом, стороны прямоугольника должны быть параллельны координатным осям, что означает, что его вершины будут находиться на пересечении графика функции и осей координат.

Для начала, построим график функции y^2 = 2(1 - cos(2x)), чтобы увидеть его форму.

На графике видно, что уравнение задает кривую, которая лежит в области между нулем и 2. Кривая также симметрична относительно оси y и периодична с периодом π.

Теперь, чтобы определить наибольший периметр прямоугольника, мы должны найти точки на графике функции, которые наиболее удалены друг от друга в направлениях осей x и y.

Для оси x:
Поскольку мы ищем точки с наибольшим расстоянием между собой, возьмем крайние значения x, то есть x = 0 и x = π. Тогда получим две точки на графике: (0, ±√2) и (π, ±√2).

Для оси y:
Мы должны найти точки с наибольшей разностью по оси y. Для этого найдем экстремумы функции y^2 = 2(1 - cos(2x)). Для этого найдем ее производную и приравняем ее к нулю:
d(y^2)/dx = 0
2y(dy) / dx = 0
dy/dx = 0

Производную от y^2 = 2(1 - cos(2x)) легко вычислить:
dy/dx = 2sin(2x).

Теперь найдем значения x, при которых dy/dx = 0:
2sin(2x) = 0
sin(2x) = 0
2x = 0, π, 2π, ...

Поскольку нам нужны только значения x в промежутке 0 ≤ x ≤ π, мы можем выбрать только два значения: x = 0 и x = π/2.

Теперь найдем соответствующие значения y для этих x:
Подставим x = 0
y^2 = 2(1 - cos(2 * 0))
y^2 = 2(1 - cos(0))
y^2 = 2(1 - 1)
y^2 = 2 * 0
y^2 = 0
y = 0

Подставим x = π/2
y^2 = 2(1 - cos(2 * π/2))
y^2 = 2(1 - cos(π))
y^2 = 2(1 - (-1))
y^2 = 2(2)
y^2 = 4
y = ±2

Итак, мы получили следующие точки на графике функции: (0, 0), (0, ±√2), (π/2, ±2), (π, ±√2).

Теперь мы можем найти длины сторон прямоугольника, используя эти точки:
1) Если стороны прямоугольника параллельны осям координат, тогда его стороны будут состоять из разностей y-координат и x-координат вершин.

Для сторон, параллельных оси x:
AB = |(0 - 0)| = 0
CD = |(π - 0)| = π

Для сторон, параллельных оси y:
BC = |(0 - √2)| = √2
AD = |(0 - (-√2))| = √2

Теперь, найдем периметр прямоугольника, сложив длины его сторон:
P = AB + BC + CD + AD
P = 0 + √2 + π + √2
P = 2√2 + π

Таким образом, наибольший периметр прямоугольника, удовлетворяющего заданным условиям, будет равен 2√2 + π.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика