Σελίδα 1 από 1

Συνάρτηση μήκους και εμβαδόν

Δημοσιεύτηκε: Σάβ Μαρ 25, 2023 6:06 pm
από george visvikis
Συνάρτηση μήκους.png
Συνάρτηση μήκους.png (9.02 KiB) Προβλήθηκε 1471 φορές
Δίνεται ορθογώνιο τρίγωνο ABC (\widehat A=90^\circ) με AB=2AC=2a. Τυχόν σημείο M κινείται στην πλευρά AB

και θέτω AM=x. Φέρνω από το C ευθεία παράλληλη στην AB και θεωρώ σημείο της T ώστε C\widehat MT=45^\circ.

α) Θεωρώντας το a ως παράμετρο, να ορίσετε συνάρτηση f που να δίνει το μήκος του CT ως προς x.

β) Να εξετάσετε την f ως προς τη μονοτονία και τα ακρότατα και να δείξετε ότι είναι κυρτή στο πεδίο ορισμού της.

γ) Να υπολογίσετε συναρτήσει του a το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από την C_f, τον άξονα x'x και τις

ευθείες που είναι κάθετες στον x'x στα άκρα της γραφικής της παράστασης.

Re: Συνάρτηση μήκους και εμβαδόν

Δημοσιεύτηκε: Δευ Μαρ 27, 2023 12:30 pm
από abgd
mikos.png
mikos.png (35.99 KiB) Προβλήθηκε 1375 φορές
α) Αν \displaystyle{CT=f(x), \ \ x \in [0,2a]}, τότε από την ομοιότητα των τριγώνων \displaystyle{CTM} και \displaystyle{MCD} έχουμε:

\displaystyle{\frac{f(x)}{\sqrt{x^2+a^2}}=\frac{\sqrt{x^2+a^2}}{x+a} \Rightarrow \boxed{f(x)=\frac{x^2+a^2}{x+a}}}

β) \displaystyle{f'(x)=\frac{x^2+2ax-a^2}{(a+x)^2}} και \displaystyle{f''(x)=\frac{4a^2}{(a+x)^3}}

\displaystyle{x^2+2ax-a^2=0 \Leftrightarrow x=-a(\sqrt{2}+1), \ \ x=a(\sqrt{2}-1)}, οπότε η συνάρτηση

είναι γνησίως φθίνουσα στο \displaystyle{\left[0,a(\sqrt{2}-1)\right]}, γνησίως αύξουσα στο \displaystyle{\left[a(\sqrt{2}-1),2a\right]},

έχει ολικό ελάχιστο το \displaystyle{f\left(a(\sqrt{2}-1\right)=2a(\sqrt{2}-1)} και τοπικά μέγιστα

\displaystyle{f(a)=a}, \displaystyle{f(2a)=\frac{5}{3}a}

Τέλος, εφόσον \displaystyle{f''(x)>0, \ \ \forall x\in (0,2a)} η συνάρτηση θα είναι κυρτή.

γ) Το ζητούμενο εμβαδόν θα είναι
\displaystyle{E=\int_0^{2a}{f(x)}dx=\int_0^{2a}{\frac{x^2+a^2}{x+a}}dx=\int_0^{2a}{\left(x-a+\frac{2a^2}{x+a}}\right)dx=\left[\frac{x^2}{2}-ax+2a^2\ln(a+x)\right]_0^{2a}}

\displaystyle{E=2a^2\ln3 } τ.μ.

Re: Συνάρτηση μήκους και εμβαδόν

Δημοσιεύτηκε: Τετ Μαρ 29, 2023 12:26 am
από Doloros
george visvikis έγραψε: Σάβ Μαρ 25, 2023 6:06 pm Συνάρτηση μήκους.png
Δίνεται ορθογώνιο τρίγωνο ABC (\widehat A=90^\circ) με AB=2AC=2a. Τυχόν σημείο M κινείται στην πλευρά AB

και θέτω AM=x. Φέρνω από το C ευθεία παράλληλη στην AB και θεωρώ σημείο της T ώστε C\widehat MT=45^\circ.

α) Θεωρώντας το a ως παράμετρο, να ορίσετε συνάρτηση f που να δίνει το μήκος του CT ως προς x.

β) Να εξετάσετε την f ως προς τη μονοτονία και τα ακρότατα και να δείξετε ότι είναι κυρτή στο πεδίο ορισμού της.

γ) Να υπολογίσετε συναρτήσει του a το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από την C_f, τον άξονα x'x και τις

ευθείες που είναι κάθετες στον x'x στα άκρα της γραφικής της παράστασης.
Μια άποψη για την εύρεση της συνάρτησης .( Του Κώστα είναι οπωσδήποτε πιο ωραία )



Φέρνω από το T παράλληλη στην CM και τέμνει την AB στο L. Έστω K η προβολή του M στην TL.

Θέτω: CT = ML = y\,\,,\,\,MC = z . Τα ορθογώνια τρίγωνα , AMC\,\,\kappa \alpha \iota \,\,KLM είναι όμοια γιατί στο κοινό τους σημείο M οι γωνίες τους είναι συμπληρωματικές .

Υπάρχει λοιπόν t > 0 έτσι ώστε : ML = zt\,\,,\,\,LK = xt\,\,\kappa \alpha \iota \,\,KM = KT = at.
Συνάρτηση μήκους και εμβαδόν_ok.png
Συνάρτηση μήκους και εμβαδόν_ok.png (15.91 KiB) Προβλήθηκε 1290 φορές
Επειδή CM// = TL θα είναι : z = KT + KL = at + xt = t(a + x) , οπότε από

z = \left( {a + x} \right)t \Rightarrow yz = y\left( {a + x} \right)t \Rightarrow \left( {zt} \right)z = y\left( {a + x} \right)t. Δηλαδή :

{z^2} = y\left( {a + x} \right) \Rightarrow \boxed{f(x) = y = \frac{{{x^2} + {a^2}}}{{x + a}}\,\,,x \in [0,2a]} .

Τα υπόλοιπα τα είπε ό Κώστας .

Re: Συνάρτηση μήκους και εμβαδόν

Δημοσιεύτηκε: Τετ Μαρ 29, 2023 9:09 am
από STOPJOHN
george visvikis έγραψε: Σάβ Μαρ 25, 2023 6:06 pm Συνάρτηση μήκους.png
Δίνεται ορθογώνιο τρίγωνο ABC (\widehat A=90^\circ) με AB=2AC=2a. Τυχόν σημείο M κινείται στην πλευρά AB

και θέτω AM=x. Φέρνω από το C ευθεία παράλληλη στην AB και θεωρώ σημείο της T ώστε C\widehat MT=45^\circ.

α) Θεωρώντας το a ως παράμετρο, να ορίσετε συνάρτηση f που να δίνει το μήκος του CT ως προς x.

β) Να εξετάσετε την f ως προς τη μονοτονία και τα ακρότατα και να δείξετε ότι είναι κυρτή στο πεδίο ορισμού της.

γ) Να υπολογίσετε συναρτήσει του a το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από την C_f, τον άξονα x'x και τις

ευθείες που είναι κάθετες στον x'x στα άκρα της γραφικής της παράστασης.

Εστω AP=PB=a,

Τότε

CT//MP,\dfrac{CT}{a-x}=\dfrac{TI}{IM}=\dfrac{CI}{IP},(1), CI+IP=a\sqrt{2},(2),

Tα τρίγωνα CMP,CMI είναι όμοια άρα

\dfrac{CP}{CM}=\dfrac{CM}{CI}\Leftrightarrow MC^{2}=IC.IP,(3),

δηλαδή ο κύκλος (M,I,P) πράσινος κύκλος ,εφάπτεται στην CM στο σημείο M


(2),(3)\Rightarrow IC=\dfrac{a^{2}+x^{2}}{a\sqrt{2}},IP=\dfrac{a^{2}-x^{2}}{a\sqrt{2}}

και από την (1)\Rightarrow CT=\dfrac{a^{2}+x^{2}}{a+x}=f(x)

τα υπόλοιπα έχουν αποδειχθεί