ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Matematyka · Powtórka maturalnaklasa 4 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/4/matematyka/optymalizacja-z-funkcja-kwadratowa/

Matematyka · Powtórka maturalna · kl. 4

Optymalizacja z funkcją kwadratową

Największe pole, największy iloczyn, najmniejszy koszt – gdy wielkość opisuje funkcja kwadratowa, odpowiedź siedzi w wierzchołku paraboli albo na końcu przedziału.

ok. 3 min czytania9 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Wierzchołek daje ekstremum

  • Funkcja kwadratowa f(x) = ax² + bx + c (a ≠ 0) ma wierzchołek W(p, q), gdzie p = −⁠b przez 2a, q = −⁠Δ przez 4a, a Δ = b² − 4ac (wzory są na karcie wzorów).
  • Gdy a < 0 (ramiona w dół), q to wartość największa, osiągana dla x = p. Gdy a > 0 (ramiona w górę), q to wartość najmniejsza.
Zapamiętaj

Na całej prostej ekstremum jest w wierzchołku. Na przedziale ⟨m, n⟩ porównaj f(m), f(n) i – jeśli p ∈ ⟨m, n⟩ – także f(p).

2Przykład krok po kroku: działka nad rzeką

  • Zadanie: masz 40 m siatki i grodzisz prostokątną działkę przy rzece (od strony rzeki płotu nie ma). Jakie wymiary dają największe pole?
  • Oznaczenia: x – długość boku prostopadłego do rzeki [m]. Bok równoległy do rzeki ma 40 − 2x [m].
  • Funkcja: P(x) = x(40 − 2x) = −⁠2x² + 40x [m²], dziedzina praktyczna 0 < x < 20 (oba boki dodatnie).
  • Wierzchołek: p = −⁠40 przez 2 · (−⁠2) = 10 ∈ (0, 20), a a = −⁠2 < 0, więc to maksimum.
  • Obliczenia: P(10) = 10 · (40 − 20) = 200.
  • Odpowiedź: działka 10 m × 20 m ma największe pole 200 m².
Sprawdź, czy rozumiesz

Masz 40 m siatki na trzy boki prostokątnej działki przy rzece. Największe możliwe pole to

3Funkcja na przedziale

  • f(x) = x² − 4x + 1, p = 2. Na ⟨0, 3⟩: f(0) = 1, f(2) = −⁠3, f(3) = −⁠2, więc najmniejsza wartość −⁠3, największa 1.
  • Na ⟨3, 5⟩ wierzchołka nie ma (2 ∉ ⟨3, 5⟩), f tam rośnie: najmniejsza f(3) = −⁠2, największa f(5) = 6.
  • Prostokąt o obwodzie 20: P(x) = x(10 − x), maksimum dla x = 5, czyli kwadrat o polu 25.
Uwaga na błąd

Podanie w odpowiedzi x = p zamiast szukanej wielkości (np. pola) albo użycie wierzchołka, który leży poza dziedziną praktyczną lub poza przedziałem.

✎Ściąga: Optymalizacja z funkcją kwadratową

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • Na całej prostej ekstremum jest w wierzchołku. Na przedziale ⟨m, n⟩ porównaj f(m), f(n) i – jeśli p ∈ ⟨m, n⟩ – także f(p).

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Wierzchołek paraboli f(x) = −⁠2x² + 40x ma pierwszą współrzędną

    1. A10
    2. B−⁠10
    3. C20
    4. D40
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 10 – p = −⁠b przez 2a = −⁠40 przez −⁠4 = 10.

  2. Masz 40 m siatki na trzy boki prostokątnej działki przy rzece. Największe możliwe pole to

    1. A200 m²
    2. B400 m²
    3. C100 m²
    4. D150 m²
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 200 m² – P(x) = x(40 − 2x) ma maksimum w x = 10: 10 · 20 = 200 m².

  3. Największe pole prostokąta o obwodzie 20 wynosi

    1. A24
    2. B20
    3. C25
    4. D100
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: 25 – P(x) = x(10 − x) ma maksimum dla x = 5, czyli 5 · 5 = 25.

  4. Najmniejsza wartość funkcji f(x) = x² − 4x + 1 w przedziale ⟨0, 3⟩ to

    1. A−⁠2
    2. B1
    3. C0
    4. D−⁠3
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: −⁠3 – Wierzchołek p = 2 leży w przedziale, f(2) = 4 − 8 + 1 = −⁠3.

  5. Największa wartość funkcji f(x) = x² − 4x + 1 w przedziale ⟨0, 3⟩ to

    1. A1
    2. B6
    3. C−⁠2
    4. D−⁠3
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 1 – Porównujemy f(0) = 1, f(2) = −⁠3 i f(3) = −⁠2; największa jest 1.

  6. Najmniejsza wartość funkcji f(x) = x² − 4x + 1 w przedziale ⟨3, 5⟩ to

    1. A−⁠3
    2. B−⁠2
    3. C6
    4. D1
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: −⁠2 – p = 2 leży poza przedziałem, a f na ⟨3, 5⟩ rośnie, więc najmniejsza jest f(3) = −⁠2.

  7. Suma dwóch liczb wynosi 12. Największy możliwy iloczyn tych liczb to

    1. A35
    2. B36
    3. C144
    4. D32
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 36 – Iloczyn x(12 − x) jest największy dla x = 6: 6 · 6 = 36.

  8. Funkcja kwadratowa o współczynniku a < 0 ma wartość największą równą

    1. Aq = −⁠Δ przez 4a
    2. Bp = −⁠b przez 2a
    3. CΔ
    4. Df(0)
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: q = −⁠Δ przez 4a – To druga współrzędna wierzchołka; p mówi tylko, dla jakiego x ją osiągamy.

Cały dział „Powtórka maturalna”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Więcej: Matematyka, klasa 4