Loading Web-Font TeX/Math/Italic
Зарегистрироваться
Seekland Info сообщество взаимопомощи студентов и школьников. / Seekland Info спільнота взаємодопомоги студентів і школярів.

Найдите на параболе y=x^2 точку, ближайшую к точке (2;0,5)


1 Vote
Самойлова Люб
Posted Апрель 28, 2013 by Самойлова Любовь
Категория: Школьная математика 9-11
Всего просмотров: 9668

Найдите на параболе y=x^2 точку, ближайшую к точке (2;0,5)

Теги: найти точку на кривой ближайшую к заданной, найти экстремум

Лучший ответ


0 Голосов
Вячеслав Морг
Posted Апрель 28, 2013 by Вячеслав Моргун

Для решения данной задачи рассмотрим рисунок.


точка на параболе, ближайшая к заданной


Нам нужно найти точку на параболе ближайшую A, т.е. расстояние между точкой на параболе и заданной точкой должно быть наименьшим. Поиск наименьшего расстояния сводится к поиску экстремумов функции. Исследуемой функцией будет расстояние между точками. Запишем формулу расстояния между точками (x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2 = \phi^2

где координаты (x_1;y_1) и (x_2;y_2) - точки, между которыми рассчитывается расстояние, \phi - расстояние между точками. В нашем случае первая точка - заданная точка с координатами (2;0,5), вторая точка - точка на параболе с координатами (x;y). Учтем связь между координатами точек на параболе, т.е. y = x^2. Запишем уравнение расстояния между точками с учетом наших рассуждений, получим (x-2)^2+(x^2-\frac{1}{2})^2 = \phi^2 =>\phi = \sqrt{(x-2)^2+(x^2-\frac{1}{2})^2}
Получили функцию, зависящее от одной переменной \phi(x) , найдем экстремум (точку минимума), для этого найдем первую производную от расстояния и приравняем его к 0. \phi' = ( \sqrt{(x-2)^2+(x^2-\frac{1}{2})^2})' =0 =>
\frac{1}{2}\frac{2(x-2)+2(x^2-\frac{1}{2})^2*2x}{ \sqrt{(x-2)^2+(x^2-\frac{1}{2})^2}} =0 =>
Обратим внимание на то, что в числителе у нас стоит производная квадрата расстояния между точками, которую мы приравниваем к нулю (знаменатель \ne 0 ), т.е. можно было сразу искать производную квадрата расстояния и приравнивать ее к 0, т.е. ((x-2)^2+(x^2-\frac{1}{2})^2)' =0, также можно было открыть скобки и произвести упрощение, а затем находить производную, но производная понижает степень на 1, поэтому открывать скобки после нахождения производной, мне кажется проще, продолжаем 2x-4+4x^3-2x =0 =>x=1
подставляем в уравнение параболы и находим y = x^2 = 1.


Ответ: ближайшая точка параболы к точке (2;0,5) имеет координаты (1;1).