Zadanie 13.2 · 4 pkt · otwarte
Najmniejsze pole powierzchni graniastosłupa dla krawędzi podstawy z przedziału (0, 8√3]
Rozważamy wszystkie graniastosłupy prawidłowe trójkątne o objętości , których krawędź podstawy ma długość nie większą niż .
Pole powierzchni całkowitej graniastosłupa w zależności od długości krawędzi podstawy graniastosłupa jest określone wzorem
dla .
Wyznacz długość krawędzi podstawy tego z rozważanych graniastosłupów, którego pole powierzchni całkowitej jest najmniejsze. Oblicz to najmniejsze pole. Zapisz obliczenia.
Spróbuj najpierw sam(a), potem sprawdź.
Rozwiązanie krok po kroku
Obliczamy pochodną funkcji .
Do tego miejsca: 1 pkt
Rozwiązujemy równanie , mnożąc obie strony przez .
Do tego miejsca: 2 pkt
Liczba nie należy do dziedziny, bo . Dla jest , czyli , więc funkcja jest malejąca w przedziale i najmniejszą wartość przyjmuje dla .
Do tego miejsca: 3 pkt
Obliczamy pierwszy składnik dla , gdzie .
Obliczamy drugi składnik.
Najmniejsze pole powierzchni całkowitej.
Do tego miejsca: 4 pkt
Odpowiedź
Najmniejsze pole ma graniastosłup o krawędzi podstawy ; to pole jest równe .
Jak to jest punktowane
Za rozwiązanie jest jeden poziom — najwyższy, który spełnia.
- 4 pktuzasadnienie, że funkcja przyjmuje wartość najmniejszą dla i obliczenie wartości najmniejszej funkcji : .
- 3 pktuzasadnienie (np. poprzez badanie monotoniczności funkcji), że funkcja przyjmuje wartość najmniejszą dla ALBO– zapisanie, że dla funkcja osiąga wartość najmniejszą i obliczenie : .
- 2 pktpoprawne rozwiązanie równania : .
- 1 pktwyznaczenie pochodnej funkcji : .
Uwagi z zasad oceniania CKE
- 1. Jeżeli zdający wyznaczy pochodną funkcji z błędem, ale wyznaczona pochodna ma postać , gdzie oraz są liczbami niewymiernymi, lub postać ułamka, w którego liczniku jest wielomian stopnia trzeciego, a w mianowniku , i konsekwentnie rozwiąże zadanie do końca, to może otrzymać co najwyżej 3 punkty za całe rozwiązanie (za miejsce zerowe pochodnej, za uzasadnienie istnienia najmniejszej wartości funkcji oraz za obliczenie najmniejszej wartości funkcji ).Jeżeli natomiast otrzyma inną błędną postać pochodnej, to może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie (za miejsce zerowe pochodnej oraz za uzasadnienie istnienia najmniejszej wartości funkcji ).
- 2. Badanie znaku pochodnej zdający może opisać w inny sposób, np. szkicując wykres funkcji, która w ten sam sposób jak pochodna zmienia znak, i zaznaczając na rysunku, np. znakami „+” i „-” znak pochodnej.
- 3. Jeżeli zdający otrzyma miejsce zerowe pochodnej, które należy do przedziału , to może otrzymać co najwyżej 1 punkt (za wyznaczenie pochodnej albo za obliczenie miejsca zerowego pochodnej).
- 4. Za poprawne uzasadnienie, że funkcja osiąga wartość najmniejszą dla można uznać sytuację, gdy zdający bada znak pochodnej oraz zapisuje słownie lub graficznie, że funkcja jest malejąca w przedziale , gdzie jest miejscem zerowym pochodnej funkcji , będącej rozszerzeniem funkcji na zbiór .
- 5. Jeżeli zdający błędnie uzasadnia, że dla funkcja osiąga wartość najmniejszą, to nie otrzymuje punktu za obliczenie .
Chcesz rozwiązywać to zadanie z podpowiedziami? Zapisz się na listę oczekujących
Źródło: CKE, matura maj 2024, poziom rozszerzony, zadanie 13.2