2-й способ решения – без таблицы
Как обойтись без составления таблицы?
Сразу составить уравнение.
Для этого определим, какая величина нам не нужна в уравнении, чтобы затем приравнять.
Производительность? Ее и надо найти. Работа? Она нам дана по условию, поэтому глупо от нее избавляться. Остается время: оно нам и неизвестно, и не нужно.
Слева от знака равно будем писать формулу времени для первого рабочего, а справа – для второго.
Напомню, что первый работал на ( displaystyle 2) часа дольше, поэтому к времени второго надо будет прибавить ( displaystyle 2):
( displaystyle frac{112}{x}=frac{112}{x+1}+2)
То же самое уравнение, что и в первом способе, только без таблицы и системы уравнений.
А теперь вспомним, что я говорил в сааамом начале: задачи на работу и на движение – это то же самое. Спорное заявление, да? Ну, давай проверим, есть ли аналогия.
Во-первых, сравним формулы:
Движение | Работа |
( displaystyle v=frac{S}{t}) | ( displaystyle P=frac{A}{t}) |
Скорость движения | Скорость выполнения работы, т.е. производительность |
Пройденный путь | Выполненная работа |
Потраченное на движение время | Потраченное на работу время |
Теперь рассмотрим задачу:
Пример №1
Расстояние ( displaystyle 112) км первый велосипедист проезжает на ( displaystyle 2) часа дольше, чем второй.
Сколько км в час проезжает первый велосипедист, если известно, что второй за час проезжает на один километр больше, чем первый?
Ничего не напоминает? Да я же просто заменил слова: «Заказ» на «расстояние», «деталь» на «километр», «рабочий» на «велосипедист», «выполняет» на «проезжает». Суть осталась той же. Даже решение будет точно таким же (разберу здесь только II способ – без таблицы).
Пусть скорость первого ( displaystyle x), тогда второго ( displaystyle x+1). Сколько времени едет первый? ( displaystyle frac{112}{x}). Сколько времени едет второй? ( displaystyle frac{112}{x+1}). На сколько время первого больше, чем второго? На ( displaystyle 2) часа:
( displaystyle frac{112}{x}=frac{112}{x+1}+2).
То же самое уравнение! Вот и получается, что работа и движение – одно и то же.
Как решать задачи на совместную работу
Задачи на совместную работу отличаются от обычных, представленных выше, тем, что в них работа выполняется одновременно (совместно) несколькими рабочими (трубами и т.д.).
Пример №2
Первая труба заполняет бассейн за ( displaystyle 6) часов, а вторая – за ( displaystyle 4).
За какое время они заполнят бассейн, работая вместе?
Решение
Во-первых, давай придумаем аналогию с движением.
Придумал?
Бассейн – это путь. Допустим, из ( displaystyle A) в ( displaystyle B). Итак, первый автомобиль проезжает путь ( displaystyle AB) за ( displaystyle 6) часов, второй – за ( displaystyle 4).
А теперь как сформулировать вопрос? За какое время они проедут весь путь, двигаясь вместе? Бред.
Если двигаться параллельно, то каждый проходит весь путь самостоятельно. А в какой ситуации нам важно, какой путь автомобили проходят в сумме? Все гениальное просто: если они движутся навстречу друг другу!
Тогда что нас просят найти? Время, через которое они встретятся.
Поразмысли немного над этой аналогией. Все понял? Тогда идем дальше.
Какова «скорость» (а по-настоящему, производительность) первого? Путь (работа) деленный на время: ( displaystyle {{P}_{1}}=frac{A}{{{t}_{1}}}=frac{A}{6}). А второго? ( displaystyle {{P}_{2}}=frac{A}{{{t}_{2}}}=frac{A}{4}).
С какой производительностью работают две трубы вместе (не забывай, это задачи на совместную работу)? Берем количество литров, которое налила в бассейн первая труба за один час, прибавляем количество литров, которое налила в бассейн вторая труба за один час, – именно столько наливают в бассейн обе трубы за один час. То есть производительности складываются:
( displaystyle P={{P}_{1}}+{{P}_{2}})
То же самое, что и относительная скорость: с какой скоростью второй автомобиль приближается к первому? Со скоростью, равной сумме скоростей: ( displaystyle v={{v}_{1}}+{{v}_{2}}).
Итак,
( displaystyle P={{P}_{1}}+{{P}_{2}}=frac{A}{6}+frac{A}{4}=frac{5A}{12}).
Тогда время, за которое с такой производительностью будет выполнена работа ( A):
( displaystyle t=frac{A}{P}=frac{A}{frac{5A}{12}}=frac{12}{5}=2,4) (ч)
Итак, правило:
При совместной работе производительности складываются
А теперь давай рассмотрим самый сложный пример, научившись решать который, ты сможешь с легкостью справится с любой задачей на ЕГЭ.
Пример 8
На изготовление ( displaystyle 600) деталей первый рабочий тратит на ( displaystyle 10) часов меньше, чем второй рабочий на изготовление ( displaystyle 500) таких же деталей. За какое время, работая совместно, они изготовят партию в ( displaystyle 1000) деталей, если известно, что за час первый рабочий делает на ( displaystyle 5) деталей больше?
Решение:
Давай определимся, что нам нужно найти? Нам нужно найти время, за которое рабочие изготовят ( displaystyle 1000) деталей, то есть: ( displaystyle frac{1000}{{{P}_{1}}+{{P}_{2}}}).
Значит, нужно найти ( displaystyle {{P}_{1}}) и ( displaystyle {{P}_{2}}).
Первый рабочий за час делает на ( displaystyle 5) деталей больше. Обозначим производительность первого рабочего за х, тогда производительность второго – ( displaystyle x-5).
( displaystyle 600) деталей первый рабочий делает за ( displaystyle {{t}_{1}}) часов, а ( displaystyle 500) таких же деталей второй рабочий делает за ( displaystyle {{t}_{2}}={{t}_{1}}+10) часов.
То есть: ( displaystyle {{t}_{1}}=frac{600}{x}, a {{t}_{2}}={{t}_{1}}+10=frac{500}{x-5}).
Приравняв ( displaystyle {{t}_{1}}), получаем уравнение:
Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Заказ на 110 деталей первый рабочий выполняет на 1 час быстрее, чем второй. Сколько деталей за час изготавливает второй рабочий, если известно, что первый за час изготавливает на 1 деталь больше?
2
Заказ на 156 деталей первый рабочий выполняет на 1 час быстрее, чем второй. Сколько деталей за час изготавливает первый рабочий, если известно, что он за час изготавливает на 1 деталь больше второго?
3
На изготовление 475 деталей первый рабочий тратит на 6 часов меньше, чем второй рабочий на изготовление 550 таких же деталей. Известно, что первый рабочий за час делает на 3 детали больше, чем второй. Сколько деталей в час делает первый рабочий?
Источник: Пробный экзамен Санкт-Петербург 2015. Вариант 1., Пробный экзамен по математике Санкт-Петербург 2015. Вариант 1., ЕГЭ по математике 07.06.2021. Основная волна. Подмосковье
4
На изготовление 99 деталей первый рабочий тратит на 2 часа меньше, чем второй рабочий на изготовление 110 таких же деталей. Известно, что первый рабочий за час делает на 1 деталь больше, чем второй. Сколько деталей в час делает второй рабочий?
5
Двое рабочих, работая вместе, могут выполнить работу за 12 дней. За сколько дней, работая отдельно, выполнит эту работу первый рабочий, если он за два дня выполняет такую же часть работы, какую второй — за три дня?
Пройти тестирование по этим заданиям
Суть задач на производительность следующая: некоторую работу выполняют несколько человек или механизмов, работающих с постоянной для каждого из них производительностью. Они могут выполнять эту работу либо по отдельности, либо совместно друг с другом. Алгоритм решения здесь такой же, как и алгоритм решения задач на движение:
- Анализ данных.
- Составление таблицы.
- Составление уравнения.
- Решение уравнения.
Основные особенности решения задач на производительность:
- Задачи на производительность схожи с задачами на движение. Основная формула при решении: V = v·t. Сравните её с формулой для решения задач на движение S = v·t. Роль скорости v здесь играет производительность труда, а роль расстояния S — объем работы V.
- Объем работы может быть не дан по условию и его не нужно находить при решении задачи (нам просто напросто не важно, какой объем работы выполняется). В таком случае его можно обозначить какой-нибудь буквой, например, V или A. В процессе решения эта переменная, которой мы обозначили объем, сократится и её значение не придется находить.
- Также, если объем работы не дан по условию, удобно принять его просто за 1; тогда время t, требующееся для выполнения всей работы, иv – производительность труда, связаны формулой:
$ t=frac{1}{upsilon}. $
- В отличие от задач на движение, в задачах на производительность скорости выполнения работы не могут вычитаться, а могут только складываться друг с другом. Если два человека или механизма по отдельности работают с производительностями v1 и v2, то вместе они будут работать быстрее (никак не медленнее), с суммарной производительностью v1 + v2, а время совместной работы будет равно:
$ t=frac{1}{upsilon_{1}+upsilon_{2}} $
Пример:
Первый рабочий за час делает на 5 деталей больше, чем второй, и выполняет заказ, состоящий из 200 деталей, на 2 часа быстрее, чем второй рабочий, выполняющий такой же заказ. Сколько деталей в час делает второй рабочий?
Решение:
В задаче требуется найти производительность второго рабочего. Примем его скорость за x. Заполним таблицу.
v, дет/ч | t, ч | V, дет | |
---|---|---|---|
Первый рабочий |
x + 5 |
$ frac{200}{x+5} $ |
200 |
Второй рабочий |
x |
$ frac{200}{x} $ |
200 |
В условии задачи сказано, что первый рабочий выполняет заказ на 2 часа быстрее, чем второй. На основании этого составим уравнение:
$ {frac{200}{x+5}+2=frac{200}{x} frac{200+2x+10}{x+5}=frac{200}{x}.} $
2x2 + 210x = 200x + 1000;
x2 + 5x – 500 = 0.
Получаем два корня, x1= 20 и x2= –25. Второй корень не подходит, так как производительность не может быть отрицательной.
Ответ: 20 дет/ч.
Виды задач на производительность:
1. Задачи на совместную работу:
Задачи на совместную работу — это тип задач, в которых объектами, выполняющими работу, являются люди или группы людей: рабочие, ученики, операторы, бригады рабочих и т п. Объекты могут выполнять работу по отдельности, а могут — вместе.
Разберем простой пример. Двум рабочим требуется выполнить работу. Допустим, первый рабочий выполняет всю работу за 10 часов, а второй — за 5. Давайте найдем, за сколько часов рабочие справятся с работой, выполняя её вместе.
Получается, что если принять весь объем работ за 1, то первый рабочий выполняет $ frac{1}{10} $ всей работы за час, а второй $ frac{1}{10} $ то есть $ frac{1}{10} $ всей работы за час. На рисунке весь объем работ — это 10 «кирпичиков», первый выполняет 1 «кирпичик» за час, а второй — 2. Тогда вместе они будут выполнять $ frac{1}{10}+ frac{1}{5}= frac{3}{10} $ всей работы за час, или 3 «кирпичика»:
Чтобы найти совместную производительность рабочих, мы сложили друг с другом их собственные производительности. Теперь, чтобы найти время, за которое оба рабочих справятся с работой, выполняя её вместе, разделим полный объем работ на совместную производительность:
$ 1/frac{3}{10}=frac{10}{3}=3frac{1}{3} $
То есть вместе рабочие справятся с работой за 3 $ frac{1}{3} $ часа, или за 3 часа 20 минут.
2. Задачи на бассейны и трубы:
Отдельно можно выделить группу задач на производительность — задачи на заполнение бассейна несколькими трубами. В таких задачах рабочим будут соответствовать насосы (или трубы) разной производительности, а объему работы — объем бассейна или иного резервуара.
Рассмотрим пример. Две трубы наполняют бассейн за 6 часов, а одна первая труба наполняет бассейн за 9 часов. За сколько часов наполняет бассейн одна вторая труба?
Получается, что за 1 час две трубы наполняют $ frac{1}{6} $ часть бассейна, а одна первая труба наполняет $ frac{1}{9} $ часть бассейна: Так как вместе трубы наполняют бассейн водой со скоростью, равной сумме скоростей отдельно каждой из труб, то вторая труба наполняет бассейн со скоростью $ frac{1}{6}- frac{1}{9}= frac{1}{18} $.
Таким образом, вторая труба заполнит бассейн за $ 1/frac{1}{18}=18 $ часов.
Производительность труда в задаче 17
2 октября 2015
Задачи этого типа появились в ЕГЭ относительно недавно, но застали врасплох как учеников, так и многих учителей. А всё потому что решаются они с помощью производной — инструмента, совершенно непривычного для второй части экзамена.
Задача 17. Григорий является владельцем двух заводов в разных городах. На заводах производятся абсолютно одинаковые товары, но на заводе, расположенном во втором городе, используется более совершенное оборудование. В результате, если рабочие на заводе, расположенном в первом городе, трудятся суммарно ${{t}^{2}}$часов в неделю, то за эту неделю они производят $3t$единиц товара; если рабочие на заводе, расположенном во втором городе, трудятся суммарно ${{t}^{2}}$часов в неделю, то за эту неделю они производят $4t$единиц товара. За каждый час работы (на каждом из заводов) Григорий платит рабочему 500 рублей.
В приведённом условии есть важный момент, после осознания которого у вас вообще не будет проблем с решением подобных задач. Дело в том, что величина $t$, указанная для первого завода и для второго — это не одно и то же число! Другими словами, суммарное время рабочих на первом и другом заводе будет разным.
Для решения введём новые переменные: ${{a}^{2}}$ — суммарное время рабочих на первом заводе, ${{b}^{2}}$ — суммарное время на втором. С учётом производительности получим:
$begin{align}& {{a}^{2}}to 3a \& {{b}^{2}}to 4b \end{align}$
Таким образом, затратив суммарно ${{a}^{2}}+{{b}^{2}}$ часов времени, мы получим $3a+4b$ единиц продукции в неделю. Всё остальное — элементарная математика, подробно описанная в видеоуроке:
В прошлый раз мы рассматривали довольно «противные» задачи, связанные с вычислением времени в задачах про кредиты. Но это было очень просто по сравнению с тем, что мы будем рассматривать сегодня, а именно экономическую задачу 17 про производительность труда, в которой требуется применять производную. Эти задачи появились в ЕГЭ по математике относительно недавно, и те, кто уже с ними столкнулся, оценили, что, во-первых, условие таких задач довольно длинное, а, во-вторых, в каждой из таких задач есть неприятная зацепка, на которой «прогорели» очень многие ученики.
Думаю, вы уже догадались, что речь идет о той самой задачи 17, когда у Григория есть два завода, и еще указана производительность труда, и требуется оценить, какое наибольшее количество продукции можно произвести на этих двух заводах, если распределить нагрузку оптимально. Но на самом деле, в этих задачах 17 нет ничего сложного, даже чуть проще, чем многие задачи на кредиты. Поэтому сейчас мы рассмотрим одно из таких заданий, внимательно пробежимся по каждому пункту и посмотрим, как именно должно выглядеть идеальное ее решение.
Задача № 1
Григорий является владельцем двух заводов в разных городах. На заводах производятся абсолютно одинаковые товары, но на заводе, расположенном во втором городе, используется более совершенное оборудование. В результате, если рабочие на заводе, расположенном в первом городе, трудятся суммарно ${{t}^{2}}$ часов в неделю, то за эту неделю они производят $3t$ единиц товара; если рабочие на заводе, расположенном во втором городе, трудятся суммарно ${{t}^{2}}$ часов в неделю, то за эту неделю они производят $4t$. За каждый час работы (на каждом из заводов) Григорий платит рабочему 500 рублей.
Григорий готов выделять 5 000 000 рублей в неделю на оплату труда рабочих. Какое наибольшее количество единиц товара можно произвести за неделю на этих двух заводах?
Шаг первый: вводим переменные
Прежде всего, перед тем как переходить к непосредственному решению задачи 17 из ЕГЭ по математике, попытаться что-то посчитать, составить какие-то формулы, поймите одну простую вещь: величина ${{t}^{2}}$, данная и в первом, и во втором предложении, никак не связаны друг с другом. Коэффициент $t$ нам дан исключительно для того, чтобы сравнить производительность на разных заводах при одинаковом расходе времени. Думаю, это сравнение абсолютно очевидно: на первом производительность составляет $3t$, а на втором — $4t$, т.е. чуть побольше. На практике это означает следующее: давайте распишем, что происходит на каждом из них.
На первом заводе у нас расходуется ${{a}^{2}}$ времени (после замены) и производится $3a$ единиц продукции. На втором — ${{b}^{2}}$ времени и $4b$ продукции.
А теперь давайте сложим расходы времени и суммарный выпуск продукта.
Получим, что суммарный расход времени составляет ${{a}^{2}}+{{b}^{2}}$, а суммарный расход продукции — $3a+4b$. При этом еще раз обращаю ваше внимание: никто не говорил, что ${{a}^{2}}$ и ${{b}^{2}}$ должны быть равны. Ключевое слово здесь «если» и в первом, и во втором случае. Именно поэтому мы так смело меняем коэффициенты $t$ на $a$ в первом случае и на $b$ во втором случае.
Шаг второй: составляем и решаем уравнение
Давайте посмотрим, что у нас получилось. ${{a}^{2}}+{{b}^{2}}$ — это суммарный расход времени. Поскольку Григорий платит рабочему 500 рублей за каждый час работы, то всего он сможет заплатить такую сумму:
[500cdot left( {{a}^{2}}+{{b}^{2}} right)=5000000]
Вот и первое уравнение.
На самом деле, основная сложность этой задачи 17 про производительность труда — вовсе не составление уравнения. Она состоит в том, что нужно понять, что на первом и на втором заводе время разное. Именно поэтому для первого мы везде заменили $t$ на $a$, а для второго — $t$ на $b$. В итоге как вы сейчас увидите, мы получим одно уравнение с двумя неизвестными, которое легко упрощается — одна неизвестная легко выражается через другую. И поэтому вся функция, выражающая количество произведенного товара, на самом деле зависит от одной-единственной переменной, в нашем случае это будет переменная $a$.
Далее, я думаю, все понятно: у нас есть функция, отрезок, на котором эта функция рассматривается, а все, что нам требуется найти — это наибольшее значение этой функции на данном отрезке. Вообщем, классическая задача для применения производных, в нашем случае новая задача 17 из ЕГЭ по математике.
Суммарный выпуск продукции ($S$) равен:
[S=3a+4bto max ]
Вот теперь задача и проявилась: имея ограничение на $a$ и $b$, нам нужно добиться того, чтобы $S$ принимала свое максимальное значение. Для начала давайте немножко поработаем с уравнением: $$
[500cdot left( {{a}^{2}}+{{b}^{2}} right)=5000000left| :500 right.]
[{{a}^{2}}+{{b}^{2}}=10000]
Отсюда выразим $b$:
[{{b}^{2}}=10000-{{a}^{2}}]
[b=sqrt{10000-{{a}^{2}}}]
Конечно, тут следовало бы перед выражением поставить $pm $, однако у нас речь идет о времени, а оно не может быть отрицательным, поэтому мы берем положительное значение. Итого суммарный объем выпускаемого товара может быть выписан как функция от одной-единственной переменной $a$:
[S=3a+4sqrt{10000-{{a}^{2}}}]
Шаг третий: находим максимальное значение функции
Теперь нам нужно найти максимальное значение этой функции на всей области определения, а совершенно очевидно, что величину $a$, т.е. количество товара, выпущенного на первом заводе, увеличивать до бесконечности нельзя, просто потому что корень имеет конкретную область определения — величина, стоящая под корнем, не должна быть отрицательной. Давайте запишем это:
[10000-{{a}^{2}}ge 0]
[{{a}^{2}}le 10000]
[left| a right|le 100]
[ain left[ 0;100 right]]
Итого мы получили классическую задачу из первой части ЕГЭ по математике: у нас есть функция, есть интервал, соответственно, нужно найти максимальное значение этой функции на заданном интервале. Давайте считать производную:
[{S}’=3+4cdot frac{1cdot left( 10000-{{a}^{2}} right)}{2sqrt{10000-{{a}^{2}}}}=3+frac{4cdot left( -2a right)}{2sqrt{10000-{{a}^{2}}}}=]
[=3-frac{4a}{sqrt{10000-{{a}^{2}}}}]
[3-frac{4a}{sqrt{10000-{{a}^{2}}}}=0]
Решаем полученное уравнение:
[3=frac{4a}{sqrt{sqrt{10000-{{a}^{2}}}}}]
[3sqrt{10000-{{a}^{2}}}=4a]
[9left( 10000-{{a}^{2}} right)=16{{a}^{2}}]
[90000-9{{a}^{2}}=16{{a}^{2}}]
[25{{a}^{2}}=90000]
[5a=3cdot 100]
[a=frac{3cdot 100}{5}=60]
Теперь, зная, чему равно $a$, легко найти $b$:
[b=sqrt{10000-3600}=sqrt{6400}=80]
Однако для полного и обоснованного решения необходимо понять знак производной. Давайте начертим числовую прямую и отметим на ней $a=60$ и посмотрим, что происходит при $a gt 60$:
Например, если взять $a=99$ мы получим следующее:
[10000-{{99}^{2}}={{100}^{2}}-{{99}^{2}}=left( 100-99 right)left( 100+99 right)=199]
Если посмотрим на исходное выражение, то очевидно, что $sqrt{199} lt 99$, но посчитав его, получаем в ответе отрицательное число.
Отсюда следует, что$a=60$является точкой максимума, т.е. именно той, которую мы и хотели найти. Именно в ней наша исходная функция принимает исходное значение. Осталось подставить в $S$ полученное значение $a$ и $b$:
[S=3cdot 60+4cdot 80=180+320=500]
Окончательный ответ: 500 единиц товара.
Нюансы решения
Как видите, все оказалось не так уж и сложно. Единственно, что нам нужно запомнить — это то, что величина ${{t}^{2}}$, когда речь идет о первом заводе дает нам информацию о производительности труда именно на нем, т.е. связывает время, затраченное на производство и количество продукции в рамках только него.
Величина ${{t}^{2}}$, относящаяся ко второму заводу, говорит нам именно о нем и никак не связана с первым.
Более того, считать, что количество времени, затраченного рабочими на первом и на втором заводах, абсолютно одинаково — это вообще глупость, потому что в этом случае полученное уравнение оказалось бы намного проще и решалось бы как элементарное линейное: нам бы не потребовалось никаких производных, никаких доказательств, что мы получили точку максимума — мы просто бы разделили зарплату между рабочими первого и второго производств пополам.
Поэтому запомните: время, потраченное на первом и на втором заводах, разное, поэтому пусть на первом потрачено ${{a}^{2}}$ времени, а на втором — ${{b}^{2}}$. В этом случае задача действительно становится сложнее, при этом интересней и вполне достойной называться задачей 17 из ЕГЭ по математике.
Задача № 2
А в качестве десерта предлагаю решить еще одну такую же задачу 17 из ЕГЭ по математике, однако выкладки в этот раз будут минимальными, по возможности такими, какие и нужно делать на экзамене по математике.
Сергей владеет двумя промышленными заводами, выпускающими одинаковую продукцию. На втором заводе установлено современное оборудование, поэтому на нем может быть выпущено больше единиц продукции. Известно, что если рабочие первого завода суммарно трудятся ${{t}^{2}}$ часов в неделю, то выпускают $t$ единиц продукции. А если рабочие второго завода суммарно трудятся ${{t}^{2}}$ часов в неделю, то выпускают $2t$ единиц продукции. Ставка заработной платы рабочего составляет 500 рублей в час.
Сергей готов платить рабочим 30 250 000 рублей в неделю. На какое максимальное количество единиц продукции он может рассчитывать?
Шаг первый: вводим переменные
Если рабочие на первом заводе трудятся ${{x}^{2}}$, то это дает нам $x$ единиц товара. На втором ${{y}^{2}}$ времени дает нам $y$ товаров. Вновь складываем расходы времени — ${{x}^{2}}+{{y}^{2}}$ и отдельно складываем объем продукции — $x+2y$. Величина ${{x}^{2}}+{{y}^{2}}$ — это суммарный расход времени за неделю.
Шаг второй: составляем и решаем уравнение
Поскольку за каждый час работы платится 500 рублей, то суммарный расход денег за неделю составит:
[500cdot left( {{x}^{2}}+{{y}^{2}} right)=30250000]
[{{x}^{2}}+{{y}^{2}}=60500]
Таким способом, ограничения на ${{x}^{2}}$ и ${{y}^{2}}$ найдены.
Теперь необходимо записать сумму:
[S=x+2yto max ]
Опять же будем считать производную, но для этого сначала необходимо выразить $y$ через $x$:
[{{y}^{2}}=60500-{{x}^{2}}]
[y=sqrt{60500-{{x}^{2}}}]
Подставляем найденное значение $y$ в нашу формулу и получаем:
[S=x+2cdot sqrt{60500-{{x}^{2}}}]
Находим производную этой конструкции:
[{S}’=1+2frac{1left( -2x right)}{2sqrt{60500-{{x}^{2}}}}=1-frac{2x}{sqrt{60500-{{x}^{2}}}}]
Вновь приравниваем полученное выражение к нулю:
[1-frac{2x}{sqrt{60500-{{x}^{2}}}}=0]
[frac{1}{1}=frac{2x}{sqrt{60500-{{x}^{2}}}}]
[sqrt{60500-{{x}^{2}}}=2x]
[60500-{{x}^{2}}=4{{x}^{2}}]
[60500=5{{x}^{2}}]
[{{x}^{2}}=frac{60500}{5}=121cdot 100]
[x=11cdot 10=110]
Шаг третий: находим максимальное значение функции
Мы получили критическую точку функции $S$. Теперь необходимо доказать, что это точка максимума. Для этого начертим вновь прямую, отметим на ней полученную точку 110 и возьмем любое число, больше чем 110. Однако для упрощения дальнейших выкладок предлагаю взять не рандомное число как в прошлый раз, а посчитать его с помощью следующего метода. Для начала давайте найдем $y$. Запишем такое выражение:
[y=2x=220]
Очевидно, что 220 больше 110, и если мы поставим его в нашу функцию, то получим число на отмеченном интервале:
Давайте подставим:
${S}’left( 220 right)=1-frac{2cdot 220}{sqrt{60500-{{220}^{2}}}}=1-frac{440}{sqrt{60500-48400}}=$
$=1-frac{440}{sqrt{12100}}=1-frac{440}{110}=1-4=-3$
Следовательно, справа от числа 110 мы получаем отрицательную производную, а слева, естественно, будет положительная.
Итого 110 — точка максимума. Это является строгим обоснованием.
Теперь подставляем в выражение $x$ и $y$, которые мы нашли:
[S=110+2cdot 220=110+440=550]
Ответ: 550 единиц товара.
Ключевые моменты решения задач17 на производительность труда из ЕГЭ по математике
Все, что нам нужно знать — это:
- Правило вычисления производных сложных функций.
- Правила решения несложных уравнений.
Кроме того, хотел бы отметить, что не надо бояться работать с большими числами. Такие выражения, когда у нас появляются пятизначные и более числа, абсолютно типичны для последних задач 17 из ЕГЭ по математике, потому что они реально трудные. Но на самом деле, в этих задачах из ЕГЭ нет ничего трудного. Вам только нужно знать следующее:
- ${{a}^{2}}to a$ и ${{b}^{2}}to 2b$ — как связано затраченное время с объемом выпущенного товара;
- $S=a+2bto max $ — суммарный объем товара находится по несложной формуле.
Кроме того, необходимо понимать, как связано время, затраченное на первом производстве и на втором, т.е. каковы максимальны ограничения на это время.
А дальше дело техники: считаем производную, решаем уравнение, подставляем в исходное ограничение и получаем окончательный ответ.
Надеюсь, это видео поможет вам построить собственный завод, где вы будете платить рабочим по 30 млн. рублей в неделю, если такой суммы вам окажется недостаточно, заходите на наш сайт, подписывайтесь на паблик ВКонтакте и на канал в YouTube. До новых встреч!
Смотрите также:
- Задачи на кредит с плавающим платежом
- Задачи с экономическим содержанием — основные формулы
- Тест к уроку «Что такое логарифм» (средний)
- Решение задач B12: №440—447
- Как решать задачу 18: графический подход
- Нестандартные задачи B2: кредит в банке
11. Сюжетные текстовые задачи
1. Вспоминай формулы по каждой теме
2. Решай новые задачи каждый день
3. Вдумчиво разбирай решения
Задачи на производительность труда
(blacktriangleright) Задачи из данной подтемы в определенном смысле схожи с задачами на прямолинейное движение: роль скорости здесь играет производительность труда (p) , роль расстояния — объем работы (A). Формула: [{large{A=pcdot t}}]
(blacktriangleright) Значит, например, если два рабочих работают одновременно, то производительность их общей работы (p) равна сумме производительностей каждого: (p=p_1+p_2).
Задание
1
#2823
Уровень задания: Легче ЕГЭ
Четыре одинаковых кота съедают четыре пачки корма “Корм 1” за четыре дня. Пять таких же котов съедают пять пачек корма “Корм 2” за пять дней. Во сколько раз больше период, на который одному такому коту хватит одной пачки корма “Корм 2”, чем период, на который одному такому коту хватит одной пачки корма “Корм 1”?
По условию четыре кота съедают четыре пачки корма “Корм 1” за четыре дня, тогда каждый кот ест свою пачку корма “Корм 1” четыре дня. Аналогично каждый кот ест свою пачку корма “Корм 2” пять дней, следовательно, искомая величина равна (5 : 4 = 1,25).
Ответ: 1,25
Задание
2
#855
Уровень задания: Равен ЕГЭ
Один маляр может покрасить забор за 2 часа, а второй маляр тот же забор – за 3 часа. За сколько часов маляры покрасят такой же забор, работая вместе?
За час первый маляр красит (dfrac{1}{2}) забора, а второй (dfrac{1}{3}) забора.
Вместе за час они красят (dfrac{1}{2} + dfrac{1}{3} = dfrac{5}{6}) забора.
Таким образом, малярам понадобится (1 : dfrac{5}{6} = 1,2) часа.
Ответ: 1,2
Задание
3
#2139
Уровень задания: Равен ЕГЭ
Один гигантский комар может выпить литр крови за полчаса, а второй гигантский комар – за четверть часа. За сколько минут гигантские комары выпьют литр крови на двоих?
За час первый комар выпивает (2) литра, а второй (4) литра.
Вместе за час они выпьют (2 + 4 = 6) литров.
Таким образом, комарам на распитие литра крови понадобится (dfrac{1}{6}) часа, то есть (10) минут.
Ответ: 10
Задание
4
#851
Уровень задания: Равен ЕГЭ
Таня может перемыть гору посуды за 20 минут, а Настя за 60 минут. За сколько минут девочки перемоют две горы посуды, работая вместе?
За минуту Таня моет (dfrac{1}{20}) часть одной горы посуды, а Настя (dfrac{1}{60}) часть горы посуды.
Вместе за минуту они моют (dfrac{1}{20} + dfrac{1}{60} = dfrac{1}{15}) горы посуды.
Таким образом, на две горы посуды девочкам понадобится (2 : dfrac{1}{15} = 30) минут.
Ответ: 30
Задание
5
#850
Уровень задания: Равен ЕГЭ
Боря может поклеить обои в комнате общежития за 10 часов, а его сосед Савва – за 6 часов. За сколько часов ребята поклеят обои в комнате, работая вместе?
За час Боря клеит (dfrac{1}{10}) часть комнаты, а Савва (dfrac{1}{6}) часть комнаты.
Вместе за час они клеят (dfrac{1}{10} + dfrac{1}{6} = dfrac{8}{30}) комнаты.
Таким образом, ребятам понадобится (1 : dfrac{8}{30} = 3,75) часа.
Ответ: 3,75
Задание
6
#849
Уровень задания: Равен ЕГЭ
Отличник Илья решает все 300 уравнений из учебника за 2 часа, а двоечница Уля решает все 300 уравнений из учебника за 30 часов. Уля решала уравнения из учебника 10 часов, после чего на помощь пришёл Илья. Сколько времени в итоге Уля потратила на получение всех решений всех уравнений (в том числе с помощью Ильи)? Ответ дайте в часах.
За час Уля решает (dfrac{1}{30}) всех уравнений, а Илья (dfrac{1}{2}) всех уравнений.
За первые 10 часов Уля решила (10cdotdfrac{1}{30} = dfrac{1}{3}) всех уравнений, после чего ей оставалось ещё (1 — dfrac{1}{3} = dfrac{2}{3}) всех уравнений.
За час совместной работы Уля и Илья решали (dfrac{1}{30} + dfrac{1}{2} = dfrac{8}{15}) от всех уравнений, тогда (dfrac{2}{3}) от всех уравнений они решили за (dfrac{2}{3} : dfrac{8}{15} = 1,25) часа.
В итоге Уля потратила (10 + 1,25 = 11,25) часа.
Ответ: 11,25
Задание
7
#848
Уровень задания: Равен ЕГЭ
Лев съедает антилопу за 20 минут, а львица съедает такую же антилопу за 30 минут. Спустя 10 минут после того, как лев приступил к поеданию антилопы, к нему присоединилась львица, и они доели антилопу вместе. Сколько минут в такой ситуации потребовалось на поедание антилопы льву и львице?
В минуту лев съедает (dfrac{1}{20}) антилопы, а львица (dfrac{1}{30}) антилопы.
За 10 минут лев съел (dfrac{1}{20} cdot 10 = dfrac{1}{2}) антилопы, после чего осталось (1 — dfrac{1}{2} = 0,5) антилопы.
Поедая вместе, лев и львица в минуту съедают (dfrac{1}{20} + dfrac{1}{30} = dfrac{1}{12}) антилопы, тогда
с начала совместного поедания до конца прошло (0,5 : dfrac{1}{12} = 6) минут.
Всего на антилопу льву и львице потребовалось (10 + 6 = 16) минут.
Ответ: 16
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ