Terus ke kandungan
IGCSE·Tuition
Matematik Tambahan · Pelajaran

Bina fungsi objektif daripada kekangan

Kalkulus dalam soalan pengoptimuman adalah pendek, dan penyediaan sebelumnya ialah tempat kebanyakan pelajar tersekat.

Dalam halaman ini
  1. Penyediaan tiga baris
  2. Contoh berlangkah
  3. Contoh lain dengan dinding
  4. Kesilapan yang perlu diawasi
  5. Semak kendiri
  6. Ke mana selepas ini

Untuk membina fungsi objektif, tulis kuantiti yang hendak dimaksimumkan atau diminimumkan, kemudian gunakan kekangan untuk menggantikan satu pemboleh ubah supaya tinggal satu sahaja. Barulah anda boleh membezakan.

Ini kemahiran teras dalam titik pegun dan pengoptimuman. Ia dibina atas mencari titik pegun dan mengelaskannya.

Penyediaan tiga baris

Setiap masalah pengoptimuman boleh dimulakan dengan tiga baris.

  1. Objektif: tulis formula untuk apa yang dioptimumkan, seperti A = xy.
  2. Kekangan: tulis syarat tetap sebagai persamaan, seperti 2x + y = 60.
  3. Gantian: susun kekangan untuk satu pemboleh ubah dan masukkan ke dalam objektif, supaya menjadi fungsi satu pemboleh ubah.

Jika anda boleh menulis tiga baris ini dengan kemas, selebihnya ialah rutin bezakan, selesaikan dan kelaskan yang sama seperti pelajaran terdahulu.

Contoh berlangkah

Sebuah segi empat tepat mempunyai perimeter 36 cm. Cari ukuran yang memberi luas terbesar.

Langkah 1, pemboleh ubah: katakan sisinya x cm dan y cm.

Langkah 2, kekangan: perimeter memberi 2x + 2y = 36, jadi x + y = 18 dan y = 18 − x.

Langkah 3, fungsi objektif: A = xy = x(18 − x) = 18x − x².

Langkah 4, bezakan: dA/dx = 18 − 2x. Menyamakannya dengan sifar memberi x = 9, kemudian y = 18 − 9 = 9.

Langkah 5, kelaskan: d²A/dx² = −2, iaitu negatif, jadi ini ialah maksimum.

Langkah 6, jawapan: luas terbesar ialah 9 × 9 = 81 cm², apabila segi empat tepat itu ialah segi empat sama 9 cm kali 9 cm.

Contoh lain dengan dinding

Seorang petani menggunakan 60 m pagar pada tiga sisi kandang, dengan sisi keempat bersandar pada dinding. Dengan sisi x m (dua sisi) dan y m (selari dengan dinding), kekangannya ialah 2x + y = 60. Jadi y = 60 − 2x dan A = 60x − 2x², yang mempunyai maksimum pada x = 15 dan A = 450 m².

Kekangan tidak selalu berbunyi “perimeter tetap”. Anda perlu membaca sisi mana yang memerlukan pagar.

Kesilapan yang perlu diawasi

Kesilapan lazim ialah menulis kekangan dengan salah, atau cuba membezakan sebelum menyingkirkan pemboleh ubah.

Kerja yang salah: A = xy, jadi dA/dx = y.

Pelajar menganggap y sebagai pemalar, tetapi y berubah apabila x berubah.

Pembetulannya ialah y bergantung pada x melalui kekangan, jadi gantikannya dahulu.

Bagi masalah dinding, menggunakan y = 60 − x (salah, kerana dua sisi berpanjang x) akan memberi A = 60x − x², maksimum pada x = 30 dan jawapan yang salah. Sentiasa semak kekangan dengan lakaran berlabel.

Semak kendiri

Cuba soalan ini tanpa kalkulator, kemudian buka setiap jawapan.

1. Dua nombor berjumlah 12. Cari hasil darab terbesar yang mungkin.

Tunjuk jawapan

Katakan nombor itu x dan 12 − x. P = x(12 − x) = 12x − x². dP/dx = 12 − 2x = 0 memberi x = 6. d²P/dx² = −2 < 0, jadi ia maksimum.

Hasil darab terbesar = 6 × 6 = 36

2. Dua nombor berjumlah 10. Cari nilai terkecil bagi hasil tambah kuasa dua kedua-duanya.

Tunjuk jawapan

S = x² + (10 − x)² = 2x² − 20x + 100. dS/dx = 4x − 20 = 0 memberi x = 5. d²S/dx² = 4 > 0, jadi ia minimum.

Hasil tambah kuasa dua terkecil = 25 + 25 = 50

3. Sebuah segi empat tepat mempunyai perimeter 50 cm. Tulis luasnya sebagai fungsi satu pemboleh ubah dan cari luas terbesar.

Tunjuk jawapan

x + y = 25, jadi y = 25 − x dan A = 25x − x². dA/dx = 25 − 2x = 0 memberi x = 12.5, jadi y = 12.5. d²A/dx² = −2 < 0, iaitu maksimum.

Luas terbesar = 12.5 × 12.5 = 156.25 cm²

Ke mana selepas ini

Pelajaran seterusnya membincangkan julat x yang dihadkan: semak titik hujung serta nilai pegun. Penjelajah gubahan dan songsangan fungsi mungkin membantu jika anda mahu lebih latihan menggantikan satu ungkapan ke dalam yang lain.

Dalam tuisyen Matematik Tambahan dalam talian satu dengan satu, guru anda boleh menyemak tiga baris penyediaan ini dahulu, kerana penyediaan yang kemas memendekkan seluruh penyelesaian.

Soalan lazim

Apakah fungsi objektif?

Ia ialah kuantiti yang anda mahu jadikan sebesar atau sekecil mungkin, ditulis sebagai formula. Bagi kandang, ia mungkin luas A = xy. Untuk membezakannya, anda perlu menulisnya dahulu dalam sebutan satu pemboleh ubah sahaja.

Apakah kekangan?

Kekangan ialah syarat tetap dalam masalah, seperti 60 m pagar atau isi padu 32 cm³. Ia memberi satu persamaan yang mengaitkan pemboleh ubah, yang anda gunakan untuk menyingkirkan satu pemboleh ubah daripada fungsi objektif.

Bagaimana saya tahu pemboleh ubah mana yang hendak disingkirkan?

Pilih yang lebih mudah dijadikan subjek rumus dalam kekangan. Biasanya itu ialah pemboleh ubah berkuasa 1 yang tiada sebutan lain bersamanya. Kedua-dua pilihan membawa kepada optimum yang sama, tetapi satu laluan mempunyai algebra yang lebih ringkas.

Dikemas kini:

Langkah seterusnya

Jika anda faham kalkulus tetapi tidak tahu di mana hendak bermula pada masalah bercerita, guru satu dengan satu boleh menyelesaikan penyediaan bersama anda sehingga tiga baris pertama terasa rutin.

Kelas percubaan berbayar satu jam pada kadar guru yang disahkan, bermula RM80.

Tuisyen diatur bersama ibu bapa atau penjaga. Hantar halaman ini kepada mereka melalui WhatsApp supaya mereka boleh bertanya bagi pihak anda.

Ibu bapa: tanya di sini

  • 9,000+ pelajar telah dibantu melalui perkhidmatan kami
  • 9+ tahun membantu pelajar IGCSE