Задача к ЕГЭ на тему «Задачи, сводящиеся к решению неравенств» №28

Материальная точка N  движется в поле силы тяжести. Для неё справедлив закон сохранения энергии в виде

  2 mv-+ mgz = h,  2

где v = 6  м/с – ее скорость, g = 10 м/с2  — ускорение свободного падения, z  — высота над уровнем моря, на которой находится точка (в метрах), h  — ее механическая энергия в Дж, m  — ее масса в кг. Определите, какое наименьшее значение может иметь масса точки, чтобы существовало значение z ∈ [5;10],  при котором механическая энергия оказалась бы не менее, чем 236 Дж. Ответ дайте в килограммах.

Для некоторого z ∈ [5;10]  должно выполняться

18m + 10mz ≥ 236 (18+ 10z)m ≥236         118   m ≥ 9-+5z

Рассмотрим отдельно выражение  118 9+-5z  при z ∈[5;10]:

   5≤ z ≤ 10   25≤ 5z ≤ 50 34 ≤9 + 5z ≤ 59  1-≤ --1-- ≤ -1 59  9 + 5z   34    -118-   118 2≤ 9 +5z ≤ 34

В итоге на z ∈ [5;10]:

m ≥  -118--≥ 2,      9+ 5z

следовательно, для выполнения условия задачи m  не может быть меньше 2, причём при z = 10  неравенство

m ≥ --118-     9 +5z

принимает вид m ≥2,  следовательно, наименьшее допустимое значение массы точки N  равно 2 кг.

Оцените статью
Я решу все!