Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела функции
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#86476

За время освоения космического пространства на различных орбитах скопилось по данным NASA около 300 тысяч объектов космического мусора. Дальнейшее использование космического пространства в ближайшем будущем может быть существенно осложнено всё возрастающей угрозой столкновения с космическим мусором. Согласно результатам исследований, удаление 3-5 крупных объектов в год с низких околоземных орбит позволяет предотвратить цепную реакцию роста объектов космического мусора в будущем. На данный момент работающей технологией по утилизации космического мусора является увод старых спутников. Это можно сделать с помощью аппаратов-захватчиков, которые буксируют мусор на орбиты для захоронения.

Рассмотрим плоскость орбиты захоронения. Пусть крупный фрагмент мусора движется в этой плоскости по эллиптической орбите с большой полуосью равной 5000 км, малой - 2500 км. (Для удобства вычислений все расчеты будем производить в тысячах километров.) Введем систему координат с началом отсчета в центре рассматриваемого эллипса, с осью абсцисс, направленной вдоль большой полуоси. Тогда уравнение траектории движения обломка запишется следующим образом: x2+ 4y2 = 25  .

На некотором удалении по оси абсцисс находится межпланетная научная станция S  . С нее стартует летательный аппарат-захватчик, который движется по параболической траектории: (y+ 1)2 =− 9⋅(x − 7)∕4  . Он должен совершить маневр по переходу с одной орбиты на другую и плавно подойти к обломку для изменения его скорости и направления движения.

PIC

Определите координаты точки касания указанных траекторий и угол, который образует с положительным направлением оси абсцисс касательная к параболической траектории в начальный момент времени в точке S  .

Показать ответ и решение

Выразим из уравнений

 2   2           2     x−-7
x + 4y = 25 и (y +1) = −9⋅ 4

функции в явном виде:

     ∘------
y =±   25-− x2-и y = −1± ∘ −9⋅(x− 7)∕4
         4

Найдём их производные:

 ′   1-(−2x)-   ′   1---(−9)---
y =± 4√25−-x2 и y =± 4∘ −9⋅(x−-7)

Приравняем производные друг к другу:

± 1√(−2x)-= ±1 ∘--(−9)---
  4 25− x2   4  − 9⋅(x− 7)

√-2x--2 = ∘---9-----
 25− x     −9⋅(x− 7)

-4x2--  -9--
25 − x2 = 7− x

28x2− 4x3 =9 ⋅25− 9x2

Будем искать целые решения уравнения. Если такие есть, то они являются делителями свободного члена.

x= 3  подходит. Преобразуем уравнение, поделив на x− 3  , получим

      ( 2        )
(x− 3)4x − 25x − 75 = 0

     (    25 +5√73) (   25− 5√73)
(x− 3) x −---8----  x− ---8---- = 0

Но 0< x< 7,  поэтому подходит только x= 3  . Подставляя x= 3  в любое из исходных выражений, находим y = 2  . Значит координаты точки касания (3;2)  .

При

y= 0,(1)2 =−9 ⋅(x− 7)∕4

получаем

x= 59
    9

Подставляем в производную и находим тангенс угла касательной в начальный момент:

y′ = ±1∘---(−9)---- =± (−-9)
     8  −9 ⋅(x− 7)∕4      8

        (−9)
α = arctg   8
Ответ:

координаты (3;2)

угол      (9)
− arctg 8 или        (9)
π− arctg  8

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!