Для определения скорости материальной точки в любой момент времени ( t ), нужно найти первую производную функции ( x(t) ). Функция ( x(t) ) задает положение точки в зависимости от времени.
Дана функция:
[ x(t) = -t^4 + 6t^3 + 5t + 23 ]
Находим первую производную ( x(t) ):
[ x'(t) = \frac{d}{dt}(-t^4 + 6t^3 + 5t + 23) ]
Используем правила дифференцирования для полиномиальных функций:
- Производная от ( t^n ) равна ( nt^{n-1} ).
- Константы при дифференцировании исчезают, так как их производная равна нулю.
Применим эти правила к каждому члену функции:
[ x'(t) = \frac{d}{dt}(-t^4) + \frac{d}{dt}(6t^3) + \frac{d}{dt}(5t) + \frac{d}{dt}(23) ]
Производные отдельных членов:
[ \frac{d}{dt}(-t^4) = -4t^3 ]
[ \frac{d}{dt}(6t^3) = 18t^2 ]
[ \frac{d}{dt}(5t) = 5 ]
[ \frac{d}{dt}(23) = 0 ]
Соберем все вместе:
[ x'(t) = -4t^3 + 18t^2 + 5 ]
Теперь найдем скорость в момент времени ( t = 3 ) секунды:
[ x'(3) = -4(3)^3 + 18(3)^2 + 5 ]
Вычислим значения степеней и произведений:
[ x'(3) = -4 \cdot 27 + 18 \cdot 9 + 5 ]
[ x'(3) = -108 + 162 + 5 ]
Суммируем результаты:
[ x'(3) = -108 + 162 + 5 ]
[ x'(3) = 54 + 5 ]
[ x'(3) = 59 ]
Таким образом, скорость материальной точки в момент времени ( t = 3 ) секунды составляет ( 59 ) метров в секунду.