Давайте разберем задачу по шагам.
У нас есть закон движения лошади:
\[ s(t) = 10t - 2t^2 \]
где:
- \( s(t) \) — положение лошади в зависимости от времени \( t \)
- \( t \) — время (предположим, что в секундах)
Цель — понять, как движется лошадь, исходя из этого закона.
Шаг 1: Определение характера движения
Закон — квадратичная функция с положительным коэффициентом при \( t \), равным \( -2 \).
Это означает, что график функции — парабола, открывающаяся вниз (так как коэффициент при \( t^2 \) отрицательный).
Шаг 2: Построение графика и основные особенности
Начальное положение: при \( t=0 \), \[ s(0) = 10 \times 0 - 2 \times 0^2 = 0 \] — лошадь изначально в положении 0.
Время достижения максимальной точки (максимальной высоты/положения):
Като вершину параболы находится в точке — вершина.
Для квадратичной функции \( s(t) = at^2 + bt + c \), вершина находится по формуле:
\[ t_{вершины} = - \frac{b}{2a} \]
Здесь:
\( a = -2 \),
\( b = 10 \),
поэтому:
\[ t_{вершины} = - \frac{10}{2 \times (-2)} = - \frac{10}{-4} = 2.5 \]
- Максимальное положение (вершина параболы):
Подставим \( t=2.5 \) в исходную функцию:
\[ s(2.5) = 10 \times 2.5 - 2 \times (2.5)^2 = 25 - 2 \times 6.25 = 25 - 12.5 = 12.5 \]
Это означает, что в момент \( t=2.5 \) секунд лошадь достигает точки максимального положения — 12.5 (предположим, что в метрах).
Шаг 3: Время, когда лошадь возвращается в начальное положение
Поскольку парабола симметрична относительно вершины, лошадь вернется в исходную точку ( \( s=0 \) ), когда уравнение \( s(t) = 0 \) выполняется:
\[ 10t - 2t^2 = 0 \] \[ t(10 - 2t) = 0 \] Значит, либо:
- \( t=0 \) (начальный момент),
- либо \( 10 - 2t=0 \Rightarrow 2t=10 \Rightarrow t=5 \)
Итак, лошадь возвращается в исходное положение в момент \( t=5 \) секунд.
Итог:
- Лошадь начинает движение из положения 0 в момент времени \( t=0 \).
- Она движется вперед, достигая максимальной точки 12.5 метров в момент \( t=2.5 \) сек.
- Затем движется назад и возвращается в исходное положение в момент \( t=5 \) сек.
Общее движение:
Лошадь бежит туда и обратно за 5 секунд, достигая максимальной дальности в середине этого времени.
Если есть желание, можно дополнительно найти скорость (производную \( s(t) \)) и ускорение, чтобы понять, как меняется скорость на протяжении движения.