Давайте подробно разберем задачу, чтобы понять, как движется тело, и как найти искомые показатели.
Шаг 1. Анализ закона движения
Задан закон движения тела:
\[ x(t) = 5 - t + 2t^2 \]
где:
- \( x(t) \) — координата тела в моменты времени \( t \),
- \( t \) — время в секундах.
Шаг 2. Нахождение координаты через 3 секунды
Подставляем \( t = 3 \) в уравнение:
\[ x(3) = 5 - 3 + 2 \times 3^2 \]
Вычислим поэтапно:
\[ 3^2 = 9 \]
тогда:
\[ x(3) = 5 - 3 + 2 \times 9 \]
\[ x(3) = 5 - 3 + 18 \]
\[ x(3) = (5 - 3) + 18 = 2 + 18 = 20 \]
Ответ: координата через 3 секунды составляет \( \boxed{20} \) единиц.
Шаг 3. Нахождение скорости движения
Скорость — это первая производная координаты по времени:
\[ v(t) = \frac{dx}{dt} \]
Вычислим производную функции \( x(t) \):
\[ x(t) = 5 - t + 2t^2 \]
Производная:
\[ v(t) = 0 - 1 + 4t = 4t - 1 \]
Ответ: функция скорости — \(\boxed{v(t) = 4t - 1}\).
Шаг 4. Значение скорости через 3 секунды
Подставим \( t=3 \):
\[ v(3) = 4 \times 3 - 1 = 12 - 1 = 11 \]
Ответ: скорость через 3 секунды равна \( \boxed{11} \) единиц.
Шаг 5. Построение графика зависимости скорости от времени
График функции:
\[ v(t) = 4t - 1 \]
- Это линейная функция с наклоном 4 и сдвигом по оси \( v \) на -1.
- Он пересекает ось \( v \), когда \( v(t) = 0 \):
\[ 0 = 4t - 1 \Rightarrow t = \frac{1}{4} = 0.25 \text{ секунд} \]
График — прямая, проходящая через точку \((0.25, 0)\), с наклоном вверх.
Итоговые ответы:
- Координата через 3 секунды: 20
- Скорость через 3 секунды: 11
- График зависимости скорости от времени: прямая \(v(t) = 4t - 1\), возрастает с наклоном 4, пересекает ось \(v\) в точке \(t=0.25\).
Если нужно, я могу помочь построить этот график или дополнительно объяснить любые шаги!