A Quadratic Model in Context
A ball is thrown, and its height above the ground, in metres, is modelled by $h(t)=-4.9t^2+19.6t+1.2$, where $t$ is the time in seconds after the ball is thrown.
(a) Find the maximum height reached by the ball. [4]
(b) Find the time at which the ball hits the ground, giving your answer correct to two decimal places. [3]
IB식 풀이 보기 4단계로 뜯어봅니다
1어디서 막히는가
(a)에서 최댓값을 구하려고 미분부터 하려는 학생이 많습니다. 이건 Calculus 없이 이차함수의 꼭짓점 공식만으로 끝나는 문제입니다.
2왜 막히는가
"최댓값"이라는 단어를 보자마자 도함수를 떠올리는 조건반사 때문입니다. 실라버스 순서상 이차함수 단원에서는 미분 없이 $t=-\dfrac{b}{2a}$ 공식으로 꼭짓점을 구하는 게 의도된 경로입니다.
3어떻게 복구하는가
(a) $t=-\dfrac{19.6}{2(-4.9)}=2$. $h(2)=-4.9(4)+19.6(2)+1.2=20.8$m.
(b) $-4.9t^2+19.6t+1.2=0$을 근의 공식으로 풀면 $t=\dfrac{-19.6\pm\sqrt{19.6^2-4(-4.9)(1.2)}}{2(-4.9)}$. 음수 시간은 기각하고 $t\approx4.06$초.
4어디로 확장되는가
미분 없이 꼭짓점 공식으로 최적화를 끝내는 이 판단은, 뒤에서 배울 Calculus의 미분 최적화 문제와 정확히 대비됩니다 — "미분이 필요한 최적화"와 "필요 없는 최적화"를 구분하는 감각이 여기서 시작됩니다.
HC Mathematics