Прямоугольный участок земли в 64 га. нужно окопать вдоль всей границы рвом. найти такие размеры участка, чтобы длина рва была наименьшей.

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для того чтобы длина рва (периметр) прямоугольного участка площадью 6464 га была наименьшей, участок должен иметь форму квадрата со сторонами 800800 метров на 800800 метров. 1. Перевод единиц измерения Площадь участка задана в гектарах. Переведем её в квадратные метры, учитывая, что 11 га =10000equals 10 space 000 м 2squared: S=64 га=64×10000=640000 м2cap S equals 64 га equals 64 cross 10 space 000 equals 640 space 000 м squared2. Составление целевой функции Пусть xx — длина одной стороны прямоугольника (в метрах), а yy — длина другой стороны. Площадь прямоугольника вычисляется по формуле: xy=640000y=640000xx center dot y equals 640 space 000 ⟹ y equals the fraction with numerator 640 space 000 and denominator x end-fraction Периметр Pcap P, который соответствует длине рва, определяется формулой: P=2(x+y)cap P equals 2 open paren x plus y close parenПодставим выражение для yy в формулу периметра, чтобы получить функцию от одной переменной xx: P(x)=2(x+640000x)=2x+1280000xcap P open paren x close paren equals 2 open paren x plus the fraction with numerator 640 space 000 and denominator x end-fraction close paren equals 2 x plus the fraction with numerator 1 space 280 space 000 and denominator x end-fraction 3. Поиск экстремума функции Для нахождения минимума функции вычислим её производную по xx и приравняем её к нулю: P(x)=21280000x2cap P prime open paren x close paren equals 2 minus the fraction with numerator 1 space 280 space 000 and denominator x squared end-fraction Установим P(x)=0cap P prime open paren x close paren equals 0: 2=1280000x22 equals the fraction with numerator 1 space 280 space 000 and denominator x squared end-fraction x2=12800002=640000x squared equals the fraction with numerator 1 space 280 space 000 and denominator 2 end-fraction equals 640 space 000 x=640000=800 мx equals the square root of 640 space 000 end-root equals 800 м 4. Проверка и расчет второй стороны Поскольку x=800x equals 800, найдем вторую сторону yy: y=640000800=800 мy equals the fraction with numerator 640 space 000 and denominator 800 end-fraction equals 800 м Так как x=yx equals y, оптимальной формой участка является квадрат. Проверим вторую производную P(x)=2560000x3cap P double prime open paren x close paren equals the fraction with numerator 2 space 560 space 000 and denominator x cubed end-fraction . При x=800x equals 800 значение P(800)>0cap P double prime open paren 800 close paren is greater than 0, что подтверждает наличие минимума функции в данной точке. На графике видно, что функция периметра достигает своего минимального значения 32003200 м при длине стороны 800800 м. Любое отклонение от формы квадрата при сохранении той же площади приведет к увеличению длины рва. Ответ Оптимальные размеры участка составляют 800800 на 800800 метров. Хотите рассчитать объем трудозатрат на выкапывание рва, если известны его глубина и ширина?

Форма ответа

Ваш аватар