Сумма катетов прямоугольного треугольника равна 15 см. каковы долдны быть их длины, чтобы гипотенуза треугольника была наименьшей?

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Длины катетов должны быть равны 7.5 см и 7.5 см. Шаг 1: Составление функции Пусть aa и bb — длины катетов прямоугольного треугольника в сантиметрах. По условию их сумма равна 1515, следовательно, a+b=15a plus b equals 15. Выразим один катет через другой: b=15ab equals 15 minus a. Согласно теореме Пифагора, квадрат гипотенузы c2c squared вычисляется по формуле c2=a2+b2c squared equals a squared plus b squared. Чтобы минимизировать гипотенузу cc, достаточно минимизировать её квадрат. Подставим выражение для bb в формулу: f(a)=a2+(15a)2f of a equals a squared plus open paren 15 minus a close paren squaredРазвернем выражение: f(a)=a2+22530a+a2=2a230a+225f of a equals a squared plus 225 minus 30 a plus a squared equals 2 a squared minus 30 a plus 225Шаг 2: Нахождение минимума через производную Полученная функция f(a)f of a является квадратичной зависимостью, графиком которой служит парабола с ветвями, направленными вверх. Минимум такой функции достигается в её вершине. Найдем производную функции по aa и приравняем её к нулю: f(a)=(2a230a+225)=4a30f prime of a equals open paren 2 a squared minus 30 a plus 225 close paren prime equals 4 a minus 30Приравняем производную к нулю для поиска критической точки: 4a30=04 a minus 30 equals 0 4a=304 a equals 30 a=7.5a equals 7.5Шаг 3: Определение длин обоих катетов Мы нашли значение первого катета a=7.5a equals 7.5. Теперь вычислим значение второго катета bb: b=157.5=7.5b equals 15 minus 7.5 equals 7.5Таким образом, гипотенуза будет минимальной в том случае, если прямоугольный треугольник является равнобедренным. Ответ: Длины катетов должны составлять 7.5 см и 7.5 см. Сообщите, если вам требуется разобрать решение аналогичной задачи на экстремумы для других геометрических фигур.

Форма ответа

Ваш аватар