Анонимно
Проволока длиной 1 метр должна быть поделена на 2 части. Из первой части сделают круг, из второй квадрат. Какую длину должны иметь первая и вторая часть проволоки, чтобы сумма площадей круга и квадрата была максимальной?
Ответ
Анонимно
Можно решать графически, нарисовав график зависимости суммарной площади от периметра одной из фигур (например, круга).
Периметр фигуры- это и есть длина куска проволоки, взятой для изготовления этой фигуры. Длину для удобства будем выражать в сантиметрах (т.е. длина проволоки будет 100см).
Обозначим периметр круга как x (икс)
Тогда периметр квадрата будет равен оставшемуся куску проволоки, то есть: 100-x
Периметр круга равен два пи, умножить на радиус ( [tex]P=2\pi r[/tex] ).
Отсюда, радиус равен: [tex]r=\frac{P}{2\pi}=\frac{x}{2\pi}[/tex]
Площадь круга равна пи умножить на радиус в квадрате: [tex]S=\pi r^2=\pi(\frac{x}{2\pi})^2=\pi\frac{x^2}{4\pi^2}=\frac{x^2}{4\pi}[/tex]
Периметр квадрата равен четырём его сторонам ( [tex]P=4a[/tex] ).
Отсюда, сторона равна: [tex]a=\frac{P}{4}=\frac{100-x}{4}[/tex]
Площадь квадрата равна: [tex]S=a^2=(\frac{100-x}{4})^2=\frac{10000-200x+x^2}{16}=x^2-12,5x+625[/tex]
Теперь, запишем чему равна сумма площадей круга и квадрата:
[tex]S=\frac{x^2}{4\pi}+x^2-12,5x+625=(1+\frac{1}{4\pi})x^2-12,5x+625[/tex]
Как видим, получилось уравнение параболы, у которой ветви направлены вверх (так как коэффициент при икс квадрат- положительный).
Если поразмыслить, то мы поймём, что у такой параболы максимальное значение y для любого отрезка по x будет на одном из концов этого отрезка (на том, который дальше от вершины параболы).
Подтвердим это, построив график функции [tex]y=(1+\frac{1}{4\pi})x^2-12,5x+625[/tex]
Для начала, вычислим несколько значений функции при разных икс:
x y
0 795,8
10 650,8
20 534,3
30 446,2
40 386,5
50 355,2
60 352,3
70 377,9
80 431,8
90 514,2
100 625,0
Затем, по этим точкам построим график (смотри приложенный рисунок).
По графику видно, что максимальное значение суммарной площади получается при x=100 (хотя, это видно и без графика, по вычисленным значениям функции).
Значит, длина первой части проволоки (для изготовления круга) нужна 100 сантиметров (т.е. 1 метр), а длина второй части- для квадрата получится равной: 100-x = 100-100 = 0см.
То есть максимальная площадь получится, если квадрат вообще не делать, а всю проволоку пустить на изготовление круга.
Периметр фигуры- это и есть длина куска проволоки, взятой для изготовления этой фигуры. Длину для удобства будем выражать в сантиметрах (т.е. длина проволоки будет 100см).
Обозначим периметр круга как x (икс)
Тогда периметр квадрата будет равен оставшемуся куску проволоки, то есть: 100-x
Периметр круга равен два пи, умножить на радиус ( [tex]P=2\pi r[/tex] ).
Отсюда, радиус равен: [tex]r=\frac{P}{2\pi}=\frac{x}{2\pi}[/tex]
Площадь круга равна пи умножить на радиус в квадрате: [tex]S=\pi r^2=\pi(\frac{x}{2\pi})^2=\pi\frac{x^2}{4\pi^2}=\frac{x^2}{4\pi}[/tex]
Периметр квадрата равен четырём его сторонам ( [tex]P=4a[/tex] ).
Отсюда, сторона равна: [tex]a=\frac{P}{4}=\frac{100-x}{4}[/tex]
Площадь квадрата равна: [tex]S=a^2=(\frac{100-x}{4})^2=\frac{10000-200x+x^2}{16}=x^2-12,5x+625[/tex]
Теперь, запишем чему равна сумма площадей круга и квадрата:
[tex]S=\frac{x^2}{4\pi}+x^2-12,5x+625=(1+\frac{1}{4\pi})x^2-12,5x+625[/tex]
Как видим, получилось уравнение параболы, у которой ветви направлены вверх (так как коэффициент при икс квадрат- положительный).
Если поразмыслить, то мы поймём, что у такой параболы максимальное значение y для любого отрезка по x будет на одном из концов этого отрезка (на том, который дальше от вершины параболы).
Подтвердим это, построив график функции [tex]y=(1+\frac{1}{4\pi})x^2-12,5x+625[/tex]
Для начала, вычислим несколько значений функции при разных икс:
x y
0 795,8
10 650,8
20 534,3
30 446,2
40 386,5
50 355,2
60 352,3
70 377,9
80 431,8
90 514,2
100 625,0
Затем, по этим точкам построим график (смотри приложенный рисунок).
По графику видно, что максимальное значение суммарной площади получается при x=100 (хотя, это видно и без графика, по вычисленным значениям функции).
Значит, длина первой части проволоки (для изготовления круга) нужна 100 сантиметров (т.е. 1 метр), а длина второй части- для квадрата получится равной: 100-x = 100-100 = 0см.
То есть максимальная площадь получится, если квадрат вообще не делать, а всю проволоку пустить на изготовление круга.
Новые вопросы по Математике
5 - 9 классы
21 секунда назад
10 - 11 классы
27 секунд назад
1 - 4 классы
35 секунд назад
5 - 9 классы
37 секунд назад
Нужен ответ
10 - 11 классы
1 месяц назад
Студенческий
1 месяц назад
Студенческий
1 месяц назад
Студенческий
1 месяц назад
Студенческий
1 месяц назад