(0,5 điểm) Bác Nam muốn làm một cửa sổ khuôn gỗ
8/8
(0,5 điểm) Bác Nam muốn làm một cửa sổ khuôn gỗ, phía trên có dạng nửa hình tròn, phía dưới có dạng hình chữ nhật. Biết rằng đường kính của nửa hình tròn cũng là cạnh phía trên của hình chữ nhật và tổng độ dài của khuôn gỗ (các đường in đậm trong hình bên, bỏ qua độ rộng của cạnh khuôn gỗ) là 8m. Em hãy giúp bác An tính độ dài các cạnh của hình chữ nhật để cửa sổ có diện tích lớn nhất.
Gọi đường kính của nửa hình tròn là \[x\,(m;\,\,0 < x < 8)\]
Khi đó bán kính: \[\frac{x}{2}\,(m)\]
Gọi cạnh còn lại của hình chữ nhật là \[y\,\,(m;\,0 < y < 8)\]
khi đó tổng độ dài của khuôn gỗ
\[\begin{array}{l}\frac{{\pi x}}{2} + x + 2y = 8\\\left( {\frac{\pi }{2} + 1} \right)x + 2y = 8\\y = 4 - \left( {\frac{{\pi + 2}}{4}} \right)x\end{array}\]
S cửa sổ \[S = \frac{1}{2}\pi .{\left( {\frac{x}{2}} \right)^2} + xy = \frac{{\pi {x^2}}}{8} + xy\]
\[\frac{{\pi {x^2}}}{8} + x\left[ {4 - \left( {\frac{{\pi + 2}}{4}} \right)x} \right]\]
= … = \[ - \frac{{\pi + 4}}{8}{\left( {x - \frac{{16}}{{\pi + 4}}} \right)^2} + \frac{{32}}{{\pi + 4}} \le \frac{{32}}{{\pi + 4}}\]
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \[x = \frac{{18}}{{\pi + 4}}\] nên \[y = \frac{8}{{\pi + 4}}\]