Bài tập ôn tập Toán 12 Cánh diều Chương 1 có đáp án

Độ bền S của dầm gỗ hình chữ nhật tỉ lệ với tích của chiều rộng w và bình phương chiều sâu d của nó (xem hinh vẽ). Tìm kích thước của dầm gỗ bền nhất có thể được cắt từ một khúc gỗ hình

51/55

B. Tự luận

Độ bền \(S\) của dầm gỗ hình chữ nhật tỉ lệ với tích của chiều rộng \(w\) và bình phương chiều sâu \(d\) của nó (xem hinh vẽ). Tìm kích thước của dầm gỗ bền nhất có thể được cắt từ một khúc gỗ hình trụ có đường kính bằng 12 inch.

index_html_e26831820d2a0c06.png

0/3000 ký tự
Giải thích

Từ đề bài suy ra công thức tính độ bền của dầm gỗ có dạng \(S = kw{d^2}\) với hằng số \(k > 0\) cố định nào đó (là hệ số tỉ lệ). Mặt khác, do \({d^2} + {w^2} = 144\) nên ta có \(S = kw\left( {144 - {w^2}} \right) = k\left( {144w - {w^3}} \right)\), \(0 < w < 12\).

Ta có: \(S' = k\left( {144 - 3{w^2}} \right);S' = 0 \Leftrightarrow w = 4\sqrt 3 \) (do \(w > 0\)).

Lập bảng biến thiên của hàm số:

index_html_8b4036ee02f956c6.png

Vậy dầm gỗ có độ bền lớn nhất khi có chiều rộng \(w = 4\sqrt 3 \) inch và chiều sâu \(d = 4\sqrt 6 \) inch.