Giải chuyên đề Toán 12 KNTT Bài 4. Vận dụng đạo hàm để giải quyết một số bài toán tối ưu có đáp án

Một cửa sổ có dạng phía dưới là hình chữ nhật

10/15

Một cửa sổ có dạng phía dưới là hình chữ nhật, phía trên là nửa hình tròn có đường kính bằng chiều rộng của hình chữ nhật (H.2.17). Biết độ dài mép ngoài của cửa sổ phần sát tường (kể cả phần nửa đường tròn phía trên) là 10 m. Hãy tính các kích thước của hình chữ nhật để cửa sổ có diện tích lớn nhất (kết quả làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai).

blobid50-1720111037.png

0/3000 ký tự
Giải thích

Gọi x (m) là chiều rộng của hình chữ nhật, 0 < x < 10.

Khi đó, bán kính của phần cửa sổ nửa hình tròn là blobid51-1720111041.png (m).

Diện tích của phần cửa sổ nửa hình tròn là: blobid52-1720111041.png

Độ dài mép ngoài của phần cửa nửa đường tròn chính là nửa chu vi đường tròn và bằng: blobid53-1720111041.png

Độ dài mép ngoài của phần cửa hình chữ nhật và cũng là chu vi hình chữ nhật, bằng:

blobid54-1720111041.png

Chiều dài của phần cửa sổ hình chữ nhật là blobid55-1720111041.png

Diện tích của phần cửa sổ hình chữ nhật là:

blobid56-1720111041.png

Diện tích của cửa sổ là:

blobid57-1720111042.png

Xét hàm blobid58-1720111042.png trên khoảng (0; 10).

Ta có blobid59-1720111042.png blobid60-1720111042.png

Lập bảng biến thiên của hàm số trên khoảng (0; 10):

blobid61-1720111042.png

0

 

blobid62-1720111042.png

 

10

blobid63-1720111042.png

 

+

0

 

blobid64-1720111042.png

blobid65-1720111042.png

0

 

14,90

 

blobid66-1720111042.png

 

–67,81

Từ bảng biến thiên, ta có blobid67-1720111042.png khi blobid68-1720111042.png

Vậy các kích thước của hình chữ nhật lần lượt là khoảng 2,98 m và blobid69-1720111042.png