40 bài tập Một số bài toán thực tế liên quan đến GTLN, GTNN của hàm số (có lời giải)

Một trang sách có dạng hình chữ nhật với diện tích là 384 cm^2. Sau khi để lề trên và lề dưới đều là 3 cm

24/40

Một trang sách có dạng hình chữ nhật với diện tích là 384 cm2. Sau khi để lề trên và lề dưới đều là 3 cm, để lề trái và lề phải đều là 2 cm. Phần còn lại của trang sách được in chữ. Kích thước tối ưu của trang sách là bao nhiêu để phần in chữ trên trang sách có diện tích lớn nhất?

0/3000 ký tự
Giải thích

Một trang sách có dạng hình chữ nhật với diện tích là 384 cm^2. Sau khi để lề trên và lề dưới đều là 3 cm (ảnh 1)

Gọi \({\rm{x}}({\rm{cm}})\) là chiều rộng của trang sách.

Khi đó, chiều dài của trang sách là \(\frac{{384}}{x}(\;{\rm{cm}})\).

Sau khi đế lề thì phần in chữ có dạng hình chữ nhật có chiều rộng là \(x - 4(\;{\rm{cm}})\) và chiều dài là \(\frac{{384}}{x} - 6(\;{\rm{cm}})\).

Rõ ràng, \({\rm{x}}\) phải thóa mãn điều kiện \(4 < x < 64\).

Diện tích phần in chữ trên trang sách là: \(S(x) = (X - 4)\left( {\frac{{384}}{x} - 6} \right) = \frac{{ - 6{x^2} + 408x - 1536}}{x}\left( {\;{\rm{c}}{{\rm{m}}^2}} \right){\rm{. }}\)

Xét hàm số \({\rm{S}}({\rm{X}}) = \frac{{ - 6{x^2} + 408x - 1536}}{x}\) với \({\rm{x}} \in (4;64)\).

Ta có \(S(x) = \frac{{ - 6{x^2} + 1536}}{{{x^2}}} < 0\); \(S(x) = 0 \Leftrightarrow - 6{x^2} + 1536 = 0 \Leftrightarrow x = - 16{\rm{ ho?c }}x = 16.{\rm{ }}\)

Khi đó trên khoảng \((4;64),S(x) = 0\) khi \(x = 16\).

Bảng biến thiên của hàm số \(S(x)\) như sau:

Một trang sách có dạng hình chữ nhật với diện tích là 384 cm^2. Sau khi để lề trên và lề dưới đều là 3 cm (ảnh 2)

Căn cứ vào bảng biến thiên, ta thấy: Trên khoảng \((4;64)\), hàm số \(S(x)\) đạt giá trị lớn nhất bẳng 216 tại \(x = 16\). Khi đó, \(\frac{{384}}{{16}} = 24\).

Vậy kích thước tối ưu của trang sách là \(16 \times 24(\;{\rm{cm}})\) thì in chữ trền trang sách có diện tích lớn nhất.