(Trả lời ngắn) 23 bài tập Ứng dụng đạo hàm để giải quyết một số vấn đề liên quan đến thực tiễn (có lời giải)

(Trả lời ngắn) Một cái hộp có dạng hình hộp chữ nhật có thể tích bằng 48 và chiều dài gấp đôi chiều rộng. Chất liệu làm đáy và 4 mặt bên của hộp

20/23

Một cái hộp có dạng hình hộp chữ nhật có thể tích bằng \[48\] và chiều dài gấp đôi chiều rộng. Chất liệu làm đáy và \[4\] mặt bên của hộp có giá thành gấp ba lần giá thành của chất liệu làm nắp hộp. Gọi \[h\] là chiều cao của hộp để giá thành của hộp là thấp nhất. Biết \[h = \frac{m}{n}\] với \[m\], \[n\] là các số nguyên dương nguyên tố cùng nhau. Tổng \[m + n\] bằng bao nhiêu?

0/3000 ký tự
Giải thích

(Trả lời ngắn) Một cái hộp có dạng hình hộp chữ nhật có thể tích bằng 48 và chiều dài gấp đôi chiều rộng. Chất liệu làm đáy và 4 mặt bên của hộp (ảnh 1)

Gọi chiều dài, chiều rộng của hộp là \(2x\) và \(x\)\((x > 0)\).

Khi đó, ta có thể tích của cái hộp là: \[V = 2{x^2}.h \Rightarrow 2{x^2}.h = 48 \Leftrightarrow {x^2}.h = 24\]

Do giá thành làm đáy và mặt bên hộp là \(3\), giá thành làm nắp hộp là \(1\)nên giá thành làm hộp là

\[L = 3\left( {2{x^2} + 2xh + 4xh} \right) + 2{x^2}\]

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho ba số không âm ta được:

\[L = 8{x^2} + 9xh + 9xh \ge \]\[3\sqrt[3]{{8{x^2}.9xh.9xh}}\]\[ = 3\sqrt[3]{{648{{\left( {{x^2}h} \right)}^2}}} = 216\]

Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi: \(\left\{ \begin{array}{l}8{x^2} = 9xh\\{x^2}h = 24\end{array} \right.\)\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = \frac{{9h}}{8}\\\frac{{{9^2}}}{{{8^2}}}.{h^3} = 24\end{array} \right.\)\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 3\\h = \frac{8}{3}\end{array} \right.\)

Vậy \(m = 8\),\(n = 3\) và \(m + n = 11\).