Một bác nông dân có ba tấm lưới thép B40, mỗi tấm dài a (m) và muốn rào một mảnh vườn dọc bờ sông có dạng hình thang cân ABCD như Hình 36 (bờ sông là đường thẳng CD không phải rào). Hỏi bác đó có thể rào được mảnh vườn có diện tích lớn nhất là bao nhiêu mét vuông?

Giả sử chiều dài từng mặt của ba mặt hàng rào song song nhau là x (m).

Chi phí để làm ba mặt hàng rào song song là: 3 ∙ x ∙ 50 000 = 150 000x (đồng).

Chi phí để làm mặt hàng rào song song với bờ sông là: 15 000 000 – 150 000x (đồng).

Chiều dài của mặt hàng rào song song với bờ sông là

  $\frac{15000000-150000x}{60000}=\frac{1500-15x}{6}$ (m).

Rõ ràng, x phải thỏa mãn điều kiện 0 < x < 100.

Giả sử diện tích hàng rào không đáng kể, khi đó diện tích hai khu đất thu được sau khi làm hàng rào là S(x) =  $\frac{x\left(1500-15x\right)}{6}=\frac{-15x^2+1500x}{6}$ (m²).

Xét hàm số  $S\left(x\right)=\frac{-15x^2+1500x}{6}$ với x ∈ (0; 100).

Ta có S'(x) =  $-\frac{15}{3}x+\frac{1500}{6}$.

Trên khoảng (0; 100), S'(x) = 0 khi x = 50.

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

Căn cứ bảng biến thiên, ta thấy: Trên khoảng (0; 100), hàm số S(x) đạt giá trị lớn nhất bằng 6 250 tại x = 50.

Vậy diện tích lớn nhất của hai khu đất thu được sau khi làm hàng rào là 6 250 m².

Đặt A'M = x (m).

Suy ra B'M = A'B' – A'M = 2 200 – x (m).

Rõ ràng, x phải thỏa mãn điều kiện 0 < x < 2 200.

Áp dụng định lí Pythagore ta tính được:

AM =  $\sqrt{A{A^{\text{'}}}^2+A^{\text{'}}{M}^2}=\sqrt{{500}^2+x^2}$ (m);

BM =  $\sqrt{B{B^{\text{'}}}^2+B^{\text{'}}{M}^2}=\sqrt{{600}^2+{\left(2200-x\right)}^2}$ (m).

Tổng khoảng cách từ hai vị trí A, B đến vị trí M là

D = AM + BM =  $\sqrt{{500}^2+x^2}+\sqrt{{600}^2+{\left(2200-x\right)}^2}$ (m).

Xét hàm số D(x) =  $\sqrt{{500}^2+x^2}+\sqrt{{600}^2+{\left(2200-x\right)}^2}$ với x ∈ (0; 2 200).

Ta có  $D^{\text{'}}\left(x\right)=\frac{x}{\sqrt{{500}^2+x^2}}+\frac{x-2200}{\sqrt{{600}^2+{\left(2200-x\right)}^2}}$;

Trên khoảng (0; 2 200), ta thấy D'(x) = 0 khi x = 1 000.

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

Căn cứ vào bảng biến thiên, ta thấy hàm số D(x) đạt giá trị nhỏ nhất bằng  $1100\sqrt{5}$ tại x = 1 000.

Vậy giá trị nhỏ nhất của tổng khoảng cách cần tìm là  $1100\sqrt{5}$  m.