Câu hỏi:
12/07/2024 5,705
Người ta muốn xây một đường cống thoát nước có mặt cắt ngang là hình tạo bởi một nửa hình tròn ghép với một hình chữ nhật (Hình 6). Biết rằng mặt cắt ngang có diện tích 2 m2. Các kích thước x, y (đơn vị: m) bằng bao nhiêu để chu vi của mặt cắt ngang là nhỏ nhất? Tính chu vi nhỏ nhất đó.
Người ta muốn xây một đường cống thoát nước có mặt cắt ngang là hình tạo bởi một nửa hình tròn ghép với một hình chữ nhật (Hình 6). Biết rằng mặt cắt ngang có diện tích 2 m2. Các kích thước x, y (đơn vị: m) bằng bao nhiêu để chu vi của mặt cắt ngang là nhỏ nhất? Tính chu vi nhỏ nhất đó.
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Đường kính của nửa hình tròn là x (m, x > 0), suy ra bán kính nửa hình tròn là 
(m).
Diện tích phần mặt cắt hình chữ nhật là S1 = xy (m2). (x, y > 0)
Diện tích phần mặt cắt nửa hình tròn là S2 = 
(m2).
Theo bài ra ta có S1 + S2 = 2 hay 
, suy ra 
.
Vì x, y > 0 nên 
, từ đó suy ra 
.
Chu vi nửa hình tròn là C1 = 
πx (m).
Chu vi mặt cắt ngang là
C = 
(m) với .
Xét hàm số f(x) = 
với .
Ta có 
;
f'(x) = 0 
.
Bảng biến thiên:
Từ bảng biến thiên, ta có 
, đạt được tại 
.
Với thì 
.
Vậy (m) và 
(m) thì chu vi của mặt cắt ngang là nhỏ nhất và giá trị nhỏ nhất này bằng 
(m).
Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay
Sách thầy cô Vietjack biên soạn:
- 250+ Công thức giải nhanh môn Toán 12 (chương trình mới) ( 18.000₫ )
- 20 đề thi tốt nghiệp môn Toán (có đáp án chi tiết) ( 38.500₫ )
- Sổ tay lớp 12 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Sử, Địa, KTPL (chương trình mới) ( 36.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
Bình luận
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Đặt IM = x (km, 0 ≤ x ≤ 3).
Suy ra IC = 3 – x (km).
Vì M là trung điểm của AB nên MA = MB = 2 km.
Áp dụng định lí Pythagore trong các tam giác vuông AMI và BMI, ta có:
IA = IB = 
(km).
Tổng độ dài đường ống dẫn nước thải là
d = IA + IB + IC = 
(km).
Xét hàm số y = với 0 ≤ x ≤ 3, ta có:
y' = 
;
y' = 0 ⇔ 
⇔ 3x2 = 4 ⇒ x = 
.
Ta có y(0) = 7; 
; y(3) = 
.
Do đó, 
.
Suy ra giá trị nhỏ nhất của d khoảng 6,46 km, đạt được khi 
(km).
Vậy cần chọn vị trí điểm I đặt cách vị trí M (trung điểm của AB) một khoảng xấp xỉ bằng 1,15 km thì tổng độ dài đường ống dẫn nước thải nhỏ nhất và giá trị nhỏ nhất này xấp xỉ bằng 6,46 km.
Lời giải
Từ hình vẽ, ta tính được kích thước hình chữ nhật phần mặt nước là a – 3 (m) và b – 2 (m). Từ đó suy ra a > 3 và b > 2.
Diện tích phần mặt nước là S1 = (a – 3)(b – 2) = 54 (m2)
Suy ra 
(m).
Diện tích phần đường đi là S = ab – 54 = 
(m2).
Xét hàm số 
với a ∈ (3; + ∞).
Ta có 
;
S'(a) = 0 
.
Bảng biến thiên:
Từ bảng biến thiên, ta có 
, đạt được khi a = 12.
Với a = 12 thì ta có 
.
Vậy bề mặt của lồng có chiều dài và chiều rộng lần lượt là 12 m và 8 m thì diện tích phần đường đi là bé nhất.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
🔥 Đề thi HOT:
-
5920 câu Trắc nghiệm tổng hợp môn Toán 2023 có đáp án (Phần 1)
-
80 câu Trắc nghiệm Tích phân có đáp án (Phần 1)
-
135 câu Bài tập Hình học mặt nón, mặt trụ, mặt cầu cực hay có lời giải (P1)
-
56 câu Chuyên đề Toán 12 Bài 2: Lôgarit có đáp án
-
79 câu Chuyên đề Toán 12 Bài 2 Dạng 1: Xác định vectơ pháp tuyến và viết phương trình mặt phẳng có đáp án
-
15 câu Trắc nghiệm Số phức có đáp án (Vận dụng)
-
87 câu Chuyên đề Toán 12 Bài 3 Dạng 1: Xác định vectơ pháp tuyến và viết phương trình mặt phẳng có đáp án
-
7 câu Trắc nghiệm Khối đa diện lồi và khối đa diện đều có đáp án (Vận dụng)
Hãy Đăng nhập hoặc Tạo tài khoản để gửi bình luận
-
-
Bình luận