Câu hỏi:

08/10/2025 11 Lưu

Một mẫu giấy in hình chữ nhật được thiết kế với vùng in có diện tích \(300\,{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}\), lề trái và lề phải là 2 cm, lề trên và lề dưới là 3 cm. Gọi \(x\left( {{\rm{cm}}} \right)\) là chiều rộng của tờ giấy.

(a) Tính diện tích của tờ giấy theo \(x\).

(b) Kí hiệu diện tích tờ giấy là \(S\left( x \right)\). Khảo sát sự biến thiên của hàm số \(y = S\left( x \right)\).

(c) Tìm kích thước của tờ giấy sao cho nguyên liệu giấy được sử dụng là ít nhất.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Gọi \(y\,(\;{\rm{cm}})\) là chiều dài của tờ giấy. Theo giả thiết, ta có \(\left( {x - 4} \right)\left( {y - 6} \right) = 300\).

Suy ra \(y = 6 + \frac{{300}}{{x - 4}}\).

a) Diện tích của tờ giấy được thiết kế là: \(S\left( x \right) = xy = \frac{{x\left( {6x + 276} \right)}}{{x - 4}}.\)

b) Khảo sát sự biến thiên của hàm số \(S\left( x \right)\):

Tập xác định: \(\left( {4; + \infty } \right)\).

Sự biến thiên: Ta có \(S\left( x \right) = 6x + 300 + \frac{{1200}}{{x - 4}}\).

\(S'\left( x \right) = \frac{{6{{\left( {x - 4} \right)}^2} - 1200}}{{{{\left( {x - 4} \right)}^2}}},S'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow x = {x_0} = 4 + 10\sqrt 2 \).

- Hàm số đồng biến trên khoảng \(\left( {4 + 10\sqrt 2 ; + \infty } \right)\), nghịch biến trên khoảng \(\left( {4;4 + 10\sqrt 2 } \right)\).

- Hàm số đạt cực tiểu tại \(x = 4 + 10\sqrt 2 \).

- Giới hạn vô cực: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {4^ + }} S\left( x \right) = + \infty \), giới hạn tại vô cực: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } S\left( x \right) = + \infty \).

- Bảng biến thiên:

index_html_847d9e8c736ef6c1.png

c) Kích thước của tờ giấy để nguyên liệu sử dụng ít nhất là:

Chiều rộng \(x = 4 + 10\sqrt 2 \approx 18,14(\;{\rm{cm}})\), Chiều dài \(y = 6 + \frac{{300}}{{x - 4}} = 6 + \frac{{30}}{{\sqrt 2 }} \approx 27,21(\;{\rm{cm}})\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Số tiền thu về khi bán \(x\) mét vải lụa là: \(220x\). Lợi nhuận thu được khi bán \(x\) mét vải lụa là:

\(L\left( x \right) = 220x - \left( {{x^3} - 3{x^2} - 20x + 500} \right) = - {x^3} + 3{x^2} + 240x - 500\).

Xét hàm số \(L\left( x \right) = - {x^3} + 3{x^2} + 240x - 500\) với \(x \in \left[ {1;18} \right]\).

\(L'\left( x \right) = - 3{x^2} + 6x + 240 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 10 \in [1;18]\\x = - 8 \notin [1;18]\end{array} \right.\).

Bảng biến thiên:

index_html_2eece90a4b27b6ab.png

Vậy hộ làm nghề dệt này thu được lợi nhuận tối đa trong một ngày là \(1200\) nghìn đồng khi sản xuất \(10\) mét vải lụa trong một ngày.

Đáp án: 1200.

Lời giải

a) Đúng. Bán kính của hình bán nguyệt là \(\frac{x}{2}\) nên nửa chu vi bán nguyệt là \(\frac{{\pi x}}{2}\).

b) Đúng.Ta có \(2\left( {x + y} \right) + \frac{{\pi x}}{2} = 8 \Leftrightarrow y = 4 - \frac{{x\left( {4 + \pi } \right)}}{4}\).

c) Sai.Diện tích của cửa sổ:\(S = xy + \frac{1}{2}\pi {\left( {\frac{x}{2}} \right)^2} = x\left( {4 - x - \frac{{\pi x}}{4}} \right) + \frac{{\pi {x^2}}}{8} = 4x - {x^2} - \frac{{\pi {x^2}}}{8}\).

d) Đúng.\(S\) đạt giá trị lớn nhất khi \(x = \frac{4}{{2 + \frac{\pi }{4}}} = \frac{{16}}{{8 + \pi }}\) nên \(y = 4 - x - \frac{{\pi x}}{4} = \frac{{16}}{{8 + \pi }}\).