Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Bài 2:
Để giải bài toán này, ta cần tìm diện tích nhỏ nhất của phần bìa dùng để làm chiếc hộp không nắp dạng hình hộp chữ nhật.
Gọi:
- \( x \) là chiều rộng của đáy (đơn vị: dm, điều kiện: \( x > 0 \)).
- \( y \) là chiều dài của đáy (đơn vị: dm, điều kiện: \( y > 0 \)).
- \( h \) là chiều cao của hộp (đơn vị: dm, điều kiện: \( h > 0 \)).
Theo đề bài, tỉ số giữa chiều cao \( h \) và chiều dài đáy \( y \) là 4, do đó ta có:
\[ h = 4y \]
Thể tích của hộp là 9 dm³, do đó:
\[ x \cdot y \cdot h = 9 \]
Thay \( h = 4y \) vào phương trình thể tích, ta được:
\[ x \cdot y \cdot 4y = 9 \]
\[ 4xy^2 = 9 \]
\[ xy^2 = \frac{9}{4} \]
Diện tích phần bìa của hộp (không có nắp) là:
\[ S = xy + 2(xh + yh) \]
Thay \( h = 4y \) vào biểu thức diện tích, ta có:
\[ S = xy + 2(x \cdot 4y + y \cdot 4y) \]
\[ S = xy + 8xy + 8y^2 \]
\[ S = 9xy + 8y^2 \]
Từ phương trình \( xy^2 = \frac{9}{4} \), ta có:
\[ x = \frac{9}{4y^2} \]
Thay \( x = \frac{9}{4y^2} \) vào biểu thức diện tích \( S \):
\[ S = 9 \left(\frac{9}{4y^2}\right) y + 8y^2 \]
\[ S = \frac{81}{4y} + 8y^2 \]
Để tìm giá trị nhỏ nhất của \( S \), ta xét hàm số:
\[ S(y) = \frac{81}{4y} + 8y^2 \]
Ta cần tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số này. Để đơn giản, ta có thể sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz cho hai số dương \( \frac{81}{4y} \) và \( 8y^2 \):
\[ \frac{81}{4y} + 8y^2 \geq 2\sqrt{\frac{81}{4y} \cdot 8y^2} \]
\[ = 2\sqrt{\frac{81 \cdot 8y}{4}} \]
\[ = 2\sqrt{162y} \]
Để đạt được giá trị nhỏ nhất, ta cần:
\[ \frac{81}{4y} = 8y^2 \]
Giải phương trình:
\[ \frac{81}{4y} = 8y^2 \]
\[ 81 = 32y^3 \]
\[ y^3 = \frac{81}{32} \]
\[ y = \sqrt[3]{\frac{81}{32}} \]
\[ y = \frac{3}{2} \]
Khi \( y = \frac{3}{2} \), ta có:
\[ x = \frac{9}{4y^2} = \frac{9}{4 \cdot \left(\frac{3}{2}\right)^2} = 1 \]
Và \( h = 4y = 4 \cdot \frac{3}{2} = 6 \).
Thay vào biểu thức diện tích:
\[ S = 9xy + 8y^2 = 9 \cdot 1 \cdot \frac{3}{2} + 8 \cdot \left(\frac{3}{2}\right)^2 \]
\[ = \frac{27}{2} + 8 \cdot \frac{9}{4} \]
\[ = \frac{27}{2} + 18 \]
\[ = \frac{27}{2} + \frac{36}{2} \]
\[ = \frac{63}{2} \]
Vậy diện tích phần bìa nhỏ nhất là \( \frac{63}{2} \) dm².
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.