Câu hỏi:

27 lượt xem
Tự luận

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?

Bài 12 trang 48 Toán 12 Tập 1 Cánh diều | Giải Toán 12

Xem đáp án

Lời giải

Hướng dẫn giải:

Bài 12 trang 48 Toán 12 Tập 1 Cánh diều | Giải Toán 12

Dựng các đường cao AE và BF của hình thang cân ABCD như hình vẽ trên.

Vì ABCD là hình thang cân nên DE = FC và EF = AB = a.

Đặt DE = FC = x (m) (x > 0).

Ta có DC = DE + EF + FC = x + a + x = 2x + a.

Theo định lí Pythagore, ta suy ra AE = AD2- DE2a2 - x2 (m).

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

Diện tích của hình thang cân ABCD là

S = 12(AB + CD)AE = 12(a + 2x + a)a2 - x2 = (a + x)a2 - x2 (m2).

Xét hàm số S(x) = (a + x)a2 - x2 với x ∈ (0; a).

Ta có S'(x) = -2x2 - ax + a2a2 - x2;

S'(x) = 0 ⇔ – 2x2 – ax + a2 = 0 ⇔ (x + a)(a – 2x) = 0 ⇔ x = – a hoặc x = a2.

Khi đó trên khoảng (0; a), S'(x) = 0 khi x = a2.

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

Bài 12 trang 48 Toán 12 Tập 1 Cánh diều | Giải Toán 12

Căn cứ vào bảng biến thiên, ta thấy hàm số S(x) đạt giá trị lớn nhất bằng 3a234 tại x = a2.

Vậy bác đó có thể rào được mảnh vườn có diện tích lớn nhất là 3a234 (m2).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ