> 数学 >
现有长度为48cm和面积为Sm2的铁皮,用钢管焊接一个长方体框架,再用铁皮围在框架的六个表面做成一个长方体水箱(不考虑建材和焊接的损失).
(1)无论如何焊接长方体,若要确保铁皮够用,求铁皮面积S的最小值.
(2)若铁皮面积为90m2,如何设计长方体的尺寸才能使水箱容积最大?并求最大容积.
人气:200 ℃ 时间:2020-05-21 03:01:52
解答
(1)设长方体水箱的长宽高分别为x,y,z,
则4(x+y+z)=48,即
x+y+z=12
此时,长方体水箱的表面积S=2(xy+yz+xz)
∵(x+y+z)2=x2+y2+z2+2(xy+yz+xz)=
1
2
[(x2+y2)+(x2+z2)+(y2+z2)]+2(xy+yz+xz)≥3(xy+yz+xz)
∴S≤
2
3
(x+y+z)2=96
当且仅当x=y=z=4时,铁皮面积S的最小值为96m2
(2)∵2(ab+bc+ca)=90
∴ab+bc+ca=45…①
设V=abc…②
①÷②得
1
a
+
1
b
+
1
c
=
45
V

45
V
≥3
3
1
abc
=3
3
1
V

∴V≤15
15

当且仅当a=b=c=
15
时取等
即长方体的长宽高均为
15
m时,水箱的体积最大,最大体积为15
15
m3
推荐
猜你喜欢
© 2024 79432.Com All Rights Reserved.
电脑版|手机版