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一种变压器的铁芯的截面为正十字型,如图,为保证所需的磁通量,要求十字型具有4
5
cm2的面积.问该如何设计正十字型的宽x及长y,才能使其外接圆的周长最短?
人气:492 ℃ 时间:2019-08-20 23:52:20
解答
设外接圆的半径为R cm,则 R=
1
2
x2+y2

  由2xy-x2=4
5
,得 y=
4
5
+x2
2x

  要使外接圆的周长最小,需要R取最小值,也即R2取最小值.
  设 f(x)=R2=
1
4
[x2+(
4
5
+x2
2x
2]=
5
16
x2+
5
x2
+
5
2
(0<x<2R)
     则 f'(x)=
5
8
x
-
10
x3
.令f'(x)=0 解得x=2 或x=-2(舍去).
  当0<x<2 时f'(x)<0;当x>2 时,f'(x)>0.
  因此当x=2时,R2最小,即R最小,周长最小为π
10+2
5
cm.
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