Каковы должны быть стороны прямоугольника, периметр которого равен 120 м, чтобы площадь этого участка была наибольшей?
Математика 11 класс Оптимизация стороны прямоугольника периметр 120 м площадь максимальная 11 класс математика задачи по геометрии Новый
Чтобы найти стороны прямоугольника с заданным периметром, который максимизирует площадь, давайте начнем с формул для периметра и площади прямоугольника.
1. Определим формулы:
2. Зададим известное значение периметра:
Пусть P = 120 м. Тогда из формулы периметра мы можем выразить одну из сторон через другую:
2(a + b) = 120
Следовательно, a + b = 60.
Теперь выразим b через a:
b = 60 - a.
3. Подставим b в формулу площади:
Теперь мы можем выразить площадь S через одну переменную:
S = a * b = a * (60 - a) = 60a - a².
4. Найдем максимум площади:
Чтобы найти максимальное значение площади, нам нужно найти производную функции S и приравнять её к нулю:
1) Найдем производную:
S' = 60 - 2a.
2) Приравняем производную к нулю:
60 - 2a = 0.
Следовательно, 2a = 60, а значит, a = 30.
3) Подставим значение a в уравнение для b:
b = 60 - a = 60 - 30 = 30.
5. Проверим, что это максимум:
Вторую производную S'' = -2, которая меньше нуля, что подтверждает, что у нас есть максимум.
Итак, стороны прямоугольника, при которых площадь максимальна, равны:
a = 30 м и b = 30 м.
Таким образом, максимальная площадь прямоугольника с периметром 120 м достигается, когда он является квадратом со сторонами по 30 метров.