一块长方形菜地,一面靠墙,把这块菜地围上篱笆,围后的长和宽都是整米数,量得篱

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摘要 笆的周长是 $C$,菜地靠墙的一边长为 $x$ 米。由于长和宽都是整米数,所以菜地的长和宽可以表示为:
$$
\begin{align*}
l &= x + k \\
w &= y + m
\end{align*}
$$
其中 $k, m \in \mathbb{Z}$ 表示篱笆在两条边上各占了多少米,即 $k$ 和 $m$ 分别表示篱笆在靠墙边和不靠墙边上的多余长度(或者多余宽度)。
因此,篱笆的周长可以表示为:
$$
C = 2(l + w) = 2(x + k + y + m)
$$
而另一方面,篱笆的周长又等于菜地的周长加上靠墙的一边的长度,即:
$$
C = 2(n + m) + x
$$
将以上两式联立可得:
$$
2(n + m) + x = 2(x + k + y + m)
$$
化简后可得:
$$
n + k = y
$$
也就是说,篱笆在靠墙边上的多余长度 $k$ 等于菜地不靠墙边的宽度 $y$ 减去篱笆在不靠墙边上的多余长度 $n$。因此,要使篱笆的面积最小,只需要让 $k$ 和 $n$ 的绝对值之和最小即可。如果已知篱笆的周长 $C$,可以通过枚举 $k$ 和 $n$ 的值,计算出每种情况下的 $k+n$ 的绝对值之和,找到最小值所对应的 $k$ 和 $n$,然后就可以求出篱笆的长度和宽度。
咨询记录 · 回答于2024-01-17
一块长方形菜地,一面靠墙,把这块菜地围上篱笆,围后的长和宽都是整米数,量得篱
笆的周长是 $C$,菜地靠墙的一边长为 $x$ 米。 由于长和宽都是整米数,所以菜地的长和宽可以表示为: $$ l=x+k, \quad w=y+m $$ 其中 $k,m\in \mathbb{Z}$ 表示篱笆在两条边上各占了多少米。 即 $k$ 和 $m$ 分别表示篱笆在靠墙边和不靠墙边上的多余长度(或者多余宽度)。 因此,篱笆的周长可以表示为: $$ C=2(l+w)=2(x+k+y+m) $$ 而另一方面,篱笆的周长又等于菜地的周长加上靠墙的一边的长度,即: $$ C=2(n+m)+x $$ 将以上两式联立可得: $$ 2(n+m)+x=2(x+k+y+m) $$ 化简后可得: $$ n+k=y $$ 也就是说,篱笆在靠墙边上的多余长度 $k$ 等于菜地不靠墙边的宽度 $y$ 减去篱笆在不靠墙边上的多余长度 $n$。 因此,要使篱笆的面积最小,只需要让 $k$ 和 $n$ 的绝对值之和最小即可。 如果已知篱笆的周长 $C$,可以通过枚举 $k$ 和 $n$ 的值,计算出每种情况下的 $k+n$ 的绝对值之和,找到最小值所对应的 $k$ 和 $n$,然后就可以求出篱笆的长度和宽度。
量得篱笆一共长12米,这块莱地的面积是多少平方米?最大面积是多少平方米?
假设篱笆长为 $l$,宽为 $w$。 根据题目条件,我们可以得到以下两个方程: 1. $2(l+w)=12$ 2. $lw=S$ 其中 $S$ 为莱地的面积。 将第一个方程变形,我们得到: $l=6-w$ 将其代入第二个方程,我们得到: $S=w(6-w)=-w^2+6w$ 这是一个关于 $w$ 的二次函数,开口向下,对称轴为 $w=3$。 因此,最大值出现在对称轴上,即当 $w=3$ 时,面积最大,最大面积为: $S_{\max}=3(6-3)=9$ 当 $w=2$ 或 $w=4$ 时,莱地的面积为: $S=2(6-2)=8$ $S=4(6-4)=8$ 因此,这块莱地的面积为 $8$ 平方米,最大面积为 $9$ 平方米。
重点是第二问最大是多少平方米?如何理解?
最大面积为 $9$ 平方米。
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