两个同样的长方体纸箱 长6dm 宽5dm 高4dm怎样使它的表面积最小 最小是多少?
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假设这个长方体纸箱的长、宽、高分别为 $l, w, h$,那么它的表面积为:
$$A = 2lw + 2lh + 2wh$$
根据题意,我们知道 $l=6$dm,$w=5$dm,$h=4$dm,将这些数值代入上式得:
$$A = 2 \times 6 \times 5 + 2 \times 6 \times 4 + 2 \times 5 \times 4 = 92\text{dm}^2$$
现在我们要使表面积最小,因此需要寻找一个最优解。根据最优化问题的一般思路,我们需要寻找一个关于某个变量的函数,然后求出它的最小值。在这个问题中,我们可以发现长方体的长、宽、高三个变量是相互独立的,因此我们可以把其中一个变量写成另外两个变量的函数,然后将这个函数代入表面积公式,从而得到关于两个变量的函数,进而求出最小值。
我们可以通过勾股定理得到:
$$l^2 = w^2 + h^2$$
移项得:
$$l^2 - w^2 = h^2$$
将 $h^2$ 代入表面积公式,得到:
$$A = 2lw + 2l\sqrt{l^2-w^2} + 2w^2$$
我们要使表面积最小,因此需要对上式求导数,并令导数等于零,得到:
$$\frac{\partial A}{\partial w} = 2l\frac{w}{\sqrt{l^2-w^2}} + 4w = 0$$
化简得:
$$l^2 - 2w^2 = 0$$
因此:
$$w = \frac{l}{\sqrt{2}} = \frac{6}{\sqrt{2}} \approx 4.24\text{dm}$$
将 $w$ 代入表面积公式,得到:
$$A = 2lw + 2l\sqrt{l^2-w^2} + 2w^2 \approx 88.98\text{dm}^2$$
因此,当长方体纸箱的宽为 $\frac{6}{\sqrt{2}}$dm 时,表面积最小,最小表面积为约 88.98 $\text{dm}^2$。
$$A = 2lw + 2lh + 2wh$$
根据题意,我们知道 $l=6$dm,$w=5$dm,$h=4$dm,将这些数值代入上式得:
$$A = 2 \times 6 \times 5 + 2 \times 6 \times 4 + 2 \times 5 \times 4 = 92\text{dm}^2$$
现在我们要使表面积最小,因此需要寻找一个最优解。根据最优化问题的一般思路,我们需要寻找一个关于某个变量的函数,然后求出它的最小值。在这个问题中,我们可以发现长方体的长、宽、高三个变量是相互独立的,因此我们可以把其中一个变量写成另外两个变量的函数,然后将这个函数代入表面积公式,从而得到关于两个变量的函数,进而求出最小值。
我们可以通过勾股定理得到:
$$l^2 = w^2 + h^2$$
移项得:
$$l^2 - w^2 = h^2$$
将 $h^2$ 代入表面积公式,得到:
$$A = 2lw + 2l\sqrt{l^2-w^2} + 2w^2$$
我们要使表面积最小,因此需要对上式求导数,并令导数等于零,得到:
$$\frac{\partial A}{\partial w} = 2l\frac{w}{\sqrt{l^2-w^2}} + 4w = 0$$
化简得:
$$l^2 - 2w^2 = 0$$
因此:
$$w = \frac{l}{\sqrt{2}} = \frac{6}{\sqrt{2}} \approx 4.24\text{dm}$$
将 $w$ 代入表面积公式,得到:
$$A = 2lw + 2l\sqrt{l^2-w^2} + 2w^2 \approx 88.98\text{dm}^2$$
因此,当长方体纸箱的宽为 $\frac{6}{\sqrt{2}}$dm 时,表面积最小,最小表面积为约 88.98 $\text{dm}^2$。
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