Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 1980
i

4.  Диа­го­наль пря­мо­уголь­но­го па­рал­ле­ле­пи­пе­да равна еди­ни­це. Обо­зна­чим: k1, k2  — от­но­ше­ния длин двух его ребер к тре­тье­му;  S левая круг­лая скоб­ка k_1; k_2 пра­вая круг­лая скоб­ка   — пло­щадь по­верх­но­сти этого па­рал­ле­ле­пи­пе­да.

а)  Вы­чис­ли­те  S левая круг­лая скоб­ка k_1; k_2 пра­вая круг­лая скоб­ка .

б)  До­ка­жи­те, что  S левая круг­лая скоб­ка k_1; k_2 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно 2 при  k_1 = k_2.

в)  Пусть  k_1 = 2. Най­ди­те наи­боль­шее зна­че­ние S.

г)  Пусть  k_1 = ak_2, a  — дей­стви­тель­ный па­ра­метр. При каком зна­че­нии k2 пло­щадь S наи­боль­шая?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть a, b, c  — длины ребер дан­но­го па­рал­ле­ле­пи­пе­да. Тогда

 S = 2 левая круг­лая скоб­ка ab плюс bc плюс ca пра­вая круг­лая скоб­ка ,

 a в квад­ра­те плюс b в квад­ра­те плюс c в квад­ра­те = 1.

а)  Пусть  k_1 = дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: c конец дроби ,  k_2 = дробь: чис­ли­тель: b, зна­ме­на­тель: c конец дроби . Имеем:

 c в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 1 плюс k_1 в квад­ра­те плюс k_2 в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка = 1

и

 S левая круг­лая скоб­ка k_1; k_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 2c в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка k_1 плюс k_2 плюс k_1k_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 дробь: чис­ли­тель: k_1 плюс k_2 плюс k_1k_2, зна­ме­на­тель: k_1 в квад­ра­те плюс k_2 в квад­ра­те плюс 1 конец дроби .

б)  Не­ра­вен­ство  S левая круг­лая скоб­ка k; k пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 дробь: чис­ли­тель: k в квад­ра­те плюс 2k, зна­ме­на­тель: 2k в квад­ра­те плюс 1 конец дроби мень­ше или равно 2 рав­но­силь­но  k в квад­ра­те плюс 2k мень­ше или равно 2k в квад­ра­те плюс 1, или  левая круг­лая скоб­ка k минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те боль­ше или равно 0.

в)  Вве­дем функ­цию  f левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка = S левая круг­лая скоб­ка 2; k пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 дробь: чис­ли­тель: 3k плюс 2, зна­ме­на­тель: k в квад­ра­те плюс 5 конец дроби ,  k боль­ше 0. Имеем:

 f' левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3k в квад­ра­те плюс 4k минус 15, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка k в квад­ра­те плюс 5 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби ,

зна­чит,  f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = 1,8  — ис­ко­мое наи­боль­шее зна­че­ние.

г)  Пусть

 g левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка = S левая круг­лая скоб­ка ak; k пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ak в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка k, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка a в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка k в квад­ра­те плюс 1 конец дроби .

Вы­чис­лив про­из­вод­ную, по­лу­чим, что ее корни  — это корни урав­не­ния

 левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка a в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка k в квад­ра­те минус 2ak минус левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,

дис­кри­ми­нант ко­то­ро­го равен  4 левая круг­лая скоб­ка a в квад­ра­те плюс a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те . Сле­до­ва­тель­но, ис­ко­мое зна­че­ние  k = дробь: чис­ли­тель: a плюс 1, зна­ме­на­тель: a в квад­ра­те плюс 1 конец дроби (не­труд­но по­ка­зать, что при най­ден­ном k зна­че­ние функ­ции g наи­боль­шее).

 

Ответ: а)  2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: k_1 плюс k_2 плюс k_1k_2, зна­ме­на­тель: k_1 в квад­ра­те плюс k_2 в квад­ра­те плюс 1 конец дроби ; в)  1,8; г) k = дробь: чис­ли­тель: a плюс 1, зна­ме­на­тель: a в квад­ра­те плюс 1 конец дроби .

? Источники:
? Классификатор: Гео­мет­рия
?
Сложность: 11 из 10