Câu hỏi

Một sợi dây có chiều dài \(28m\) được cắt thành 2 đoạn để làm thành một hình vuông và một hình tròn. Tính chiều dài (theo đợn vị mét) của đoạn dây làm thành hình vuông được cắt ra sao cho tổng diện tích của hình vuông và hình tròn là nhỏ nhất?

  • A \(\dfrac{{112}}{{4 + \pi }}\)
  • B \(\dfrac{{56}}{{4 + \pi }}\)
  • C \(\dfrac{{84}}{{4 + \pi }}\)
  • D \(\dfrac{{92}}{{4 + \pi }}\)

Phương pháp giải:

Lập hàm tính tổng diện tích hai hình và khảo sát hàm số.

Lời giải chi tiết:

Gọi chiều dài của đoạn dây làm hình vuông là x \(\left( {m,\,\,0 < x < 28} \right)\)

\( \Rightarrow \) Chiều dài của đoạn dây làm hình tròn là \(28 - x\,\,\left( m \right).\)

Độ dài cạnh hình vuông là: \(\dfrac{1}{4}x\)

Bán kính đường tròn là: \(\dfrac{{28 - x}}{{2\pi }}\)

Tổng diện tích của hai hình là: \(f\left( x \right) = \dfrac{1}{{16}}{x^2} + \pi {\left( {\dfrac{{28 - x}}{{2\pi }}} \right)^2}\)

Ta có: \(f'\left( x \right) = \dfrac{1}{8}x - \dfrac{1}{{2\pi }}\left( {28 - x} \right) = \dfrac{{x\left( {\pi  + 4} \right) - 112}}{{8{\pi ^2}}}.\)

Cho \(f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow x = \dfrac{{112}}{{\pi  + 4}}\).

BBT:

Tổng diện tích của hình vuông và hình tròn là nhỏ nhất khi chiều dài của đoạn dây làm hình vuông là:\(\dfrac{{112}}{{\pi  + 4}}\).

Chọn: A.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay