Một trang trại chăn nuôi dự định xây dựng một hầm biogas với thể tích 12\({m^3}\) để chứa chất thải chăn nuôi và tạo khí sinh học. Dự kiến hầm chứa có dạng hình hộp chữ nhật có chiều sâu gấp rưỡi chiều rộng. Hãy xác định chiều dài của hầm biogas để thi công tiết kiệm nguyên vật liệu nhất (không tính đến bề dày của thành bể). Ta có kích thước (cm) phù hợp yêu cầu là? (làm tròn đến hàng đơn vị)
Chỉ điền số nguyên, phân số dạng a/b
Đáp án:
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án:
Gọi chiều sâu và chiều rộng của bể lần lượt là 3x và 2x (m)
Khi đó chiều dài là \(\dfrac{{12}}{{2x.3x}} = \dfrac{2}{{{x^2}}}\left( m \right)\)
Để tiết kiệm nguyên vật liệu nhất thì diện tích toàn phần của bể phải là nhỏ nhất
Khi đó: \({S_{tp}} = 2.\left( {2x.3x + 2x.\dfrac{2}{{{x^2}}}.\dfrac{2}{{{x^2}}}} \right)\)\( = 2\left( {6{x^2} + \dfrac{{10}}{x}} \right) = 2.\left( {6{x^2} + \dfrac{5}{x} + \dfrac{5}{x}} \right)\)\( \ge 2.3\sqrt[3]{{150}}\left( {{m^3}} \right)\)
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \(6{x^2} = \dfrac{5}{x} \Leftrightarrow x = \sqrt[3]{{\dfrac{5}{6}}}\)
Vậy chiều dài của bể là \(\dfrac{2}{{{x^2}}} \approx 2,26m = 226cm\)
Hướng dẫn giải:
- Gọi chiều sâu và chiều rộng của bể lần lượt là 3x và 2x (m)
- Biểu diễn chiều dài và diện tích toàn phần theo x.
- Sử dụng BĐT Cô-si để tìm x sao cho diện tích nhỏ nhất.