Ông Bình đặt thợ làm một bể cá, nguyên liệu bằng kính trong suốt, không có nắp đậy dạng hình hộp chữ nhật có thể tích chứa được \(220500\,\,{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}\) nước. Biết tỉ lệ giữa chiều cao và chiều rộng của bể bằng \(3\). Xác định diện tích đáy của bể cá để tiết kiệm nguyên vật liệu nhất.
Trả lời bởi giáo viên
Gọi \(a\), \(b\), \(c > 0\) lần lượt là chiều rộng, dài, cao của hình hộp chữ nhật.
Theo đề \(V = abc = 220500\) và \(c = 3a \Rightarrow 3{a^2}b = 220500 \Rightarrow ab = \dfrac{{73500}}{a}\)
Ta có \({S_{tp}} = ab + 2ac + 2bc\)\( = ab + 6{a^2} + 6ab = 7ab + 6{a^2}\)
\( = \dfrac{{514500}}{a} + 6{a^2}\)\( = 6\left( {\dfrac{{42875}}{a} + \dfrac{{42875}}{a} + {a^2}} \right)\)
\({S_{tp}} = 6\left( {\dfrac{{42875}}{a} + \dfrac{{42875}}{a} + {a^2}} \right) \ge 6.3\sqrt[3]{{\dfrac{{42875}}{a}.\dfrac{{42875}}{a}.{a^2}}} = 22050.\)
Suy ra \({S_{tp}}\) nhỏ nhất khi $\dfrac{42875}{a}={{a}^{2}}\Leftrightarrow a=35\Rightarrow b=60\Rightarrow {{S}_{}}=2100\,\,\,\text{c}{{\text{m}}^{\text{2}}}$
Hướng dẫn giải:
- Lập biểu thức tính diện tích toàn phần của bể cá theo biến là chiều rộng của bể.
- Tìm GTNN của diện tích rồi tìm chiều rộng bể, từ đó suy ra diện tích đáy.