jak wyliczyć najmniejsze długości prostokąta
Daniel:

Na bokach prostokąta ABCD o obwodzie 100cm dorysowano trójkąty równoboczne. Jakie powinny być
długości boków prostokąta, aby pole figury będącej sumą pola prostokąta i pól dorysowanych
trójkątów było najmniejsze?
Rafał28:
a, b − boki prostokąta
Wówczas
2a + 2b = 100
a + b = 50
b = 50 − a
Pole prostokąta + suma czterech pól trójkątów równobocznych to :
| | a2√3 | | b2√3 | |
a*b + 2 * |
| + 2 * |
| = |
| | 4 | | 4 | |
| | a2√3 | | (50−a)2√3 | |
a(50 − a) + 2 * |
| + 2 * |
| = |
| | 4 | | 4 | |
(
√3 − 1)a
2 + 50(1−
√3)a + 1250
√3
Suma tych pól jest wyrażona jako parabola skierowana ramionami do góry. W związku z tym
najmniejsze pole będzie wtedy, gdy wartość paraboli będzie najmniejsza. Najmniejsza wartość
tej paraboli to wierzchołek, czyli, gdy
| | b | | 50(1−√3) | |
xw = − |
| = − |
| = 25 |
| | 2a | | 2(√3 − 1) | |
Suma tych pól będzie najmniejsza, gdy a=25, ale wtedy b=25. Czyli prostokąt to kwadrat o boku
25.