Respuestas
DATOS :
Se construirá una ventana Normanda .
Perímetro =P= 30 pies
a) Encontrar una función que modele el área de la ventana =?
b)Determinar las dimensiones de la ventana que admite la mayor cantidad de luz =?
SOLUCIÓN :
Para resolver el ejercicio se procede a plantear la función del perímetro en función de x y y ( altura del rectángulo de la ventana ) y la función del área de la ventana, de la siguiente manera :
P= x + 2y + π*x/2
P= x( 1+π/2)+2y = x*( 2+π/2 ) + 2y
x*( 2+π/2)+ 2y = 30 pies .
a) Área de la ventana:
A = xy + π*(π/2)²/2 = xy + (π/8)x².
Ahora se despeja y de la fórmula del perímetro :
y = (1/2)*( 30 - ( 2+π/2)x) = 15 - ( 2+π/4)x este despeje se sustituye en la expresión del área, resultando:
A = x*( 15 - ( 2+π/4)x) + (π/8)x²= 15x - ( 2+π/4)x² + ( π/8)x²
A = 15x - ( 4+π/8)x²
Primera derivada:
A' = 30 - ( 4 + π/4)x
Segunda derivada:
A'' = -(4+π/4)∠0 es la segunda derivada negativa para cualquier valor de x .
A' =0
30 - ( 4+π/4)x =0
x = 15 /( 4+π/4) = 60/( 4+π) pies .
Máximo absoluto :
y = 15 -( 2+π/4)* 60/( 4+π) = (1/2)*( 30 -(2+π)*30/(4+π)
y = (1/2)*( 60 /(4+π ) = 30 /( 4+π) pies .
Pto = ( 60 /( 4+π) , 30 /( 4+ π))