Un terreno rectangular se encuentra adyacente a un río y se debe cercar en 3 lados, ya que el lado que da al río no requiere cerca. Si se dispone de 100m de cerca, encuentre las dimensiones del terreno con el área máxima
Respuestas
Respuesta: el lado que da al río es el largo = 50m y el ancho = 25m y el área máxima = 1250m²
Explicación paso a paso:
[Ver imagen adjunta]
Llamemos a y b al ancho y largo del terreno respectivamente.
Nos dicen que solo se van a cercar 3 lados con 100 m de cerca. Expresando este dato algebraicamente, tenemos:
Perímetro = 2a + b = 100m } Ecuación 1
El área de un terreno rectangular es el producto de sus dos dimensiones. Expresando este dato algebraicamente tenemos:
Área = a·b } Ecuación 2
Despejamos una variable de la ecuación 1 y sustituimos su valor en la ecuación 2:
2a + b = 100m } Ecuación 1
a = (100m - b)/2 ] Ecuación 1
Área = a·b } Ecuación 2
Área = b·(100m - b)/2
Área = (100b - b²)/2 = 50m·b -b²/2
Tenemos el área en función de una dimensión.
Para hallar los máximos o mínimos de una función tenemos que calcular la primera derivada. Los valores de la variable que hacen máxima o mínima el área son los que anulan la primera derivada.
Área' = 50 -b
Anulamos la primera derivada:
50 - b = 0
b = 50 m , para esta dimensión , tenemos un máximo o mínimo del área.
Para determinar si es un máximo o mínimo tenemos que hallar la segunda derivada.
Área" = -1 , como la segunda derivada es negativa, tenemos un máximo de la función para ese valor de la dimensión.
Para calcular la otra dimensión, sustituimos este valor en la ecuación 1:
a = (100m - b)/2 ] Ecuación 1
a = (100m - 50m)/2 = 50m/2 = 25m esta es la dimensión duplicada
Para calcular el área máxima con las condiciones del enunciado, sustituimos estos valores en la ecuación 2
Área = a·b } Ecuación 2
área = 50m·25m = 1250m² área máxima
Respuesta: el lado que da al río es el largo = 50m y el ancho = 25m y el área máxima = 1250m²
[Ver imagen adjunta]
Nota: Nuestra solución significa que con un perímetro fijo con las condiciones del enunciado, el área máxima del terreno se obtiene cuando el lado duplicado es la mitad del lado único.