Optimering av gjerdelengde

Optimering av gjerdelengde

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

En bonde skal gjerde inn kuene sine på et rektangelformet område. Området skal være på 625 m2625 \mathrm{~m^2}. Bonden skal bruke en 15 m lang steinmur som en del av inngjerdingen.

Se skissen nedenfor.

Skisse av gjerdet med steinmur

Vis at en funksjon GG som beskriver lengden av gjerdet kan skrives som

G(x)=2x215x+1250xna˚x>15G(x) = \frac{2x^2 - 15x + 1250}{x} \quad \text{når } x > 15

Bestem hvor langt gjerde bonden må bruke dersom han skal bruke kortest mulig gjerde. Hvilken form har da området til bonden?

Fasit

Se løsningsforslaget

G(25)=85 m\mathbf{G(25) = 85 \mathrm{~m}}, området er et kvadrat (25 m×25 m25 \mathrm{~m} \times 25 \mathrm{~m})

LøsningsforslagKI-generert

Bredden er xx og lengden er yy. Arealbetingelsen gir

xy=625y=625xx \cdot y = 625 \quad \Rightarrow \quad y = \frac{625}{x}

Inngjerdingen består av to sider med lengde xx (topp og bunn), to sider med lengde yy (venstre og høyre side), men steinmuren på 15 m15 \mathrm{~m} erstatter en del av inngjerdingen langs én av de lange sidene (yy-retningen). Den totale gjerdelengden blir derfor

G(x)=2x+2y15G(x) = 2x + 2y - 15

Vi setter inn y=625xy = \frac{625}{x}:

G(x)=2x+1250x15G(x) = 2x + \frac{1250}{x} - 15

Vi skriver dette med felles nevner xx:

G(x)=2x2x+1250x15xx=2x215x+1250xG(x) = \frac{2x^2}{x} + \frac{1250}{x} - \frac{15x}{x} = \frac{2x^2 - 15x + 1250}{x}

Dette gjelder når x>15x > 15, siden steinmuren er 15 m15 \mathrm{~m} og y15y \geq 15 krever 625x15\frac{625}{x} \geq 15, altså x6251541,7x \leq \frac{625}{15} \approx 41{,}7. Vi trenger også x>0x > 0. Betingelsen x>15x > 15 sikrer at steinmuren faktisk dekker en del av siden.

Dermed er G(x)=2x215x+1250xG(x) = \dfrac{2x^2 - 15x + 1250}{x} vist.

Vi skriver G(x)=2x+1250x15G(x) = 2x + \frac{1250}{x} - 15 og deriverer:

G(x)=21250x2G'(x) = 2 - \frac{1250}{x^2}

Vi setter G(x)=0G'(x) = 0:

21250x2=0x2=625x=252 - \frac{1250}{x^2} = 0 \quad \Rightarrow \quad x^2 = 625 \quad \Rightarrow \quad x = 25

Vi kontrollerer at dette er et minimum: G(x)=2500x3>0G''(x) = \frac{2500}{x^3} > 0 for x>0x > 0, så x=25x = 25 gir et minimum.

Lengden er y=62525=25 my = \frac{625}{25} = 25 \mathrm{~m}.

Den korteste gjerdelengden er

G(25)=26251525+125025=1250375+125025=212525=85 mG(25) = \frac{2 \cdot 625 - 15 \cdot 25 + 1250}{25} = \frac{1250 - 375 + 1250}{25} = \frac{2125}{25} = \mathbf{\underline{\underline{85 \mathrm{~m}}}}

Siden x=y=25 mx = y = 25 \mathrm{~m}, er området et kvadrat.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som klart
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
Esc
Tilbake / avslutt