第2章 · 第2-7-6题

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📝 题目

6.某车间靠墙壁要盖一间面积为 $64 \mathrm{~m}^{2}$ 的长方形小屋,而现有存砖只够砌 24 m 长的墙壁,问:这些存砖是否足够围成小屋?

💡 答案与解析

[AI解答]

[AI解答] 我们首先分析问题。小屋是长方形,且靠墙建造,因此只需要砌三面墙(两面侧墙和一面正墙,靠墙的一面不需要砌)。设垂直于墙壁的边长为 $x$ 米,平行于墙壁的边长为 $y$ 米,则面积为:

$$ x \cdot y = 64 $$

所需砌墙的总长度为:

$$ L = 2x + y $$

由面积条件得 $y = \displaystyle{\frac{64}{x}}$,代入总长度:

$$ L(x) = 2x + \frac{64}{x}, \quad x > 0 $$

我们要求这个函数的最小值,看最小需要的墙长是否超过 24 米。若最小值 ≤ 24,则存砖足够;否则不够。

对 $L(x)$ 求导:

$$ L'(x) = 2 - \frac{64}{x^{2}} $$

令导数为零:

$$ 2 - \frac{64}{x^{2}} = 0 \quad\Rightarrow\quad x^{2} = 32 \quad\Rightarrow\quad x = 4\sqrt{2} $$

此时:

$$ y = \frac{64}{4\sqrt{2}} = \frac{16}{\sqrt{2}} = 8\sqrt{2} $$

最小墙长:

$$ L_{\min} = 2 \cdot 4\sqrt{2} + 8\sqrt{2} = 8\sqrt{2} + 8\sqrt{2} = 16\sqrt{2} $$

计算数值:

$$ 16\sqrt{2} \approx 16 \times 1.4142 = 22.6272 $$

因为 $22.6272 < 24$,所以存砖足够围成小屋,并且还有剩余。

**结论**:这些存砖足够围成面积为 64 m² 的长方形小屋。

难度:★★☆☆☆