Un alambre de 150 cm se corta para formar un cuadrado y un triángulo equilátero, ¿Cómo se debe cortar el alambre para que las

Este ejercicio es de razón de cambio. Un alambre de 150 cm se corta para formar un cuadrado y un triángulo equilátero, ¿Cómo se debe cortar el alambre para que las figuras que se formen sean de área máxima?

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¡Hola Esteban!

Supongamos que se corta a la distancia x, la parte que mide x la destinamos al cuadrado y la que tiene 150-x la destinamos al triángulo equilátero.

El área del cuadrado es sencilla

Ac= (x/4)^2

La del triángulo equilátero es un poco más complicada.

Cada lado medirá (150-x) / 3

En un triángulo equilátero la altura es el lado por sen(60º)

Luego el área del triángulo será

$$\begin{align}&A_t=\frac{\frac{150-x}3·\frac{150-x}3·\frac{\sqrt 3}{2}}{2}=\frac{(150-x)^2 \sqrt 3}{36}\\&\\&\text{El área total es}\\&\\&A(x)=\frac {x^2}{16}+\frac{\sqrt 3·(150-x)^2}{36}\\&\\&\text{derivamos e igualamos a 0}\\&\\&A'(x)=\frac x8-\frac{2 \sqrt 3(150-x)}{36}=0\\&\\&\text{Me da mala espina este ejercicio, antes de}\\&\text{calcular x calcularé la derivada segunda}\\&\\&A''(x)=\frac 18+\frac{2 \sqrt 3}{36}\gt 0\\&\\&\text{lo que suponía, x será un mínimo}\\&\\&\text{Luego el área máxima es con todo cuadrado}\\&\text{o todo triángulo}\\&\\&A_c= \frac{150^2}{4^2}=1406.25\\&\\&\text{Si todo triángulo}\\&\\&A_t= \frac{50·50·sen60º}{2}= 1082.531755\end{align}$$

Luego el área máxima se obtiene destinando todo a cuadrado.

Es extraño este ejercicio, lo lógico es que huboeran preguntado por el área mínima, pero la respuesta es esta.

Y eso es todo, saludos.

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¡Gracias! 

Estimado amigo Valero Angel Serrano, ¿cuál sería el resultado si el alambre de 150 cm se cortara para el área mínima del cuadrado y el triángulo? Saludos.

Sería continuando en donde ponía la derivada primera igualada a 0

$$\begin{align}&A'(x)=\frac x8-\frac{2 \sqrt 3(150-x)}{36}=0\\&\\&\frac x8=\frac{2 \sqrt 3(150-x)}{36}\\&\\&36x = 16 \sqrt 3(150-x)\\&\\&(36+16 \sqrt 3)x =2400 \sqrt 3\\&\\&x= \frac{2400 \sqrt 3}{36+16 \sqrt 3}=\frac{600 \sqrt 3}{9 + 4 \sqrt 3}=\\&\\&\frac{600 \sqrt 3(9-4 \sqrt 3)}{81-48}=\frac{5400 \sqrt 3-7200}{33}\approx\\&\\&65.2446776m\\&\\&\text{Esa x eran los metros para el cuadrado}\\&Cuadrado = 65.2446776m\\&Triángulo=  84.7553224m\end{align}$$

Algunas veces no está muy convencido, te puedes asegurar algo haciendo una gráfica.

Y la gráfica apoya los cálculos, sería raro que estuviera mal.

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