Какова длина сторон прямоугольника с площадью 144 см^2, у которого периметр наименьший?
Sharik
Чтобы найти стороны прямоугольника с наименьшим периметром, нам нужно использовать формулу для периметра прямоугольника и площади. Периметр прямоугольника равен сумме длин всех его сторон, а площадь равна произведению длин двух его сторон. Поэтому исходя из задачи, мы можем записать два уравнения:
\[
2a + 2b = P
\]
\[
ab = S
\]
где a и b - длины сторон прямоугольника, P - периметр, S - площадь.
Мы знаем, что площадь прямоугольника равна 144 см². Подставим это значение во второе уравнение:
\[
ab = 144
\]
Теперь найдем выражение для периметра. По условию, мы хотим найти прямоугольник с наименьшим периметром. Заметим, что сумма длин сторон прямоугольника больше или равна удвоенной квадратного корня из площади:
\[
2a + 2b \geq 2\sqrt{ab}
\]
Сокращаем на 2:
\[
a + b \geq \sqrt{ab}
\]
Теперь мы можем установить связь между периметром и площадью:
\[
2a + 2b = P \geq 2\sqrt{ab}
\]
Для прямоугольника с наименьшим периметром неравенство должно быть равенством. Значит, у нас получается:
\[
2a + 2b = 2\sqrt{ab}
\]
Делим на 2:
\[
a + b = \sqrt{ab}
\]
Теперь мы можем возвести обе части уравнения в квадрат:
\[
(a + b)^2 = ( \sqrt{ab})^2
\]
\[
a^2 + 2ab + b^2 = ab
\]
Сокращаем на ab:
\[
a^2 - ab + b^2 = 0
\]
Теперь у нас есть квадратное уравнение. Мы можем его решить, используя дискриминант. Дискриминант D для данного уравнения равен:
\[
D = b^2 - 4ac
\]
В нашем случае a = 1, b = -1, c = 1, поэтому:
\[
D = (-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 1 = 1 - 4 = -3
\]
Поскольку дискриминант отрицательный, у нас нет реальных корней. Тем не менее, мы все равно можем найти комплексные корни этого уравнения:
\[
a = \frac{{-b \pm \sqrt{D}}}{{2a}}
\]
\[
a = \frac{{-(-1) \pm \sqrt{-3}}}{{2 \cdot 1}}
\]
\[
a = \frac{{1 \pm i\sqrt{3}}}{{2}}
\]
Таким образом, у нас два комплексных решения. Однако, комплексные значения не имеют физического смысла в данной задаче, поэтому мы оставим только реальные решения.
Окончательный ответ: так как у нас нет реальных корней, значит нет прямоугольника с наименьшим периметром, удовлетворяющего условиям задачи.
\[
2a + 2b = P
\]
\[
ab = S
\]
где a и b - длины сторон прямоугольника, P - периметр, S - площадь.
Мы знаем, что площадь прямоугольника равна 144 см². Подставим это значение во второе уравнение:
\[
ab = 144
\]
Теперь найдем выражение для периметра. По условию, мы хотим найти прямоугольник с наименьшим периметром. Заметим, что сумма длин сторон прямоугольника больше или равна удвоенной квадратного корня из площади:
\[
2a + 2b \geq 2\sqrt{ab}
\]
Сокращаем на 2:
\[
a + b \geq \sqrt{ab}
\]
Теперь мы можем установить связь между периметром и площадью:
\[
2a + 2b = P \geq 2\sqrt{ab}
\]
Для прямоугольника с наименьшим периметром неравенство должно быть равенством. Значит, у нас получается:
\[
2a + 2b = 2\sqrt{ab}
\]
Делим на 2:
\[
a + b = \sqrt{ab}
\]
Теперь мы можем возвести обе части уравнения в квадрат:
\[
(a + b)^2 = ( \sqrt{ab})^2
\]
\[
a^2 + 2ab + b^2 = ab
\]
Сокращаем на ab:
\[
a^2 - ab + b^2 = 0
\]
Теперь у нас есть квадратное уравнение. Мы можем его решить, используя дискриминант. Дискриминант D для данного уравнения равен:
\[
D = b^2 - 4ac
\]
В нашем случае a = 1, b = -1, c = 1, поэтому:
\[
D = (-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 1 = 1 - 4 = -3
\]
Поскольку дискриминант отрицательный, у нас нет реальных корней. Тем не менее, мы все равно можем найти комплексные корни этого уравнения:
\[
a = \frac{{-b \pm \sqrt{D}}}{{2a}}
\]
\[
a = \frac{{-(-1) \pm \sqrt{-3}}}{{2 \cdot 1}}
\]
\[
a = \frac{{1 \pm i\sqrt{3}}}{{2}}
\]
Таким образом, у нас два комплексных решения. Однако, комплексные значения не имеют физического смысла в данной задаче, поэтому мы оставим только реальные решения.
Окончательный ответ: так как у нас нет реальных корней, значит нет прямоугольника с наименьшим периметром, удовлетворяющего условиям задачи.
Знаешь ответ?