画图,设宽为a,长为b 有ab=216 需要材料=3a+2b,就是求这个值最小 利用 (a-b)^2≥0,退出a^2+b^2≥2ab,得到3a+2b≥2√6ab=2*36=72,当且仅当3a=2b时取等号 ab=216,3a=2b,解 …
围墙围地的数学规划
假设我们计划用围墙围出一块面积为216平方米的矩形土地。设矩形的长为x米,宽为y米,那么根据面积公式,我们有xy = 216。这是一个基本的约束条件。然而,标题中“并在此矩形”的表述暗示了后续可能还有动作,例如在矩形内部再进行分隔,或者沿着一侧墙建造其他设施。为了后续分析的通用性,我们首先需要理解这个矩形的基本性质。在面积固定的前提下,矩形的形状可以变化——可以是细长的,也可以是接近正方形的。不同的形状将直接影响围墙的总长度,即矩形的周长,其计算公式为P = 2(x + y)。
寻求最优解:成本与效率的平衡
在许多实际工程问题中,目标往往是在满足面积要求的前提下,尽可能减少围墙的用料以节约成本。这就引出了一个最优化问题:当面积xy为定值216时,周长2(x+y)何时取得最小值?根据均值不等式,当x和y相等时,其和最小。也就是说,当矩形为正方形时,周长最短。计算可得,此时x = y = √216 ≈ 14.7米。这种形状能用最少的围墙材料围出所需的面积,是经济性最高的方案。然而,如果考虑到“并在此矩形”内部进行规划,例如需要沿长边建造一排仓库,那么可能就需要调整长宽比,牺牲一部分材料效率来满足功能需求。
综上所述,面对面积为216平方米的矩形土地围墙问题,最节省材料的方案是建造一个边长约14.7米的正方形。但在实际应用中,必须结合土地的具体用途、地形限制以及“在此矩形”内进行的后续建设计划,来综合确定长和宽的最佳尺寸。数学上的最优解为我们提供了一个重要的基准和思考起点。
