Un hacendado tiene 300 m de malla para cercar dos corrales rectangulares iguales y contiguos, es decir, que comparten un lado de la cerca. Determinar las dimensiones de los corrales para que el área cercada sea máxima. No olvides plantear la función a optimizar (la del área) así como su gráfica.
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Hola
l: Lado (3 tramos)
f : Frente (4 tramos)
Perímetro
P = 300
1) 3 l + 4 f = P
deducimos
l = (P - 4 f)/3
2) l = (P/3) - (4/3) f
área
S = 2 f l
usamos (2)
S = 2 f ( (P/3) - (4/3) f)
S = (2/3) P f - (8/3) f^2
Se trata de una parábola hacia abajo,
con máximo donde se anula la derivada
dS/df = (2/3) P - (8/3) (2 f) = 0
(16/3) f = (2/3) P
Frente máximo
fMax = (1/8) P
***************
Largo máximo
lMax = (P - 4 fMax)/3
lMax = (P - (P/2))/3
lMax = (P/2)/3
lMax = (1/6) P
****************
Con los datos
P = 300 m
Frente máximo
fMax = (1/8) * 300 = 37.5 m
Largo máximo
lMax = (1/6) * 300 = 50 m
Como son dos corrales rectangulares contiguos y comparten un lado en comun entonces
4x+3y=300
Ya que considero los lados horizontales de un corral que son dos (2x), mas dos del otro corral (2x), y al final queda 4x. Como de los lados verticales existe un lado en comun para ambos considero solo la suma de tres de ellos por tanto queda 3y.
el area es la funcion a optimizar osea
A(x,y)= x*y + x*y = 2x*y
pero tenemos que pasar la funcion que depende de x e y a una funcion que dependa de una sola variable en este caso en funcion de x . pero primero tenemos que despejar la y de la primera ecuacion
4x+3y=300 entonces y=(300-4x)/3 = 100-(4/3)x ahora la sustituimos en la funcion a optimizar
A(x,y)=2xy quedando A(x)=2x(100-4/3x)= 200x-(8/3)(x*x) ahora derivamos la funcion e igualamos a 0
200-(16/3)x=0 entonces x=600/16=300/8 ahora buscamos la y
y=100-(4/3)(300/8)=50 las dimensiones que hacen maximo el area son x=300/8 y=50