Tema: Máximos y mínimos
base= 5m\\altura=5m
Desarrollo:
Nos encontramos ante un problema que nos pide encontrar las dimensiones que podemos darle a un terreno rectangular para que su área sea la mayor posible. Hay un teorema que nos dice lo siguiente:
"El rectángulo con área máxima es un cuadrado"
Sin embargo es útil saber como demostrarlo, para ello nos ayudaremos del criterio de máximos y mínimos pero primero necesitamos una función objetivo. Podemos obtenerla a partir del enunciado.
Por un lado sabemos que: "el director le da 20 metros de maya para cercarlo" es decir, el perímetro será igual a 20:
P=2b+2h=20 \qquad \text{Ec. 1}
Por otro lado tiene que cumplirse que "las dimensiones del futuro jardín les asegure una área máxima"
A=b\cdot h=Max \qquad \text{Ec. 2}
Despejamos b en la ecuación 1:
b=10 -h \qquad \text{Ec. 3}
Y ahora sustituimos en la ecuación 2:
A=(10-h)(h) = 10h-h^2
Justamente esta ecuación será nuestra función objetivo, que nombraré por comodidad como f(h):
f(h)=-h^2+10h
Para encontrar los puntos críticos de la función, lo primero será derivar dicha función e igualar a cero. Así encontraremos nuestro punto crítico.
f'(h)=-2h+10\\\therefore -2h+10=0\\h=5
Y para comprobar si es un máximo, tiene que cumplirse que su segunda derivada sea igual o menor que 0.
f''(h)=-2
Como si lo cumple, sabemos que el valor de la altura que nos dará un área máxima es 5 metros. Finalmente sustituimos este valor en la ecuación 3 para encontrar el valor de la base:
b=10 -(5) =5
Con lo que hemos encontrar las medidas que maximizan el área, que efectivamente son las de un cuadrado.
¡Saludos!
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