網上驚現21世紀最難的小學數學題,難倒碩士生

2021-03-05 09:17:29 字數 1795 閱讀 1020

1樓:匿名使用者

假設高度為h,長寬分別為a和b,並且假設a>b。

考慮製作一個盒子後還剩一點點鐵皮,需要把它在做到盒子上去,那麼考慮

到高度一定的情形有兩種方案:第一是增加盒子的短邊;第二是增加盒子的長邊。

第一種方案:假設增加的短邊為w,那麼增加的體積v1=a×h×w; 增加的鐵

皮面積=(a+2h)×w

第二種方案:假設增加的長邊為z,所以增加的盒子體積v2=b×h×z,增加

的鐵皮面積=(b+2h)×z;

因為兩種方案增加的鐵皮面積不變,所以(a+2h)×w=(b+2h)×z,由於

a>b,顯然w>z,可以化簡得a×w-b×z=2h×(z-w)>0

考慮兩種方案增加體積的大小,

因為v1-v2=a×h×w-b×h×z=h×(a×w-b×z)>0

說明在高度一定時,增加短邊永遠可以得到較大的盒子體積,也就是說盒子

底面是正方形時有最大值。根據這個原則,我們首先確定要製作底面是正方形的

盒子。再考慮高度不定時如何使得製作的盒子體積最大。

同理假設製作一個底面是正方形的盒子後還剩一點點鐵皮,需要把它在做到

盒子上去,那麼考慮到不改變底面是正方形的情形也有兩種方案:第一是增加盒

子的高;第二是增加盒子的底面正方形邊長。

第一種方案:假設增加的高度為x,那麼增加的體積v1=a×a×x; 增加的鐵

皮面積=4a×x

第二種方案:假設增加的底面邊長為y,

所以增加的鐵皮面積=(a+y)×(a+y)-a×a+4(a+y)×h-4a×h

=2a×y+y×y+4y×h;

增加的盒子體積v2=(a+y)×(a+y)×h-a×a ×h=(2a×y+y×y)×h;

因為兩種方案增加的鐵皮面積不變,所以4a×x=2a×y+y×y+4y×h,

現在考慮v1-v2的情形,並用到4a×x=2a×y+y×y+4y×h的關係,

v1-v2=a×a×x-h×(2a×y+y×y)

=y(0.5a×a-a×h+0.25y-h×y)=y(a(0.5a-h)+0.25y-h×y)

要判斷上式大於或小於0,因為y大於0,只要判斷括號內的項就可以。小學

生會想到y是一個很小的值(因為就剩一點點鐵皮了),所以關鍵是0.5a-h的正

負如何,直接決定了v1-v2的正負。

若0.5a-h為正,h<0.5a,v1-v2>0,說明必須增加盒子的高度;

反之,若0.5a-h為負,h>0.5a,v1-v2<0,說明必須增加盒子底面的邊長。

根據以上,我們確定當盒子高度是底面邊長的一半時盒子具有最大的體積。

綜合以上兩個步驟的考慮,當盒子的底面是正方形並且高度是底面邊長的一

半時,盒子具有最大的體積。現在來求體積就容易了:

假設底面邊長為a,高度為h,那麼根據題意有:

4a×h+a×a=80

h=0.5a

兩式聯合解得3a×a=80

然後可以輕易求得體積為:15的平方根×160/9,約等於68.853立方米。

2樓:匿名使用者

設該長方體的長、寬、高為a 、b、c 。則2bc+2ac+ab=80.要求得abc之積的最大值。

我們發現2bc+2ac+ab=80的三個元素2bc、2ac、ab,當它們 三個相等時,其值 最大,即其值 2bc×2ac×ab為最大。2bc×2ac×ab=4×abc×abc,當4abc×abc為最大時,abc也 為最大,是一致的。所以,2bc=2ac=ab時,才能滿足條件。

得a=b=2c.這樣就可求得,解簡單方程得a=√(80/3) 〖 3分之80開方〗最大體積=abc=68.853立方米。

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