973. Сумма катетов прямоугольного треугольника равна 40. Какую длину должны иметь катеты, чтобы площадь треугольника была наибольшей?
ИИ-решебник / упражнение / 973
Ответ подготовлен нейросетью и может содержать ошибки
Объяснение и пошаговое решение
Пусть длина одного из катетов прямоугольного треугольника равна $x$.
Так как сумма катетов равна 40, то длина второго катета равна $40 - x$.
Длины сторон треугольника должны быть положительными:
$$
\begin{cases}
x > 0 \\
40 - x > 0
\end{cases}
\implies 0 < x < 40
$$
Площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения его катетов:
$$
S(x) = \frac{1}{2} x (40 - x) = 20x - \frac{1}{2}x^2
$$
Исследуем полученную функцию $S(x)$ на наибольшее значение на интервале $(0; 40)$ с помощью производной:
$$
S'(x) = \left(20x - \frac{1}{2}x^2\right)' = 20 - x
$$
Найдем критические точки функции:
$$
S'(x) = 0
$$
$$
20 - x = 0 \implies x = 20
$$
Определим знаки производной на интервале $(0; 40)$:
— при $x \in (0; 20)$ производная $S'(x) > 0$, следовательно, функция возрастает;
— при $x \in (20; 40)$ производная $S'(x) < 0$, следовательно, функция убывает.
Так как при переходе через точку $x = 20$ производная меняет знак с плюса на минус, $x = 20$ является точкой максимума функции. Поскольку на рассматриваемом интервале эта точка единственная, функция $S(x)$ достигает в ней своего наибольшего значения.
Найдем длину второго катета:
$$
40 - 20 = 20
$$
Таким образом, чтобы площадь треугольника была наибольшей, оба катета должны быть равны 20.
Ответ: 20 и 20.