uma caixa com tampa, de base quadrada deve ser construida de modo que seu volume tenha 200m^3. O material da base vai custar 120,00 reais, por m^2 e o material dos lados 90,00 reais. Encontre as dimensões da caixa de modo que o custo dos materiais seja minimo?
O custo é definido pelo produto da área da base (não se pode esquecer que a caixa também possuirá tampa) pelo valor do metro quadrado de material a ser empregado na base (2l². 120,00) somado ao produto da área lateral pelo custo do material de confecção (4lh. 90,00).
C= 240l² + 360lh
Necessita-se de uma expressão com uma única variável independente. Lembramos então que uma o volume pode ser relacionado para a obtenção de tal:
V = l²h
200 = l²h
h= 200/l²
Substituindo na expressão de custo tem-se
C(l)= 240l² + 72000/l
C'(l)= 480l - 72000/l²
Igualando a zero para obter o extremo relativo (mínimo) C'(l)=0 encontra-se que l ≅ 5,313 m
Substituindo o valor de l encontrado na expressão da altura já descrita logo acima,
h= 200/l²
Obtem-se que h ≅ 7,085 m
Desse modo, afirma-se que as dimensões da caixa para que os custos sejam mínimos refere-se a uma aresta de tampa e base quadrada igual a 5,113m e altura aproximada de 7,085m.
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Dados:
a = altura
b = aresta base
Volume
2500 = a*b^2
a = 2500/b^2
Área total
At = 4*b*a + b^2
Aplicando valores para achar o preço total:
P = (4*b*a)*980 + (b^2)*1200
Substituindo "a" na seugnda equação, temos:
P = (4*2500*980)/b + 1200*b^2
Derivando e igualando a 0, temos:
-(4*2500*980)/b^2 + 1200*2*b = 0
b = 15,98
a = 2500/b^2
a = 9,79
Portanto,
Aresta da base = 9,79 m ; altura = 15,98 m
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