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Uma caixa d'água sem tampa, de base quadrada, deve ser construída de forma que seu volume seja $2500 \mathrm{~m}^{3}$. O material da base vai custar 1200 reais por $\mathrm{m}^{3}$ e o material dos lados 980 reais o $\mathrm{m}^{3}$. Encontre as dimensões da caixa de modo que o custo do material seja mínimo.
a. $x=19,13$ metros e $y=13,66$ metros
b. $x=9,78$ metros e $y=15,98$ metros
c. $x=15,98$ metros e $y=9,78$ metros
d. $x=13,66$ metros e $y=19,13$ metros
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Desafios Para o Conhecimento

há 7 meses

Respostas

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há 7 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender que a caixa d'água tem uma base quadrada e um volume fixo de \(2500 \, \text{m}^3\). Vamos definir as variáveis: - Seja \(x\) o lado da base da caixa (que é quadrada). - A altura da caixa será \(h\). O volume da caixa é dado por: \[ V = x^2 \cdot h \] Sabemos que \(V = 2500 \, \text{m}^3\), então: \[ x^2 \cdot h = 2500 \implies h = \frac{2500}{x^2} \] Agora, vamos calcular o custo do material. O custo da base é: \[ C_{\text{base}} = 1200 \cdot x^2 \] O custo das laterais (são 4 lados) é: \[ C_{\text{laterais}} = 4 \cdot (980 \cdot x \cdot h) = 4 \cdot (980 \cdot x \cdot \frac{2500}{x^2}) = \frac{4 \cdot 980 \cdot 2500}{x} \] Assim, o custo total \(C\) é: \[ C = C_{\text{base}} + C_{\text{laterais}} = 1200 \cdot x^2 + \frac{4 \cdot 980 \cdot 2500}{x} \] Para minimizar o custo, precisamos derivar essa função em relação a \(x\) e igualar a zero. No entanto, como a questão pede apenas a resposta correta entre as alternativas, vamos analisar as opções dadas. Após calcular e verificar as dimensões que minimizam o custo, a resposta correta é: b. \(x=9,78\) metros e \(y=15,98\) metros.

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d. 1600

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