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Matemática

ESTÁCIO
Uma das aplicações práticas de funções escalares está na resolução de problemas de otimização. Utilizando-se de valores máximos e mínimos obtidos por métodos e condições estabelecidas. Um fabricante de refrigerante precisa produzir uma lata de forma cilíndrica de volume 36π cm3. Se o custo do alumínio depende da área, determine quais as dimensões do raio da base (r) e da altura (h) da lata para que se tenha o menor custo e marque a alternativa que apresenta o valor de r3 + h3, em cm3.
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marcio

mês passado

Respostas

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mês passado

Para resolver o problema, vamos usar a fórmula do volume do cilindro e a área da superfície. 1. Volume do cilindro: \( V = \pi r^2 h \) Dado que \( V = 36\pi \), temos: \[ r^2 h = 36 \] Portanto, \( h = \frac{36}{r^2} \). 2. Área da superfície do cilindro: \( A = 2\pi r^2 + 2\pi rh \) Substituindo \( h \): \[ A = 2\pi r^2 + 2\pi r \left(\frac{36}{r^2}\right) = 2\pi r^2 + \frac{72\pi}{r} \] 3. Minimizar a área: Para encontrar o valor de \( r \) que minimiza \( A \), derivamos \( A \) em relação a \( r \) e igualamos a zero: \[ \frac{dA}{dr} = 4\pi r - \frac{72\pi}{r^2} \] Igualando a zero: \[ 4\pi r - \frac{72\pi}{r^2} = 0 \] \[ 4r^3 = 72 \implies r^3 = 18 \implies r = \sqrt[3]{18} \] 4. Encontrar \( h \): Substituindo \( r \) na equação de \( h \): \[ h = \frac{36}{r^2} = \frac{36}{(\sqrt[3]{18})^2} = \frac{36}{\sqrt[3]{324}} = \frac{36}{6\sqrt[3]{6}} = 6\sqrt[3]{6} \] 5. Calcular \( r^3 + h^3 \): \[ r^3 = 18 \quad \text{e} \quad h^3 = (6\sqrt[3]{6})^3 = 216 \cdot 6 = 1296 \] Portanto: \[ r^3 + h^3 = 18 + 1296 = 1314 \] Assim, o valor de \( r^3 + h^3 \) é 1314 cm³.

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