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Cálculo

ESTÁCIO
Uma caixa retangular de papelão sem tampa deve ser feita com 12m2 de papelão. Determine o volume máximo de tal caixa.​​​​​​​​​​​​​​ Questão 20Escolha uma: a. 8m3. b. 2m3. c. 32m3. d. 16m3. e. 4m3.
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Robe Nunes

há 2 anos

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Robe Nunes

há 2 anos

Respostas

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há 6 meses

Para resolver essa questão, precisamos maximizar o volume de uma caixa retangular sem tampa, dada uma área de superfície de 12 m². Vamos chamar as dimensões da caixa de comprimento \(x\), largura \(y\) e altura \(h\). A área da superfície da caixa sem a tampa é dada por: \[ A = xy + 2xh + 2yh = 12 \] O volume \(V\) da caixa é dado por: \[ V = xyz \] Para maximizar o volume, podemos expressar uma das variáveis em termos das outras usando a equação da área. Vamos resolver isso passo a passo. 1. Da equação da área, podemos isolar \(h\): \[ h = \frac{12 - xy}{2(x + y)} \] 2. Substituímos \(h\) na equação do volume: \[ V = xy \cdot \frac{12 - xy}{2(x + y)} \] 3. Para maximizar \(V\), podemos usar cálculo, mas uma abordagem mais simples é perceber que, para uma caixa retangular, o volume é maximizado quando as dimensões são proporcionais. Após resolver a equação, encontramos que o volume máximo ocorre quando \(x = y\) e \(h\) é ajustado de acordo. Após cálculos, o volume máximo que podemos obter é: \[ V = 8 \, m^3 \] Portanto, a alternativa correta é: a. 8m³.

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há 2 anos

Para determinar o volume máximo da caixa retangular de papelão, precisamos maximizar a área da base da caixa. Sabemos que a área total de papelão disponível é de 12m², então a área da base da caixa é x*y, onde x e y são as dimensões da base. Temos que a área total da caixa é dada por: A = 2xy + 2xz + 2yz Como a caixa não tem tampa, uma das dimensões deve ser menor que as outras duas. Suponha que x < y < z. Então, podemos escrever: A = 2xy + 2xz + 2yz = 2x(y+z) + 2yz Agora, podemos usar a área total de papelão disponível para escrever: 12 = 2x(y+z) + 2yz Podemos isolar y em termos de x e z: y = (12 - 2xz)/(2x + 2z) O volume da caixa é dado por: V = xyz Substituindo y em termos de x e z na expressão para o volume, temos: V = x(12 - 2xz)/(2x + 2z) * z V = 6xz/(x + z) Para maximizar o volume, precisamos maximizar a expressão acima. Podemos fazer isso usando cálculo diferencial. Derivando em relação a x e igualando a zero, temos: dV/dx = (6z(x + z) - 6xz)/(x + z)^2 = 0 Simplificando, temos: x = z/2 Substituindo x = z/2 na equação para a área total de papelão, temos: 12 = 2z(y + z/2) + 2yz Simplificando, temos: 6 = yz + z^2/2 Novamente, podemos maximizar o volume derivando em relação a y e igualando a zero: dV/dy = 6xz/(x + y)^2 - xz/(y + z/2)^2 = 0 Simplificando, temos: y = z/2 Substituindo y = z/2 na equação para a área total de papelão, temos: 12 = 3z^2 Logo, z = 2√2 e y = x = √2. Portanto, o volume máximo da caixa é: V = xyz = 2√2 Resposta: letra E) 4m³.

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