沟渠的截面是一个等腰梯形,且两腰与下底边之和为6米,上底长为一腰和下底长之和,试问等腰梯形的腰与上下底长各为多少时,水流最大?并求出截面面积S的最大值.

问题描述:

沟渠的截面是一个等腰梯形,且两腰与下底边之和为6米,上底长为一腰和下底长之和,试问等腰梯形的腰与上下底长各为多少时,水流最大?并求出截面面积S的最大值.

设腰为x,高为h,则
∵两腰与下底边之和为6米,上底长为一腰和下底长之和,
∴上底长为6-x,下底长为6-2x,
∴h=

x2-(
x
2
)2
=
3
2
x,
∴梯形的面积S=
1
2
×
3
2
x(6-x+6-2x)=
3
4
x(12-3x)=
3
3
4
[-(x-2)2+4]

∴当x=2时,Smax=3
3
,此时腰长为2米,上底长为4米,下底长为2米,最大面积是3
3
平方米.