Un ganadero quiere levantar una barda que encierre tres corrales rectangulares adyacentes idénticos, cada uno de900 pies cuadrados de área. Suponga que el perímetro exterior requiere bardas pesadas que cuestan $3 por pie, en tanto que las divisiones interiores solo cuestan $2 por pie. cQué dimensiones de "x" y "y" producen la barda menos costosa?

Respuesta :

Explicación:

Primero, vamos a definir las dimensiones de los tres corrales rectangulares adyacentes. Llamemos a la longitud de cada corral "x" y el ancho "y". Sabemos que el área de cada corral es de 900 pies cuadrados, por lo que podemos establecer la ecuación:

\[x \cdot y = 900\]

También, tenemos que considerar las bardas exteriores y las divisiones interiores. Para minimizar el costo, necesitamos encontrar la combinación de x e y que minimiza el costo total. El área total (parte exterior) de las tres divisiones es:

\[3(4x + 6y)\]

El área total (parte interior) de dos divisiones es:

\[2(2x + 3y)\]

Entonces, el costo total \(C\) en función de x e y es:

\[C = 3(4x + 6y) + 2(2x + 3y)\]

\[C = 12x + 18y + 4x + 6y\]

\[C = 16x + 24y\]

Ahora, podemos encontrar las dimensiones de x y y que minimizan el costo total.

Para hacerlo, primero despejamos y de la ecuación \(x \cdot y = 900\) y la sustituimos en la ecuación del costo total C para obtener una función de una sola variable:

\[y = \frac{900}{x}\]

Sustituyendo esto en \(C = 16x + 24y\), obtenemos:

\[C = 16x + 24\left(\frac{900}{x}\right)\]

\[C = 16x + \frac{21600}{x}\]

Ahora, para encontrar el mínimo costo, derivamos C respecto a x, igualamos a 0 y resolvemos la ecuación resultante:

\[C' = 16 - \frac{21600}{x^2}\]

\[0 = 16 - \frac{21600}{x^2}\]

Multiplicando ambos lados por \(x^2\) y resolviendo para x:

\[16x^2 = 21600\]

\[x^2 = 1350\]

\[x = \sqrt{1350}\]

Una vez que tengamos el valor de x, podemos encontrar el valor correspondiente de y mediante \(y = \frac{900}{x}\).

Finalmente, con estos valores de x e y, podemos calcular el costo total mínimo para levantar las bardas.