木梁的强度与梁宽成正比,与梁高的平方成正比,从直径为d的圆柱形的木材截取的横截面积是矩形的木梁,问如何截取使梁的强高最大?
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由强度与梁宽和梁高的平方成正比,显然梁宽与梁高应尽量大,所以,矩形应该是圆的内接矩形,由对称性,矩形的对角线应该是圆的直径于是,设梁宽x,高y,强度z,则z=kxy^2,(y^2表示y的平方),x^2+y^2=d^2于是z=kxy^2=kx(d^2-x^2)=kd^2x-kx^3求导即可
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设矩形的长(定义为梁高)为dsina(a是矩形宽和直径的夹角),则矩形宽的为dcosa,设两个比例参数K,L(定值)则强度y=K*L*dsina*dsina*dcosa,求取最值即可,最值的求取可用求导数的方法