如下图,要设计一张矩形广告,该广告含有大小相等的左右两个矩形栏目(即图中彩色部分),这两栏的面积之和为 18000 cm 2,四周空白的宽度为 10 cm,两栏之间的中缝空白的宽度为 5 cm,怎样确定广告的高与宽的尺寸(单位: cm),能使矩形广告面积最小?
解法 1:设矩形栏目的高为 a cm,宽为 b cm,则 ab= 9000.①
广告的高为 a+ 20,宽为 2 b+ 25,其中 a> 0, b> 0.
广告的面积:
当且仅当 25 a= 40 b时,等号成立,
此时,代入①式得 a= 120,
从而 b= 75.
即当 a= 120, b= 75时,
S取得最小值 24500.
故广告的高为 140 cm,宽为 175 cm时,可使广告的面积最小.
解法 2:设广告的高、宽分别为 x cm, y cm,
则每栏的高和宽分别为 x- 20,,其中 x> 20, y> 25,
两栏面积之和为,
由此得,
广告的面积,
整理得,
因为 x- 20> 0,所以.
当且仅当时,等号成立,
此时有,
解得 x= 140,
代入,
得 y= 175,
即当 x= 140, y= 175时, S取得最小值 24500.
故当广告的高为 140 cm,宽为 175 cm时,可使广告的面积最小.