问题 填空题
将边长为1m正三角形薄片,沿一条平行于底边的直线剪成两块,其中一块是梯形,记S=
(梯形的周长)2
梯形的面积
,则S的最小值是______.
答案

设剪成的小正三角形的边长为x,则:S=

(3-x)2
1
2
•(x+1)•
3
2
•(1-x)
=
4
3
(3-x)2
1-x2
(0<x<1)

(方法一)利用导数求函数最小值.S(x)=

4
3
(3-x)2
1-x2

S′(x)=

4
3
(2x-6)•(1-x2)-(3-x)2•(-2x)
(1-x2)2

=

4
3
(2x-6)•(1-x2)-(3-x)2•(-2x)
(1-x2)2
=
4
3
-2(3x-1)(x-3)
(1-x2)2

S′(x)=0,0<x<1,x=

1
3

x∈(0,

1
3
]时,S′(x)<0,递减;当x∈[
1
3
,1)
时,S′(x)>0,递增;

故当x=

1
3
时,S的最小值是
32
3
3

(方法二)利用函数的方法求最小值.

3-x=t,t∈(2,3),

1
t
∈(
1
3
1
2
),

则:S=

4
3
t2
-t2+6t-8
=
4
3
1
-
8
t2
+
6
t
-1

故当

1
t
=
3
8
,x=
1
3
时,S的最小值是
32
3
3

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