1. **Stel het probleem vast:**
We hebben een grote rechthoek die is verdeeld in drie kleinere rechthoeken naast elkaar. De hoogte van elke kleine rechthoek is $a$, en de breedte is $b$. De totale hoogte van de grote rechthoek is $2a$, en de totale breedte is $3b$.
2. **Gegeven:**
- Totale lengte van scheidingswanden is 240 meter.
- We willen de afmetingen $a$ en $b$ vinden zodat de totale oppervlakte maximaal is.
3. **Formule voor de oppervlakte:**
De totale oppervlakte $A$ van de grote rechthoek is:
$$A = ext{hoogte} \times \text{breedte} = 2a \times 3b = 6ab$$
4. **Formule voor de lengte van de scheidingswanden:**
De scheidingswanden omvatten:
- 2 verticale wanden aan de zijkanten van hoogte $2a$ (links en rechts)
- 2 verticale wanden tussen de drie rechthoeken van hoogte $a$ (twee tussenruimtes)
- 1 horizontale wand die de grote rechthoek in tweeën deelt van breedte $3b$
Dus de totale lengte $L$ van de scheidingswanden is:
$$L = 2 \times 2a + 2 \times a + 3b = 4a + 2a + 3b = 6a + 3b$$
5. **Beperking:**
$$6a + 3b = 240$$
We kunnen dit herschrijven als:
$$3b = 240 - 6a \Rightarrow b = \frac{240 - 6a}{3} = 80 - 2a$$
6. **Oppervlakte als functie van $a$:**
$$A(a) = 6a b = 6a (80 - 2a) = 480a - 12a^2$$
7. **Maximaliseer $A(a)$:**
Neem de afgeleide van $A(a)$ en stel gelijk aan nul:
$$\frac{dA}{da} = 480 - 24a = 0 \Rightarrow 24a = 480 \Rightarrow a = 20$$
8. **Bereken $b$ bij $a=20$:**
$$b = 80 - 2 \times 20 = 80 - 40 = 40$$
9. **Controleer of dit een maximum is:**
De tweede afgeleide is:
$$\frac{d^2A}{da^2} = -24 < 0$$
Dit betekent dat $a=20$ een maximum is.
10. **Conclusie:**
De afmetingen die de oppervlakte maximaliseren zijn:
$$a = 20, \quad b = 40$$
De maximale oppervlakte is:
$$A_{max} = 6 \times 20 \times 40 = 4800$$
**Antwoord:** De maximale oppervlakte is 4800 vierkante meter bij $a=20$ en $b=40$.
Max Oppervlakte
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.