Pregunta
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Un rectángulo tiene 2 metros de perímetro, halla el que tenga la diagonal mínima y da como respuesta su área.

Ask by Brooks Schwartz. in Spain
Feb 04,2025

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Para un rectángulo con un perímetro de 2 metros, el área mínima es 0,25 metros cuadrados.

Solución

Para minimizar la diagonal de un rectángulo con un perímetro de 2 metros, se debe considerar que el rectángulo óptimo es un cuadrado. **Cálculo:** 1. Sea \( x \) la longitud de un lado del rectángulo. 2. Dado que el perímetro \( P = 2x + 2y = 2 \), se tiene que \( x + y = 1 \), por lo que \( y = 1 - x \). 3. La diagonal \( d \) se calcula como \( d = \sqrt{x^2 + y^2} = \sqrt{x^2 + (1 - x)^2} = \sqrt{2x^2 - 2x + 1} \). 4. Para minimizar \( d \), minimizamos la expresión dentro de la raíz cuadrada: \( 2x^2 - 2x + 1 \). La mínima ocurre cuando \( x = 0.5 \). 5. Por lo tanto, \( x = y = 0.5 \) metros. **Área del rectángulo (cuadrado):** \[ \text{Área} = x \times y = 0.5 \times 0.5 = 0.25 \ \text{metros cuadrados} \] **Respuesta final:** El área mínima es **0,25 metros cuadrados**.

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

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Extra Insights

Para minimizar la diagonal de un rectángulo con un perímetro de 2 metros, debemos conocer que el perímetro \( P \) se define como \( P = 2(l + w) \), donde \( l \) es la longitud y \( w \) es el ancho. Con \( P = 2 \), podemos deducir que: \[ l + w = 1 \] La diagonal \( d \) de un rectángulo se puede calcular usando el teorema de Pitágoras: \[ d = \sqrt{l^2 + w^2} \] Para minimizar la diagonal, podemos usar el hecho de que, para un perímetro fijo, el cuadrado tiene la diagonal más corta. Por lo tanto, si hacemos \( l = w = 0.5 \) metros, la diagonal se minimiza. Ahora, hallamos el área \( A \): \[ A = l \cdot w = 0.5 \cdot 0.5 = 0.25 \, \text{m}^2 \] Por lo tanto, el área del rectángulo con la diagonal mínima es \( 0.25 \, \text{m}^2 \).

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