Câu hỏi:

Cho khối hộp chữ nhật có 3 kích thước lập thành một cấp số nhân và có thể tích bằng \(1000\). Tìm giá trị nhỏ nhất của diện tích toàn phần của hình hộp chữ nhật đã cho.

  • A \(600.\)
  • B \(300.\)
  • C \(300\sqrt 2 .\)
  • D \(300\sqrt 3 .\)

Phương pháp giải:

- Gọi ba kích thước của hình hộp chữ nhật là \(a,\,\,b,\,\,c\,\,\left( {a,\,\,b,\,\,c > 0} \right)\), theo thứ tự lập thành cấp số nhân nên ta có \(ac = {b^2}\).

- Sử dụng công thức thể tích khối hộp chữ nhật \(V = abc\), tính \(b,\,\,ac\).

- Công thức tính diện tích toàn phần của hình hộp chữ nhật là: \({S_{tp}} = 2\left( {ab + bc + ca} \right)\). Áp dụng BĐT Cô-si.

Lời giải chi tiết:

Gọi ba kích thước của hình hộp chữ nhật là \(a,\,\,b,\,\,c\,\,\left( {a,\,\,b,\,\,c > 0} \right)\), theo thứ tự lập thành cấp số nhân nên ta có \(ac = {b^2}\).

Thể tích khối hộp là \(abc = 1000 \Leftrightarrow {b^3} = 1000\)\( \Leftrightarrow b = 10\)\( \Rightarrow ac = {10^2} = 100\).

Diện tích toàn phần của hình hộp chữ nhật là:

\(\begin{array}{l}{S_{tp}} = 2\left( {ab + bc + ca} \right) = 2b\left( {a + c} \right) + 2.ac\\\,\,\,\,\,\,\, = 20\left( {a + c} \right) + 200\end{array}\)

Áp dụng BĐT Cô-si cho hai số dương \(a,\,\,c\) ta có \(a + c \ge 2\sqrt {ac}  = 2\sqrt {100}  = 20\).

Khi đó \({S_{tp}} \ge 20.20 + 200 = 600\).

Vậy \({S_{tp\,\,\max }} = 600\). Dấu “=” xảy ra \( \Leftrightarrow a = c = 10\). Khi đó hình hộp chữ nhật là hình lập phương cạnh \(10\).

Chọn A.


Quảng cáo

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay