给定一个完整的纸张长为3000mm 宽为1500mm 把它切割成长为373mm宽为201mm的小块 建立数学模型 得到最多的小纸张

时间: 2024-04-02 12:35:39 浏览: 28
我们可以将纸张划分成 $n$ 行,每行 $m$ 列,每个小块的长为 $l$,宽为 $w$。则有以下关系式: $$ \begin{cases} n\times l=3000\\ m\times w=1500\\ n\times m\text{ 为最多的小纸张数}\\ \end{cases} $$ 我们的目标是求出最大的 $n\times m$。根据以上三个式子,可以得到: $$ \begin{cases} n=\frac{3000}{l}\\ m=\frac{1500}{w}\\ n\times m=\frac{3000}{l}\times\frac{1500}{w}=\frac{4500000}{lw}\\ \end{cases} $$ 因此,我们需要求解的问题可以转化为求解 $\frac{4500000}{lw}$ 的最大值。根据调和均值不等式,有: $$ \frac{lw}{\frac{1}{2}\left(l+w\right)}\leq\frac{1}{2}\left(l+w\right) $$ 移项可得: $$ lw\leq\frac{1}{4}\left(l+w\right)^2 $$ 代入目标函数中得: $$ n\times m=\frac{4500000}{lw}\leq\frac{4500000}{\frac{1}{4}\left(l+w\right)^2}=\frac{18000000}{\left(l+w\right)^2} $$ 因此,我们的目标函数可以写成: $$ f\left(l,w\right)=\frac{18000000}{\left(l+w\right)^2} $$ 接下来,我们需要求解目标函数的最大值。我们可以对目标函数求偏导数,得到: $$ \begin{aligned} \frac{\partial f}{\partial l}&=-\frac{36000000}{\left(l+w\right)^3}\\ \frac{\partial f}{\partial w}&=-\frac{36000000}{\left(l+w\right)^3} \end{aligned} $$ 令偏导数为0,解得 $l=w$。代入目标函数中得到: $$ n\times m=\frac{18000000}{4l^2}=\frac{225000}{l^2} $$ 因此,当 $l=201$ 时,$n\times m$ 取得最大值,最大值为 $\lfloor \frac{3000}{201}\rfloor\times\lfloor \frac{1500}{373}\rfloor=7\times4=28$。 结论:将长为3000mm、宽为1500mm的纸张切割成长为373mm、宽为201mm的小块,可以得到最多28个小纸张。
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