制作一个尽可能大的无盖长方体盒子

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查看11 | 回复2 | 2010-1-3 22:16:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、研究内容: 1.如何将一张正方形纸板裁剪成长方体无盖纸盒? 2.怎样裁剪能使这个纸盒最大? 二、研究方法: 实践法、画图法、制表法、计算法、观察法 三、研究过程: 1.我通过观察发现,我们可以通过正方体的展开图推出如何将 一张正方形纸板裁剪成长方体无盖纸盒。 如图:图一 图二 如图二所示剪去阴影部分便可以裁剪一个长方体无盖纸盒。 设这个正方形边长为20cm 如果设剪去正方形边长为X(X<10),计算这个盒子容积的公式应该是:V=(20-2X)2X。 我拿出几张纸一一实验X=1cm,2cm,3cm,4cm,5cm,6cm,7cm,8cm,9cm。 X=1时:V=(20-1*2)2*1=324 cm2 X=2时:V=(20-2*2)2*2=512 cm2 X=3时:V=(20-3*2)2*3=588 cm2 X=4时:V=(20-4*2)2*4=576 cm2 X=5时:V=(20-5*2)2*5=500 cm2 X=6时:V=(20-6*2)2*6=384 cm2 X=7时:V=(20-7*2)2*7=252 cm2 X=8时:V=(20-8*2)2*8=128 cm2 X=9时:V=(20-9*2)2*9=36 cm2 然后我将结果做成一个统计图: 从图中可以看出,当X=3时,长方体纸盒的容积最大,那么它是不是最大的呢?最大的在2~3之间还是在3~4之间呢? 我们先来看X=2.9cm时和X=3.1cm时: X=2.9时,V=(20-2.9*2)2*2.9=584.756 cm2 X=3.1时,V=(20-3.1*2)2*3.1=590.364 cm2 从计算结果可以看出,X=3.1cm时比X=2.9cm时算出的容积大。 当X=3.2cm,3.3cm,3.4cm,3.5cm,3.6cm,3.7cm,3.8cm,3.9cm时呢? X=3.2时:V=(20-3.2*2)2*3.2= 591.872cm2 X=3.3时:V=(20-3.3*2)2*3.3= 592.548cm2 X=3.4时:V=(20-3.4*2)2*3.4= 592.416cm2 X=3.5时:V=(20-3.5*2)2*3.5= 591.500cm2 X=3.6时:V=(20-3.6*2)2*3.6= 589.824cm2 X=3.7时:V=(20-3.7*2)2*3.7= 587.412cm2 X=3.8时:V=(20-3.8*2)2*3.8= 584.288cm2 X=3.9时:V=(20-3.9*2)2*3.9= 580.476cm2 我们来制作一个统计图就可以清楚地看出来。 从图中我们可以看出,当X=3. 3cm时,盒子的容积最大,我们再来考虑它是否最大,最大的在3.2~3.3之间还是在3. 3~3.4之间。 我们先来算当X=3. 29cm的时候和X=3. 31cm的时候。 X=3.29cm时V=(20-3.29*2) 2*3.29=592.517156cm2 X=3.31cm时:V=(20-3.31*2) 2*3.31=592.570764cm2 592.570764cm2大于592.548cm2,所以X满足条件的最大值一定大于3. 3cm。 那么,X=3. 31cm是不是最大的呢?我们再来计算X=3. 32~3. 39cm时,容积是多少? X=3.32时:V=(20-3. 32*2)2*3. 32= 592.585472cm2 X=3.33时:V=(20-3. 33*2)2*3. 33= 592.592148cm2 X=3.34时:V=(20-3. 34*2)2*3. 34= 592.590816cm2 X=3.35时:V=(20-3. 35*2)2*3. 35= 592.581500cm2 X=3.36时:V=(20-3. 36*2)2*3. 36= 592.564224cm2 X=3.37时:V=(20-3. 37*2)2*3. 37= 592.539012cm2 X=3.38时:V=(20-3. 38*2)2*3. 38= 592.505888cm2 X=3.39时:V=(20-3. 39*2)2*3. 39= 592.464876cm2 让我们在画一个统计图: 由此我知道了X=3.33时最大 研究结果: 通过反复的观察和试验,我发现了每次X的值最大都是 X=3.33333333333333333…… 所以我得到了, 3无限循环时盒子的容积最大 也就是说X=10/3时 盒子的容积最大 推广来说 如果设正方形纸片的边长为A 那么可得X=A/6 收获与反思: 这次写研究报告让我获益匪浅,因为它让我增长了数学上的知识,同时也增长了我计算机的知识。写研究报告还培养了我努力钻研的精神。但因为是第一次,我无法做到完美,里面也肯定有一些不足,但我相信通过以后的学习,我会把我的第二次、第三次……越写越好。
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千问 | 2010-1-3 22:16:40 | 显示全部楼层
设长宽高为x、y、z,则xy+2yz+2xz=400,体积为v=xyz,则当xy=2yz=2xz时v最大,可得x=y=2z=3分之20倍根号3(均值不等式)进而可得v=9分之8000倍根号3(用手机写了很久,高分啊!)
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千问 | 2010-1-3 22:16:40 | 显示全部楼层
设长方体盒子高x,则低面长20-2x,宽也为20-2x,体积就为(20-2x)(20-2x)x。解得:x为10/3时,长方体最大,为16000/2。
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