如图所示,一窗户上部分是半圆,下部是矩形,如果窗户的面积一定,求窗户周长最小时,X与Y的比值是多少?

4个回答

  • 设半圆的半径为R,矩形的高为h,窗户的面积为S

    S-πR^2/2=2R*h,所以:h=(S-πR^2/2)/2R-------(1)

    而窗户的周长L=πR+2R+2h,代入(1)式整理可得:

    (π+4)R^2-2LR+2S=0

    这是关于R的一元二次方程,要使R有解,判别式

    △=4L^2-8(π+4)>=0,变形可得:

    L>=√(2π+8),即周长有最小值:L=√(2π+8)

    此时,△=0,方程的解是:

    R=-b/(2a)=2L/(π+4)=2√(2π+8)/(π+4)=2√2/√(π+4)

    由(1)式,可得:

    h=(S-πR^2/2)/2R={S-π*[2√2/√(π+4)]^2}/[2*2√2/√(π+4)]=4√2*[(S-8)π+4S]/√(π+4)

    所以,R:L=1:2[(S-8)π+4S]