Max Product And Area
1. Planteamos el problema 1: "La suma de un número positivo y el doble de un segundo número positivo es 200. Hallar los dos números tales que su producto sea máximo."
2. Definamos las variables: sea $x$ el primer número positivo y $y$ el segundo número positivo.
3. La restricción es: $$x + 2y = 200$$
4. Queremos maximizar el producto: $$P = xy$$
5. Despejamos $x$ de la restricción: $$x = 200 - 2y$$
6. Sustituimos en la función producto: $$P(y) = (200 - 2y) y = 200y - 2y^2$$
7. Para maximizar $P(y)$, derivamos y igualamos a cero: $$P'(y) = 200 - 4y = 0$$
8. Resolviendo: $$4y = 200 \Rightarrow y = 50$$
9. Calculamos $x$: $$x = 200 - 2(50) = 200 - 100 = 100$$
10. Verificamos que es máximo con la segunda derivada: $$P''(y) = -4 < 0$$, por lo que es un máximo.
11. Por lo tanto, los números son $x=100$ y $y=50$.
12. Planteamos el problema 2: "Un corral rectangular se parte en dos secciones y se construye utilizando 400 pies de alambrado. ¿Qué dimensiones deberían usarse para que el área resulte máxima?"
13. Definamos variables: $x$ es la longitud de los lados largos (hay 4 lados de $x$) y $y$ es la longitud de los lados cortos (hay 2 lados de $y$).
14. La cantidad total de alambrado es: $$4x + 2y = 400$$
15. Queremos maximizar el área: $$A = x y$$
16. Despejamos $y$ de la restricción: $$2y = 400 - 4x \Rightarrow y = 200 - 2x$$
17. Sustituimos en el área: $$A(x) = x (200 - 2x) = 200x - 2x^2$$
18. Derivamos para maximizar: $$A'(x) = 200 - 4x = 0$$
19. Resolviendo: $$4x = 200 \Rightarrow x = 50$$
20. Calculamos $y$: $$y = 200 - 2(50) = 200 - 100 = 100$$
21. Verificamos con la segunda derivada: $$A''(x) = -4 < 0$$, es un máximo.
22. Por lo tanto, las dimensiones que maximizan el área son $x=50$ pies y $y=100$ pies.