معدل تغير الارتفاع 462Bb3
1. نبدأ ببيان المشكلة: لدينا متوازي سطوح مستطيلة قاعدة مربعة الشكل، حجم المتوازي ثابت ويساوي 80 سم³.
2. المعطيات:
- طول ضلع القاعدة $x$ يتناقص بمعدل $\frac{4}{25}$ سم/ثانية.
- الحجم $V = 80$ سم³ ثابت.
- نريد حساب معدل تغير الارتفاع $h$ عندما يكون $x = 4$ سم.
3. القانون المستخدم:
حجم متوازي السطوح المستطيل ذو القاعدة المربعة هو:
$$V = x^2 h$$
4. بما أن الحجم ثابت، فإن:
$$\frac{dV}{dt} = 0$$
5. نشتق المعادلة بالنسبة للزمن $t$:
$$\frac{d}{dt}(x^2 h) = 0$$
باستخدام قاعدة الضرب:
$$2x \frac{dx}{dt} h + x^2 \frac{dh}{dt} = 0$$
6. نعزل $\frac{dh}{dt}$:
$$x^2 \frac{dh}{dt} = -2x h \frac{dx}{dt}$$
$$\frac{dh}{dt} = -\frac{2x h}{x^2} \frac{dx}{dt} = -\frac{2h}{x} \frac{dx}{dt}$$
7. نحسب $h$ عندما $x=4$ و $V=80$:
$$80 = 4^2 \times h = 16h \Rightarrow h = \frac{80}{16} = 5$$
8. نعوض القيم:
$$\frac{dh}{dt} = -\frac{2 \times 5}{4} \times \left(-\frac{4}{25}\right) = -\frac{10}{4} \times \left(-\frac{4}{25}\right) = -2.5 \times \left(-\frac{4}{25}\right) = 0.4$$
9. إذن، معدل تغير الارتفاع هو $0.4$ سم/ثانية (يزداد الارتفاع لأن $\frac{dh}{dt}$ موجب).
الجواب النهائي: $\boxed{0.4}$ سم/ثانية.