台形XECZを花壇とし、花壇の面積を$U$、線分XYの長さを$y$とする。$U$が最大となるのは$y$がいくらの時か、またその時の費用の合計金額を求める問題。ただし、花壇は1m$^2$あたり1万円、柵は1mあたり5000円かかる。柵を立てるのは線分XEと線分XZの部分。

応用数学最適化微分台形面積費用
2025/8/6

1. 問題の内容

台形XECZを花壇とし、花壇の面積をUU、線分XYの長さをyyとする。UUが最大となるのはyyがいくらの時か、またその時の費用の合計金額を求める問題。ただし、花壇は1m2^2あたり1万円、柵は1mあたり5000円かかる。柵を立てるのは線分XEと線分XZの部分。

2. 解き方の手順

まず、台形XECZの面積UUyyを用いて表す。図が不鮮明なため、図から読み取れる情報が限られているが、以下のように仮定する。
* AE = AC - EC
* ED // AB
線分AC上にEがあり、ED//ABであることから、三角形AEDと三角形ABCは相似である。また、XY = yであり、台形XECZを花壇とみなす。
このとき、花壇の面積Uは台形XECZの面積として与えられます。
台形の面積を計算するには、上底(XZ)、下底(EC)、高さ(XE)が必要になります。
画像が不鮮明なので、追加の長さの関係が必要になります。問題の前提が不足しているため、ここでは一般的なアプローチを示します。
まず、UUyyの関数として表し、U=f(y)U = f(y)とします。
次に、UUを最大化するyyの値を求めます。これは、微分を用いて、dU/dy=0dU/dy = 0となるyyを求めることで達成できます。
dU/dy=0dU/dy = 0を解いて得られたyyの値をy0y_0とすると、y=y0y = y_0のときにUUは最大になります。
次に、柵の長さ(XE+XZXE + XZ)をyyを用いて表します。柵の長さをL(y)L(y)とします。
費用の合計金額T(y)T(y)は、花壇の費用と柵の費用の和で与えられます。
T(y)=10000U(y)+5000L(y)T(y) = 10000U(y) + 5000L(y)
U(y)U(y)が最大になるy=y0y=y_0のときの費用の合計金額を計算します。
T(y0)=10000U(y0)+5000L(y0)T(y_0) = 10000U(y_0) + 5000L(y_0)
最後に、得られたT(y0)T(y_0)の値を解答群から選択します。
具体的な値や図形に関する情報が不足しているため、これ以上の計算はできません。

3. 最終的な答え

具体的な数値が与えられていないため、答えを特定することができません。問題文に与えられた図や条件から、必要な数値を読み取り、上記の解き方の手順に従って計算することで、最終的な答えを求めることができます。
仮に計算した結果、例えば10.74万円となった場合は、選択肢1を選びます。

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