将长度为 1 的铁丝分成两段,分别围成一个正方形和一个圆形,要使正方形与圆的面积之和最小,正方形的周长应为______.
\begin{solution}
设正方形的周长为
x,则圆的周长为
1−x,其中
0<x<1. 正方形和圆的面积之和为
S(x)=16x2+4π(1−x)2
求导得
S′(x)=8x−2π1−x,令
S′(x)=0,得到
πx=4(1−x),即
x=4+π4. 又
S′′(x)=81+2π1>0,所以此时面积之和取得最小值. 因此正方形的周长为
4+π4.
\end{solution}