Zgjidhja
Shënojmë gjatësinë, gjerësinë dhe lartësinë e kutisë përkatësisht me x, y dhe z. Vëllimi i kutisë është V = xyz
Meqë kutia nuk ka kapak, sipërfaqja e saj përbëhet nga baza dhe katër faqet anësore. Prandaj, kushti për sipërfaqen është 2xz + 2yz + xy = 12
Duke zgjidhur këtë ekuacion për z, marrim z = (12 − xy)/(2x + 2y)
Zëvendësojmë shprehjen e z në formulën e vëllimit V = xy · (12 − xy)/(2x + 2y)
V(x,y) = (12xy − x²y²)/(2x + 2y)
Tani njehsojmë derivatet e pjesshme:
V′ₓ(x,y) = y²(12 − 2xy − x²)/[2(x + y)²]
V′ᵧ(x,y) = x²(12 − 2xy − y²)/[2(x + y)²]
Për të gjetur pikat kritike, barazojmë derivatet e pjesshme me zero. Duke qenë se x > 0 dhe y > 0, marrim sistemin:
12 − 2xy − x² = 0
12 − 2xy − y² = 0
Zbresim ekuacionin e dytë nga i pari y² − x² = 0
Prandaj y² = x²
Meqë x > 0 dhe y > 0, rezulton y = x
Zëvendësojmë y = x në ekuacionin e parë:
12 − 2x² − x² = 0
12 − 3x² = 0
3x² = 12
x² = 4
x = 2
Meqë y = x, kemi:
y = 2
Pra, pika kritike është (2,2).
Lartësinë e gjejmë duke zëvendësuar x = 2 dhe y = 2 në formulën e z:
z = (12 − xy)/(2x + 2y)
z = (12 − 2 · 2)/(2 · 2 + 2 · 2)
z = (12 − 4)/(4 + 4)
z = 8/8 = 1 m
Kështu, përmasat e kutisë janë x = 2 m, y = 2 m dhe z = 1 m.
Vëllimi për këto përmasa është:
V = xyz
V = 2 · 2 · 1 = 4 m³
Vëllimi maksimal i kutisë është 4 m³. Ky vëllim arrihet kur baza është katrore me brinjë 2 m dhe lartësia e kutisë është 1 m.