Il cortile

Un cortile rettangolare può essere coperto con mattoni quadrati di 50 cm di lato. Tutti i mattoni sono interi e coprono completamente il cortile. L’architetto ha fatto comprare metà mattoni verdi e metà grigi. Li può disporre in due modi, mettendo i grigi al centro e i verdi ai bordi o viceversa i verdi al centro e i grigi ai bordi. Il bordo ha sempre la stessa altezza in tutti e quattro i lati del rettangolo. Quale area minima può assumere un cortile di questo tipo?

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soluzione

Siano M il numero totale di mattoni, x il numero di mattoni dell’altezza, y il numero di mattoni della base, z il numero dei mattoni dello spessore del bordo. M=x*y.
Uguagliando l’area esterna con l’area interna si ha 2yz+2z(x-2z) = (x-2z)(y-2z);
da cui, esplicitando y= (4zx-8z2 )/(x-4z).
M=x*y=(4zx2 -8z2 x)/(x-4z). Si tratta di studiare il minimo assoluto di questa funzione in due variabili.
Poiché x, y, z devono essere numeri interi, si può vedere se esiste una soluzione per z=1.
M=4n(n-2)/(n-4). Si tratta, ora, di cercare un minimo assoluto e intero di questa funzione.

M ha un minimo per n = 4+\/8 circa 6,82.
Poiché n deve essere intero, il minimo si avrà per valori di n prossimi a 6.
Per x=5, M=60.
Per x=6, M=48.
Per x=7, M= 140/3 che non è intero.
Per x=8, M=48.
x=6, y=8 e x=8, y=6 sono simmetriche
La soluzione si ha quindi per n=6.
Il numero di mattoni è 48, ciascuno di 1/4 di m2 .
L’area è 12 m2 .

 

 

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