من الشكل المبين:

 بعدا المستطيل س ، 2 نق حيث نق نصف قطر الدائرة التي مركزها م وتكون مساحة المستطيل س × 2 نق = 2 س نق ، ومساحة نصف الدائرة 0.5ط نق2 في حين محيط نصف الدائرة = ط نق، والضوء يدخل خلال المساحة كاملة للمستطيل و نصف الدائرة.

المحيط ثابت أي:

2 س + 2 نق + ط نق = ث    (1)  

حيث أن:  ث الثابت، 2 س + 4 نق محيط المستطيل ، ط نق نصف محيط الدائرة

بإيجاد س بدلالة نق أي:

2 س = ث 2 نق − ط نق   (2)  

المساحة القابلة لدخول الضوء:

م = س × 2 نق + 0.5 ط نق2

م = 2 س نق + 0.5 ط نق2  (3)  

بالتعويض من (2) في (3) يكون:

م = ( ث 2 نق − ط نق ) نق + 0.5 ط نق2

  = ث نق 2 نق2 − ط نق2 + 0.5 ط نق2

  = ث نق 2 نق2 − 0.5 ط نق2  بالاشتقاق بالنسبة إلى نق

مــ = ث − 4 نق − ط نق ، ومن حيث م أكبر ما يمكن فإنَّ مــ = 0 أي أن:

صفر = ث − 4 نق − ط نق

ث = 4 نق + ط نق  (4)  

من (4) في (1)

2 س + 2 نق + ط نق = 4 نق + ط نق

2 س = 2 نق

س =  نق

عرض المستطيل ( 2 نق ) = ارتفاع النافذة الكلي ( س + نق = نق + نق = 2 نق )

للتأكد نوجد المشتقة الثانية للمساحة لتبيان أنها سالبة للدلالة على وجود القيمة العظمى للمساحة

م// = 0 − 8 − ط  = كمية سالبة أي القيمة عظمى وهذا يدلل على صحة الإجابة


حل آخر: بعد تكوين المعادلات كما سبق في الحل السابق نقول:

2 س + 2 نق + ط نق = ث    (1)  

م = 2 س نق + 0.5 ط نق2  (3)  

نشتق كل من (1) ،  (3) بالنسبة إلى نق فيكون

2 ســ + 2 + ط = صفر   من (1) والاشتقاق  ومنها  2 ســ = 2 ط

صفر = 2 س × 1 + 2 ســ نق + ط نق   من (3) والاشتقاق،  لاحظ مشتقة حاصل ضرب دالتين ( 2 س نق )

2 س + 2 ســ نق + ط نق = صفر

بالتعويض عن  2 ســ   بـ ( − 2 ط  ) يكون:

2 س + ( 2 ط ) نق + ط نق = 0

2 س 2 نق ط  نق + ط نق = 0

2 س = 2 نق

س =  نق

عرض المستطيل ( 2 نق ) = ارتفاع النافذة الكلي ( س + نق = نق + نق = 2 نق )

للتأكد نوجد المشتقة الثانية للمساحة لتبيان أنها سالبة للدلالة على وجود القيمة العظمى للمساحة

م// = 0 − 8 − ط  = كمية سالبة أي القيمة عظمى وهذا يدلل على صحة الإجابة