5)
Puedes llamar x a la longitud de la arista de la base, y puedes llamar y a la longitud de la altura del tanque.
Luego, tienes que la expresión del área de la base es: x2.
Luego, tienes que la expresión del área de las cuatro paredes es: 4xy.
Luego, tienes el valor del área total, por lo que puedes plantear la ecuación:
x2 + 4xy = 1200 (observa que x e y expresan longitudes, por lo que deben tomar valores estrictamente positivos);
luego, haces pasaje de término, y queda: 4xy = 1200 - x2;
luego, divides en todos los términos por 4x (observa que toma valores estrictamente positivos), y queda:
y = 300/x - (1/4)x (1).
Luego, plantea la expresión del volumen:
V = x2y, luego sustituyes la expresión señalada (1), y queda:
V = x2(300/x - (1/4)x), distribuyes, y queda:
V = 300x - (1/4)x3, que es la expresión del volumen en función de la longitud de la arista de la base del tanque.
Luego, plantea las expresiones de las funciones derivadas primera y segunda:
V ' = 300 - (3/4)x2 (2);
V ' ' = - (3/2)x (3).
Luego, plantea la condición de punto crítico (posible máximo o posible mínimo):
V ' = 0, sustituyes la expresión señalada (2), y queda:
300 - (3/4)x2 = 0, multiplicas en todos los términos de la ecuación por -4/3, y queda:
-400 + x2 = 0, haces pasaje de término, y queda:
x2 = 400, haces pasaje de potencia como raíz (recuerda que x toma valores estrictamente positivos), y queda: x = 20 cm;
luego, evalúas la expresión de la función derivada segunda señalada (3), y queda:
V ' ' (20) = -30 < 0, por lo que tienes que la gráfica de la función es cóncava hacia abajo en este punto crítico, por lo que corresponde a un máximo relativo;
luego, evalúas en la expresión señalada (1), y queda:
y = 300/20 - (1/4)20 = 15 - 5 = 10, por lo que tienes que la longitud de la altura del tanque es: y =10 cm;
luego, evalúas en la expresión del volumen, y queda:
V = 20210 = 400*10 = 4000, por lo que tienes que el volumen del tanque es: V = 4000 cm3.
Espero haberte ayudado.