题目
从边长2a的正方形铁片的四个角各截一个边长为x的正方形,然后折成一个无盖的长方体盒子,要求长方体的高度x与底面正方形边长的比不超过正常数t.
(1)把铁盒的容积V表示为x的函数,并指出其定义域;
(2)x为何值时,容积V有最大值.
(1)把铁盒的容积V表示为x的函数,并指出其定义域;
(2)x为何值时,容积V有最大值.
提问时间:2021-04-01
答案
由题意得,V=x(2a-2x)2=4(a-x)2•x
∴
∴0<x≤
∴函数V(x)=4(a-x)2•x的定义域为 (0,
]
V′=4(x-a)•(3x-a)令V′=0得 x=
(1)当
≤
,即 t≥
时,
∵0<x<
时,V′>0.
V(x)为增函数;
<x≤
时,V′<0.V(x)为减函数;
∴V(x)在 (0,
]上有极大值V(
),
∵x=
为唯一驻点,
∴当 x=
时,V有最大值
a3.
(2)当
>
,即 0<t<
时,
∵0<x<
时,V′>0恒成立;
∴V(x)为增函数;
∴当 x=
时,V有最大值
.
∴
|
∴0<x≤
2at |
1+2t |
∴函数V(x)=4(a-x)2•x的定义域为 (0,
2at |
1+2t |
V′=4(x-a)•(3x-a)令V′=0得 x=
a |
3 |
(1)当
a |
3 |
2at |
1+2t |
1 |
4 |
∵0<x<
a |
3 |
V(x)为增函数;
a |
3 |
2at |
1+2t |
∴V(x)在 (0,
2at |
1+2t |
a |
3 |
∵x=
a |
3 |
∴当 x=
a |
3 |
16 |
27 |
(2)当
a |
3 |
2at |
1+2t |
1 |
4 |
∵0<x<
2at |
1+2t |
∴V(x)为增函数;
∴当 x=
2at |
1+2t |
8a3t |
(1+2t)3 |
(1)由已知中从边长2a的正方形铁片的四个角各截一个边长为x的正方形,根据长方体的体积公式,易得到V的表达式.
(2)求体积最大值的问题,由题意解出v的表达式,对函数v进行求导,解出极值点,然后根据极值点来确定函数v的单调区间,因极值点是关于a,t的表达式,此时就需要讨论函数v的单调性,分别代入求出最大值,从而求解.
(2)求体积最大值的问题,由题意解出v的表达式,对函数v进行求导,解出极值点,然后根据极值点来确定函数v的单调区间,因极值点是关于a,t的表达式,此时就需要讨论函数v的单调性,分别代入求出最大值,从而求解.
函数模型的选择与应用.
此题是一道应用题,主要还是考查导数的定义及利用导数来求区间函数的最值,利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力,解题的关键是求导要精确.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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