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- 2021-06-11 发布
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4.4 生活中的优化问题举例
1.炼油厂某分厂将原油精炼为汽油,需对原油进行冷却和加热,如果第x小时,原油温度(单位:℃)为f(x)=x3-x2+8(0≤x≤5),那么,原油温度的瞬时变化率的最小值是
( )
A.8 B. C.-1 D.-8
答案 C
解析 原油温度的瞬时变化率为f′(x)=x2-2x=(x-1)2-1(0≤x≤5),所以
当x=1时,原油温度的瞬时变化率取得最小值-1.
2.设底为等边三角形的直三棱柱的体积为V,那么其表面积最小时底面边长为
( )
A. B. C. D.2
答案 C
解析 设底面边长为x,则表面积S=x2+V(x>0).
∴S′=(x3-4V).令S′=0,得x=.
3. 在边长为60 cm的正方形铁皮的四角切去相等的正方形,再把它的边沿虚线折起,做成一个无盖的方底箱子,箱底边长为多少时,箱子容积最大?最大容积是多少?
解 设箱底边长为x cm,则箱高h= cm,箱子容积V(x)=x2h=(0<x<60).
V′(x)=60x-x2令V′(x)=60x-x2=0,
解得x=0(舍去)或x=40,并求得V(40)=16 000.
由题意知,当x过小(接近0)或过大(接近60)时,箱子容积很小,因此,16 000是最大值.
答 当x=40 cm时,箱子容积最大,最大容积是16 000 cm3.
4.统计表明:某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗油量y(升)关于行驶速度x(千米/时)的函数解析式可以表示为y=x3-x+8(00,h(x)是增函数,
所以当x=80时,h(x)取得极小值h(80)=11.25(升).
因为h(x)在(0,120]上只有一个极小值,所以它是最小值.
答 汽车以80千米/时匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,最少为11.25升.
1.解有关函数最大值、最小值的实际问题,在分析问题中的各个变量之间的关系的基础上,列出合乎题意的函数关系式,并确定函数的定义域.注意所求得的结果一定符合问题的实际意义.
2.利用导数解决生活中的优化问题时,有时会遇到在定义域内只有一个点使f′(x)=0,如果函数在该点取得极大(小)值,极值就是函数的最大(小)值,因此在求有关实际问题的最值时,一般不考虑端点.
2
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