5、
得a=6或a=-10(舍去).
∵只有一個(gè)極值點(diǎn),∴此極值點(diǎn)即為最值點(diǎn).
當(dāng)a=6時(shí),b=3,即當(dāng)a為6米,b為3米時(shí),經(jīng)沉淀后流出的水中該雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最?。?
6.某工廠要圍建一個(gè)面積為512平方米的矩形堆料場(chǎng),一邊可以利用原有的墻壁,其他三邊需要砌新墻壁,當(dāng)砌新墻壁所用的材料最省時(shí),堆料場(chǎng)的長(zhǎng)和寬分別為_(kāi)_____.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):01580022】
【解析】 設(shè)矩形堆料場(chǎng)中與原有的墻壁平行的一邊的邊長(zhǎng)為x米,其他兩邊的邊長(zhǎng)均為y米,則xy=512.
則所用材料l=x+2y=2y+(y>0),
求導(dǎo)數(shù),得l′=2-.
令l′=0,解得y=16或y=-16(舍去).
當(dāng)0<
6、y<16時(shí),l′<0;當(dāng)y>16時(shí),l′>0.所以y=16是函數(shù)l=2y+(y>0)的極小值點(diǎn),也是最小值點(diǎn).此時(shí),x==32.
所以當(dāng)堆料場(chǎng)的長(zhǎng)為32米,寬為16米時(shí),砌新墻壁所用的材料最省.
【答案】 32米 16米
7.如圖1-4-5,將邊長(zhǎng)為1 m的正三角形薄鐵皮,沿一條平行于某邊的直線(xiàn)剪成兩塊,其中一塊是梯形,記s=,則s的最小值是________.
圖1-4-5
【解析】 設(shè)DE=x,則梯形的周長(zhǎng)為3-x,
梯形的面積為(x+1)·(1-x)=(1-x2),
∴s==·,x∈(0,1),
設(shè)h(x)=,h′(x)=.
令h′(x)=0,得x=或x=3(舍),
7、
∴h(x)最小值=h=8,
∴s最小值=×8=.
【答案】
8.一艘輪船在航行中的燃料費(fèi)和它的速度的立方成正比,已知在速度為10 km/h時(shí)的燃料費(fèi)是每小時(shí)6元,而其他與速度無(wú)關(guān)的費(fèi)用是每小時(shí)96元,當(dāng)行駛每千米的費(fèi)用總和最小時(shí),此輪船的航行速度為_(kāi)_________km/h.
【解析】 設(shè)輪船的速度為x km/h時(shí),燃料費(fèi)用為Q元,則Q=kx3(k≠0).
因?yàn)?=k×103,所以k=,所以Q=x3.
所以行駛每千米的費(fèi)用總和為
y=·=x2+(x>0).
所以y′=x-.令y′=0,解得x=20.
因?yàn)楫?dāng)x∈(0,20)時(shí),y′<0,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(20
8、,+∞)時(shí),y′>0,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增,
所以當(dāng)x=20時(shí),y取得最小值,
即此輪船以20 km/h的速度行駛時(shí),每千米的費(fèi)用總和最?。?
【答案】 20
二、解答題
9.如圖1-4-6,一矩形鐵皮的長(zhǎng)為8 cm,寬為5 cm,在四個(gè)角上截去四個(gè)相同的小正方形,制成一個(gè)無(wú)蓋的小盒子,問(wèn)小正方形的邊長(zhǎng)為多少時(shí),盒子容積最大?
圖1-4-6
【解】 設(shè)小正方形的邊長(zhǎng)為
x cm,則盒子底面長(zhǎng)為(8-2x) cm,寬為(5-2x) cm,
V=(8-2x)(5-2x)x=4x3-26x2+40x,
V′=12x2-52x+40,
令V′=0,得x=1或x=(舍去),
V極
9、大值=V(1)=18,在定義域內(nèi)僅有一個(gè)極大值,
所以V最大值=18,即當(dāng)小正方形的邊長(zhǎng)為1 cm時(shí),盒子容積最大.
10.(2016·銀川高二檢測(cè))一書(shū)店預(yù)計(jì)一年內(nèi)要銷(xiāo)售某種書(shū)15萬(wàn)冊(cè),欲分幾次訂貨,如果每次訂貨要付手續(xù)費(fèi)30元,每千冊(cè)書(shū)存放一年要庫(kù)存費(fèi)40元,并假設(shè)該書(shū)均勻投放市場(chǎng),問(wèn)此書(shū)店分幾次進(jìn)貨、每次進(jìn)多少冊(cè),可使所付的手續(xù)費(fèi)與庫(kù)存費(fèi)之和最少?
【解】 設(shè)每次進(jìn)書(shū)x千冊(cè)(0
10、,150)
y′
-
0
+
y
單調(diào)遞減
極小值
單調(diào)遞增
所以當(dāng)x=15時(shí),y取得極小值,且極小值惟一,故當(dāng)x=15時(shí),y取得最小值,此時(shí)進(jìn)貨次數(shù)為=10(次).
即該書(shū)店分10次進(jìn)貨,每次進(jìn)15千冊(cè)書(shū),所付手續(xù)費(fèi)與庫(kù)存費(fèi)之和最少.
[能力提升]
1.已知某矩形廣場(chǎng)面積為4萬(wàn)平方米,則其周長(zhǎng)至少為_(kāi)_______米.
【解析】 設(shè)廣場(chǎng)的長(zhǎng)為x米,則寬為米,于是其周長(zhǎng)為y=2(x>0),所以y′=2,令y′=0,解得x=200(x=-200舍去),這時(shí)y=800.當(dāng)0200時(shí),y′>0.所以當(dāng)x=200時(shí),y取得最小值,故其周長(zhǎng)至
11、少為800米.
【答案】 800
2.要做一個(gè)圓錐形的漏斗,其母線(xiàn)長(zhǎng)為20 cm,要使其體積最大,則高為_(kāi)_______cm.
【解析】 設(shè)該漏斗的高為x cm,體積為V cm3,則底面半徑為 cm,V=πx(202-x2)=π(400x-x3)(00;當(dāng)
12、小時(shí)的燃料費(fèi)與輪船速度的平方成正比(比例系數(shù)為0.6),其余費(fèi)用為每小時(shí)960元.為了使全程運(yùn)輸成本最小,輪船行駛速度應(yīng)為_(kāi)_______海里/時(shí).
【解析】 設(shè)輪船行駛速度為x海里/時(shí),運(yùn)輸成本為y元.依題意得y=(960+0.6x2)=+300x,x∈(0,35].
則y′=300-,x∈(0,35].
又當(dāng)0<x≤35時(shí),y′<0,
所以y=+300x在(0,35]上單調(diào)遞減,
故當(dāng)x=35時(shí),函數(shù)y=+300x取得最小值.
故為了使全程運(yùn)輸成本最小,輪船應(yīng)以35海里/時(shí)的速度行駛.
【答案】 35
4.如圖1-4-7,內(nèi)接于拋物線(xiàn)y=1-x2的矩形ABCD,其中A,B在
13、拋物線(xiàn)上運(yùn)動(dòng),C,D在x軸上運(yùn)動(dòng),則此矩形的面積的最大值是__________.
圖1-4-7
【解析】 設(shè)CD=x,則點(diǎn)C的坐標(biāo)為,
點(diǎn)B的坐標(biāo)為,
∴矩形ABCD的面積
S=f(x)=x·
=-+x,x∈(0,2).
由f′(x)=-x2+1=0,
得x1=-(舍),x2=,
當(dāng)x∈時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增,x∈時(shí),f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減,
故當(dāng)x=時(shí),f(x)取最大值.
【答案】
5.(2016·廣州高二檢測(cè))如圖1-4-8所示,有甲、乙兩個(gè)工廠,甲廠位于一直線(xiàn)海岸的岸邊A處,乙廠與甲廠在海的同側(cè),乙廠位于離海岸40 km的B處,乙廠到
14、海岸的垂足D與A相距50 km.兩廠要在此岸邊A,D之間合建一個(gè)供水站C,從供水站到甲廠和乙廠的水管費(fèi)用分別為每千米3a元和5a元,則供水站C建在何處才能使水管費(fèi)用最?。?
圖1-4-8
【解】 設(shè)C點(diǎn)距D點(diǎn)x km,則AC=50-x(km),
所以BC==(km).
又設(shè)總的水管費(fèi)用為y元,
依題意,得y=3a(50-x)+5a(0