题目内容

如图,有一块边长为15 cm的正方形铁皮,将其四个角各截去一个边长为x cm的小正方形,然后折成一个无盖的盒子.

(1)求出盒子的体积y以x为自变量的函数解析式,并讨论这个函数的定义域;

(2)如果要做成一个容积是150 cm3的无盖盒子,那么截去的小正方形的边长x是多少厘米(精确到0.1 cm)?

答案:
解析:

  解:(1)盒子的体积y以x为自变量的函数解析式为

  y=(15-2x)2x,其定义域为{x|0<x<7.5}.

  (2)如果要做成一个容积是150 cm3的无盖盒子,那么有方程(15-2x)2x=150.

  令f(x)=y=(15-2x)2x-150,函数的图像如图所示:

  由图像可以看到,函数f(x)分别在区间(0,1)和(4,5)内各有一个零点,即方程(15-2x)2x=150分别在区间(0,1)和(4,5)内各有一个解.下面用二分法求方程的近似解.

  取区间(0,1)的中点x1=0.5,用计算器可算得f(0.5)=-52.

  ∵f(0.5)·f(1)<0,∴x0∈(0.5,1).

  再取(0.5,1)的中点x2=0.75,用计算器可算得f(0.75)≈-13.31.

  ∵f(0.75)·f(1)<0,∴x0∈(0.75,1).

  同理,可得x0∈(0.75,0.875),x0∈(0.8125,0.875),x0∈(0.84375,0.875),x0∈(0.84375,0.859375),x0∈(0.84375,0.8515625),x0∈(0.84375,0.84765625),由于|0.84375-0.84765625|=0.00390625<0.1,此时区间(0.84375,0.84765625)的两个端点精确到0.1的近似值都是0.8,∴方程在区间(0,1)内精确到0.1的近似解为0.8.

  同理,可得方程在(4,5)内精确到0.1的近似解为4.7.

  ∴如果要做成一个容积是150 cm3的无盖盒子时,截去的小正方形的边长大约是0.8 cm或4.7 cm.


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