题目内容

如图所示,l1,l2是两条互相垂直的海岸线,C为一海岛,ABCD是一矩形渔场,为了扩大渔业规模,将该渔场改建成一个更大的矩形渔场AMPN,要求点D,N在海岸线l1上,点B,M在海岸线l2上,且两点M,N连线经过海岛C,已知AB=3km,AD=2km.
(1)要使矩形AMPN的面积大于32km2,则AN的长应在什么范围内?
(2)当AN的长度是多少时,矩形AMPN的面积最小?并求最小面积.
(3)若AN的长度不少于6km,则当AN的长度是多少时,矩形AMPN的面积最小?并求出最小面积.
考点:导数在最大值、最小值问题中的应用
专题:应用题,导数的综合应用
分析:(1)设AN=xkm(x>2),(x>2),则ND=x-2,由
ND
DC
=
AN
AM
可表示AM,从而可表示矩形AMPN的面积,解不等式可得;
(2)利用导数求出极值点,根据单调可求矩形面积的最小值;
(3)利用导数可判断函数在所给区间上的单调性,由此可求;
解答: 解:(1)设AN=xkm(x>2),(x>2),则ND=x-2,
ND
DC
=
AN
AM

x-2
3
=
x
AM
,∴AM=
3x
x-2

3x
x-2
•x>32
,即3x2-32x+64>0,
解得2<x<
8
3
或x>8.
∴要使矩形AMPN的面积大于32km2,则AN的长的范围为(2,
8
3
)∪(8,+∞);
(2)SAMPN=
3x2
x-2
S′=
6x(x-2)-3x2
(x-2)2
=
3x(x-4)
(x-2)2

令S′=0,当2<x<4时,S′<0,当x>4时,S′>0,
∴x=4时,S取得极小值,也为最小值,
Smin=24,
∴当AN=4时,矩形AMPN的面积最小,为24;
(3)由(2)知,当x∈[6,+∞)时,S′>0,即S在[6,+∞)上单调递增,
∴x=6时S取得最小值,为
62
6-2
=27,
∴AN的长度不少于6km时,矩形AMPN的面积最小,为27.
点评:本题以实际问题为背景,考查导数在函数中的应用,考查学生运用数学知识解决实际问题的能力,体现了数学的应用性.
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