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(精确到0.1 cm)?

答案:
解析:

  解:(1)盒子的体积y是以x为自变量的函数.

  解析式为:y=(15-2x)2·x,x∈(0,7.5).

  (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)2·x=150.

  下面用二分法来求方程在(0,7.5)内的近似解.

  令f(x)=(15-2x)2x-150,由计算器可以确定f(x)分别在(0,1)和(4,5)内各有一个零点,即方程(15-2x)2·x=150分别在区间(0,1)和(4,5)内各有一个解.

  取区间(0,1)的中点x1=0.5,计算得f(0.5)=-52,所以零点x0∈(0.5,1).

  再取(0.5,1)的中点x2=0.75,计算得f(0.75)≈-13.31,所以x0∈(0.75,1).

  同理可得x0∈(0.75,0.875);x0∈(0.812 5,0.875);x0∈(0.843 75,0.875);

  x0∈(0.843 75,0.859 375);x0∈(0.843 75,0.851 562 5);x0∈(0.843 75,0.847 656 25).

  所以方程在区间(0.1)内精确到0.1的近似解为0.8.同理可得方程在区间(4,5)内精确到0.1的近似值为4.7,所以要做成一个容积为150 cm3的无盖盒子时,截去小正方形的边长大约是0.8 cm或4.7 cm.


提示:

本题是用二分法来解决实际问题的例子,在遇到高次方程或较复杂的指数、对数方程的数学模型时,在一定的误差范围内可用二分法.


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