题目内容
【题目】【2016高考江苏卷】现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部分的形状是正四棱锥
,下部分的形状是正四棱柱
(如图所示),并要求正四棱柱的高
的四倍.
(1)若
则仓库的容积是多少?
(2)若正四棱柱的侧棱长为6m,则当
为多少时,仓库的容积最大?
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【答案】(1)312(2)![]()
【解析】
试题分析:(1)几何体体积为柱与锥体积之和,需明确柱与锥体积公式区别,分别代入对应公式求解(2)从题目问题出发,以
为自变量建立体积的函数关系式,与(1)相似,先用
分别表示底面正方形周长及柱的高,再利用柱与锥体积公式得,
,最后利用导数求其最值
试题解析:解:(1)由PO1=2知OO1=4PO1=8.
因为A1B1=AB=6,
所以正四棱锥P-A1B1C1D1的体积![]()
正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的体积![]()
所以仓库的容积V=V锥+V柱=24+288=312(m3).
(2)设A1B1=a(m),PO1=h(m),则0<h<6,OO1=4h.连结O1B1.
因为在
中,![]()
所以
,即![]()
于是仓库的容积
,
从而
.
令
,得
或
(舍).
当
时,
,V是单调增函数;
当
时,
,V是单调减函数.
故
时,V取得极大值,也是最大值.
因此,当
时,仓库的容积最大.
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