题目内容

4.为了满足社区居民健身活动,某社区准备在一块大约400m×400m的接近正方形荒地上建一个健身活动广场,首先要建设如图所示的一个总面积为4000m2的矩形场地,其中阴影部分为通道,通道宽度均为2米,中间的三个矩形区域将铺设塑胶地面作为健身运动场地(其中两个小场地形状相同),怎样设计矩形场地的长和宽,使塑胶运动场地占地面积最大,并求出最大值.

分析 设矩形场地的长为xm,宽为ym,塑胶运动场地占地面积设为Sm2,总面积为xy=4000,且2a+6=x,a=$\frac{x-6}{2}$,y=$\frac{4000}{x}$,从而运动场占地面积为S=(y-4)a+(y-6)a=(2y-10)a=(x-6)($\frac{4000}{x}$-5),由a>0,可得x>6,$\frac{4000}{x}$-5>0,可得x<800.其定义域是(6,800).则S=4030-(5x+$\frac{24000}{x}$),由基本不等式可得函数的最大值,以及对应的x,y的值.

解答 解:设矩形场地的长为xm,宽为ym,塑胶运动场地占地面积设为Sm2,
即有xy=4000,y=$\frac{4000}{x}$,
S=(y-4)a+(y-6)a=(2y-10)a,
由2a+6=x,可得a=$\frac{x-6}{2}$,S=($\frac{8000}{x}$-10)•$\frac{x-6}{2}$=(x-6)($\frac{4000}{x}$-5),
由a>0,可得x>6,$\frac{4000}{x}$-5>0,可得x<800.
其定义域是(6,800).
则S=4030-(5x+$\frac{24000}{x}$)≤4030-2$\sqrt{5x•\frac{24000}{x}}$=4030-400$\sqrt{3}$,
当且仅当5x=$\frac{24000}{x}$,即x=40$\sqrt{3}$∈(6,800)时,上述不等式等号成立,
此时x=40$\sqrt{3}$,y=$\frac{100\sqrt{3}}{3}$,Smax=4030-400$\sqrt{3}$.
答:设计x=40$\sqrt{3}$m,y=$\frac{100\sqrt{3}}{3}$m时,运动场地面积最大,最大值为4030-400$\sqrt{3}$平方米

点评 本题以实际问题为载体,考查函数模型的构建,考查应用基本不等式求函数最值,构建函数关系式是关键,属于中档题.

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