题目内容

用长为18m的钢条围成一个长方体容器的框架,如果所制的容器的长与宽之比为2:1,那么高为多少时容器的容积最大?并求出它的最大容积.
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:设长方体的宽为xm,则长为2xm,高为(4.5-3x)m,易求x的范围,则长方体的容积为V(x)=2x2(4.5-3x)=9x2-6x3(0<x<
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),利用导数可求得函数的极大值,可判断即为最大值.
解答: 解:设长方体的宽为xm,则长为2xm,高为(4.5-3x)m,
x>0
4.5-3x>0
,解得0<x<
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故长方体的容积为V(x)=2x2(4.5-3x)=9x2-6x3(0<x<
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),
从而V′(x)=18x-18x2=18x(1-x),
令V′(x)=0,解得x=1或x=0 (舍去),
当0<x<1时,V′(x)>0;当1<x<
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时,V′(x)<0,
故在x=1处V(x)取得极大值,并且这个极大值就是V(x)的最大值,
从而最大体积为V(1)=9×12-6×13=3(m3),此时容器的高为4.5-3=1.5 m.
因此,容器高为1.5 m时容器的容积最大,最大容积为3 m3
点评:本题考查利用导数研究实际问题中函数的最值问题,根据已知条件正确表示出目标函数是解题关键,注意函数的定义域要考虑实际意义.
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