题目内容

某工厂拟建一座平面图为矩形且面积为200平方米的三级污水处理池(平面图如图所示),由于地形限制,长、宽都不能超过16米,如果池外周壁建造单价为每米400元,中间两道隔墙建造单价为每米248元,池底建造单价为每平方米80元,池壁的厚度忽略不计,试设计污水处理池的长和宽,使总造价最低,并求出最低造价.

答案:
解析:

  答:当污水处理池的长为16米,宽为12.5米时,总造价最低,最低造价为45000元.

  解:设污水处理池的长为x米,则宽为米(0<x≤16,0<≤16),∴12.5≤x≤16.

  于是总造价Q(x)=400(2x+2×)+248×2×+80×200.

  

  当且仅当(x>0),即x=18时等号成立,而18[12.5,16],∴Q(x)>44800.

  下面研究Q(x)在[12.5,16]上的单调性.

  对任意12.5≤x1x2≤16,则x2x1>0,x1x2<162<324.

  Q(x2)-Q(x1)=800[(x2x1)+324()]

  

  ∴Q(x2)>Q(x1).∴Q(x)在[12.5,16]上是减函数.

  ∴Q(x)≥Q(16)=45000.

  思路分析:在利用均值不等式求最值时,必须考虑等号成立的条件,若等号不能成立,通常要用函数的单调性进行求解.


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