题目内容

1.某单位用铁丝制作如图所示框架,框架的下部是边长分别为x、y(单位:米)的矩形,上部是一个半圆形,要求框架所围成的总面积为8m2
(1)将y表示成x的函数,并求定义域;
(2)问x、y分别为多少时用料最省?(精确到0.001m).

分析 (1)通过对xy+$\frac{1}{2}$•π•$(\frac{x}{2})^{2}$=8变形、计算即得结论;
(2)通过(1)可知框架用料l=(2+$\frac{π}{4}$)x+$\frac{16}{x}$,进而利用基本不等式计算即得结论.

解答 解:(1)依题意,xy+$\frac{1}{2}$•π•$(\frac{x}{2})^{2}$=8,
整理得:y=$\frac{8-\frac{π}{8}•{x}^{2}}{x}$=$\frac{8}{x}$-$\frac{π}{8}$•x,
定义域为:0<x<$\frac{8\sqrt{π}}{π}$;
(2)由(1)可知框架用料l=2x+2y+$\frac{1}{2}$•2π•$\frac{x}{2}$
=2x+2($\frac{8}{x}$-$\frac{π}{8}$•x)+$\frac{π}{2}$•x
=(2+$\frac{π}{4}$)x+$\frac{16}{x}$
≥2$\sqrt{(2+\frac{π}{4})x•\frac{16}{x}}$
=4$\sqrt{8+π}$,
当且仅当(2+$\frac{π}{4}$)x=$\frac{16}{x}$,即x=$\frac{8}{\sqrt{8+π}}$时取等号,
此时x≈2.397m,y=$\sqrt{8+π}$-$\frac{π}{\sqrt{8+π}}$=$\frac{8}{\sqrt{8+π}}$≈2.397m,
故当x=y≈2.397m时用料最省.

点评 本题考查函数模型的选择与应用,考查分析问题、解决问题的能力,注意解题方法的积累,属于中档题.

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