题目内容

如图,动物园要围成相同面积的长方形虎笼四间,一面可利用原有的墙,其他各面用钢筋网围成.

(1)现有可围36m长网的材料,每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使每间虎笼面积最大?

(2)若使每问虎笼面积为,则每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使围成四间虎笼的钢筋网总长最小?

答案:略
解析:

解:(1)设每间虎笼长x m,宽为y m,则由条件知:4x+6y=36,即2x+3y=18.

设每间虎笼面积为S,则S=xy.

方法1:由于,

∴,得,

即,当且仅当2x=3y时,等号成立.

由解得

故每间虎笼长为4.5m,宽为3m时,可使面积最大.

方法2:由2x+3y=18,得.

∵x>0,∴0<y<6,

.

∵0<y<6,∴6-y>0,

∴.

当且仅当6-y=y,即y=3时,等号成立,此时x=4.5.

故每间虎笼长4.5m,宽3m时,可使面积最大.

(2)由条件知S=xy=24.

设钢筋网总长为l,则l=4x+6y.

方法1:∵,

∴l=4x+6y=2(2x+3y)≥48,当且仅当2x=3y时,等号成立.

由解得

故每间虎笼长6m,宽4m时,可使钢筋网总长最小.

方法2:由xy=24,得.

∴.

当且仅当,即y=4时,等号成立,此时x=6.

故每间虎笼长6m,宽4m时,可使钢筋网总长最小.

设每间虎笼长x m,宽y m,则问题(1)是在4x+6y=36的前提下求xy的最大值;而问题(2)则是在xy=24的前提下求4x+6y的最小值.因此,使用极值定理解决.


提示:

设每间虎笼长x m,宽y m,则问题(1)是在4x+6y=36的前提下求xy的最大值;而问题(2)则是在xy=24的前提下求4x+6y的最小值.因此,使用极值定理解决.

在使用极值定理,求函数的最大值或最小值时要注意:①x,y都是正数;②积xy(或和x+y)为定值;③x与y必须能够相等,特别情况下,还要根据条件构造满足上述三个条件的结论.


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