题目内容

某企业拟建造如图所示的容器(不计厚度,长度单位:米),其中容器的中间为圆柱形,左右两端均为半球形,按照设计要求容器的容积为立方米,且l≥2r.假设该容器的建造费用仅与其表面积有关,已知圆柱形部分每平方米建造费用为3千元,半球形部分每平方米建造费用为c(c>3)千元.设该容器的建造费用为y千元.

①写出y关于r的函数表达式,并求该函数的定义域;
②求该容器的建造费用最小时的r.
①y=4π(c-2)r2+,0<r≤2②当3<c≤时,建造费用最小时r=2;当c>时,建造费用最小时,r= .
①设容器的容积为V,
由题意知V=πr2l+πr3,又V=,
∴l=.
由于l≥2r,∴≥2r,∴0<r≤2.
所以建造费用y=2πrl×3+4πr2c=2πr××3+4πr2c
因此,y=4π(c-2)r2+,0<r≤2.
②由①知y′=8π(c-2)r-=,
由于c>3,
∴c-2>0.由y′=0得r=
若0< <2,即c>时,此时0<r< 时,y′<0,<r<2时,y′>0.
∴r=时,y取得极小值.
若 ≥2,即3<c≤时,0<r<2时,y′<0,函数单调递减,
∴r=2时,y取得极小值.
总之,当3<c≤时,建造费用最小时r=2;
当c>时,建造费用最小时,r= .
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