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10.2015年10月18日青运会开幕,为了更好的迎接青运会,做好夏季降温的同时要减少能源损耗.福州市海峡奥体中心的体育馆外墙需要建造隔热层.体育馆要建造可使用30年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为2万元.该建筑物每年的能源消耗费用C万元与隔热层厚度xcm满足关系:C(x)=$\frac{k}{x+5}$(0≤x≤10,k为常数),若不建隔热层,每年能源消耗费用为3万元.设f(x)为隔热层建造费用与30年的能源消耗费用之和.
(1)求k的值及f(x)的表达式;
(2)隔热层修建多厚时,总费用f(x)达到最小?并求最小值.

分析 (1)由该建筑物每年的能源消耗费用C万元与隔热层厚度xcm满足关系:C(x)=$\frac{k}{x+5}$(0≤x≤10,k为常数),若不建隔热层,每年能源消耗费用为3万元.我们可得C(0)=3,得k=15,进而得到f(x)的表达式;
(2)由(1)中所求的f(x)的表达式,我们利用基本不等式求出总费用f(x)的最小值.

解答 解:(1)当x=0时,c=3,∴k=15,…(2分)∴$C(x)=\frac{15}{x+5}$…(3分)
∴$f(x)=2x+\frac{30×15}{x+5}=2x+\frac{450}{x+5}({0≤x≤10})$…(6分)(定义域没写扣1分)
(2)f(x)=2(x+5)+$\frac{450}{x+5}$-10≥50,
当且仅当2(x+5)=$\frac{450}{x+5}$,即x=10时,取等号,
∴x=10时f(x)有最小值为50…(11分)
答:隔热层修建10cm厚时,总费用f(x)达到最小,最小值为50万元.…(12分)

点评 函数的实际应用题,我们要经过析题→建模→解模→还原四个过程,在建模时要注意实际情况对自变量x取值范围的限制,解模时也要实际问题实际考虑.将实际的最大(小)化问题,利用函数模型,转化为求函数的最大(小)是最优化问题中,最常见的思路之一.

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