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(本题满分14分).有一块边长为4的正方形钢板,现对其切割、焊接成一个长方体形无盖容器(切、焊损耗忽略不计).有人应用数学知识作如下设计:在钢板的四个角处各切去一个边长为的小正方形,剰余部分围成一个长方体,该长方体的高是小正方形的边长.

(1)请你求出这种切割、焊接而成的长方体容器的的容积V1(用表示);

(2)经过设计(1)的方法,计算得到当时,Vl取最大值,为了材料浪费最少,工人师傅还实践出了其它焊接方法,请写出与(1)的焊接方法更佳(使材料浪费最少,容积比Vl大)的设计方案,并计算利用你的设计方案所得到的容器的容积。

 

【答案】

【解析】(1)解:设切去正方形边长为x,则焊接成的长方体的底面边长为

4—2x,高为x

∴Vl=(4—2x)2x=4(x3一4x2+4x)  (0<x<2)      7分

 (2) 能设计出比(1)的方案更佳的方案;          8分

具体如下:

如图①,在正方形的两个角处各切下一个边长为1的小正方形;如图②,将切下的小正方形焊在未切口的正方形一边的中间;将图②焊成长方体容器.              11分

 

新焊长方体容器底面是一长方形,长为3,宽为2,此长方体容积V2=3×2×1=6,

显然V2>Vl.                          13分

故第二种方案符设计得到的容积为6.   14分

第(2)问给分情况说明:

(1)本题是开放性习题,设计方案比较多,其它答案按相应分数给分;

(2)设计为锥体容器的得0分。

(3)设计的容器容积比V1小的得0分)

 

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