12.(2008·江苏)某地有三家工厂,分别位于矩形ABCD的顶点A,B及CD的中点P处,已知AB=20 km,CB=10 km,为了处理三家工厂的污水,现要在矩形ABCD的区域上(含边界),且A,B与等距离的一点O处建造一个污水处理厂,并铺设排污管道AO,BO,OP,设排污管道的总长为y km.
(1)按下列要求写出函数关系式:
①设∠BAO=θ(rad),将y表示成θ的函数关系式;
②设OP=x(km),将y表示成x的函数关系式.
(2)请你选用(1)中的一个函数关系式,确定污水处理厂的位置,使三条排污管道总长度最短.
[解] 本小题主要考查函数最值的应用.
(1)①由条件知PQ垂直平分AB,若∠BAO=θ(rad),则OA==,故OB=,又OP=10-10 tanθ,
所以y=OA+OB+OP=++10-10tanθ,
所求函数关系式为y=+10(0<θ<)
②若OP=x(km),则OQ=10-x,所以OA=OB==
所求函数关系式为y=x+2(0<x<10)
(2)选择函数模型①,
y′=
=
令y′=0得sinθ=,因为0<θ<,所以θ=,
当θ∈(0,)时,y′<0,y是θ的减函数;当θ∈(,)时,y′>0,y是θ的增函数,所以当θ=时,ymin=10+10.这时点P位于线段AB的中垂线上,且距离AB边km处.
亲爱的同学请写上你的学习心得
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11.某造船公司年造船量是20艘,已知造船x艘的产值函数为R(x)=3700x+45x2-10x3(单位:万元),成本函数为C(x)=460x+5000(单位:万元),又在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为Mf(x)=f(x+1)-f(x).
(1)求利润函数P(x)及边际利润函数MP(x);(提示:利润=产值-成本)
(2)问年造船量安排多少艘时,可使公司造船的年利润最大?
(3)求边际利润函数MP(x)的单调递减区间,并说明单调递减在本题中的实际意义是什么?
[解] (1)P(x)=R(x)-C(x)
=-10x3+45x2+3240x-5000(x∈N*,且1≤x≤20);
MP(x)=P(x+1)-P(x)
=-30x2+60x+3275(x∈N*,且1≤x≤19).
(2)P′(x)=-30x2+90x+3240
=-30(x-12)(x+9),
∵x>0,∴P′(x)=0时,x=12,
∴当0<x<12时,P′(x)>0,
当x>12时,P′(x)<0,
∴x=12时,P(x)有最大值.
即年造船量安排12艘时,可使公司造船的年利润最大.
(3)MP(x)=-30x2+60x+3275=-30(x-1)2+3305.
所以,当x≥1时,MP(x)单调递减,
所以单调减区间为[1,19],且x∈N*.
MP(x)是减函数的实际意义是:随着产量的增加,每艘利润与前一艘比较,利润在减少.
10.某厂生产某种产品x件的总成本c(x)=1200+x2(万元),已知产品单价的平方与产品件数x成反比,生产100件这样的产品单价为50万元,则产量定为________件时总利润最大.
[答案] 25
9.如右图所示,将边长为1的正六边形铁皮的六个角各切去一个全等的四边形,再沿虚线折起,做成一个无盖的正六棱柱容器.当这个正六棱柱容器的底面边长为________时,其容积最大.
[分析] 本小题主要考查正六棱柱的概念与性质,以及函数的相关知识,考查学生运用导数知识解决实际问题的能力.
[解析] 设被切去的全等四边形的一边长为x(如图所示)则正六棱柱的底面边长为1-2x,高为x,所以正六棱柱的体积V=6×(1-2x)2×x(0<x<),化简得V=(4x3-4x2+x).
又V′=(12x2-8x+1),
由V′=0,得x=或x=.
∵当x∈(0,)时,V′>0,V是增函数;
当x∈(,)时,V′<0,V是减函数.
∴当x=时,V有最大值,正六棱柱的底面边长为.
[答案]
8.用总长为14.8 m的钢条制作一个长方体容器的框架,若所制作容器的底面的一边比高长0.5 m,则当高为________米时,容器的面积最大.
[解析] 设容器的高为x米,则V=x(x+0.5)(3.2-2x),
V′=-6x2+4.4x+1.6=0,解15x2-11x-4=0,x=1(x=-舍去).
[答案] 1
7.某宾馆有50个房间供游客居住,当每个房间定价为每天180元时,房间会全部住满;房间单价每增加10元,就会有一个房间空闲.如果游客居住房间,宾馆每间每天需花费20元的各种维护费用,要使宾馆利润最大,房间应定价________元.
[解析] 设每个房间每天的定价为x元,那么宾馆利润
l(x)=(50-)(x-20)=-x2+70x+1360,令l′(x)=-x+70=0,解得x=350.l(x)只有一个极值,且为极大值,所以x=350为最大值点.
[答案] 350
6.某公司生产某种产品,固定成本为20000元,每生产一单位产品,成本增加100元,已知总收益R与年产量x的关系是R=R(x)=,则总利润最大时,每年生产的产品是
( )
A.100 B.150
C.200 D.300
[解析] 由题意得,总成本函数为
C=C(x)=20000+100x,所以总利润函数为
P=P(x)=R(x)-C(x)
=
而P′(x)=
令P′(x)=0,得x=300,易知x=300时,P最大.
[答案] D
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