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2022年高中數(shù)學 3-3-3導數(shù)的實際應用同步練習 新人教B版選修1-1

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1、2022年高中數(shù)學 3-3-3導數(shù)的實際應用同步練習 新人教B版選修1-1 一、選擇題 1.如果圓柱軸截面的周長l為定值,則體積的最大值為(  ) A.()3π B.()3π C.()3π D.()3π [答案] A [解析] 設圓柱的底面半徑為r,高為h, 體積為V,則4r+2h=l, ∴h=,V=πr2h=πr2-2πr3(00, ∴r=是其唯一的極值點. 當r=時,V取得最大值,最大值為()3π. 2.若一球的半徑為r,作內(nèi)接于球的圓柱,則其側(cè)面積最大為(  ) A.2πr2

2、 B.πr2 C.4πr D.πr2 [答案] A [解析] 設內(nèi)接圓柱的高為h,底面半徑為x,則由組合體的知識得h2+(2x)2=(2r)2,又圓柱的側(cè)面積S=2πx·h, ∴S2=16π2(r2x2-x4),(S2)′=16π2(2r2x-4x3),由(S2)′=0,得x=r(x=0舍去),∴Smax=2πr2,故選A. 3.設底為正三角形的直棱柱的體積為V,那么其表面積最小時,底面邊長為(  ) A. B. C. D.2 [答案] C [解析] 設底面邊長為x,側(cè)棱長為l,則 V=x2·sin60°·l,∴l(xiāng)=, ∴S表=2S底+

3、3S側(cè) =x2·sin60°+3·x·l =x2+, S′表=-=0, ∴x3=4V,即x=. 又當x∈(0,)時y′<0,x∈(,V)時,y′>0,∴當x=時,表面積最?。? 4.某公司生產(chǎn)一種產(chǎn)品,固定成本為xx0元,每生產(chǎn)一單位的產(chǎn)品,成本增加100元,若總收入R與年產(chǎn)量x的關(guān)系式R(x)=則當總利潤最大時,每年生產(chǎn)產(chǎn)品的單位數(shù)是(  ) A.150 B.200 C.250 D.300 [答案] D [解析] ∵總利潤P(x)= 由P′(x)=0,得x=300,故選D. 5.函數(shù)y=(x-1)4的單調(diào)遞增區(qū)間為(  ) A.(-∞,1)    B.

4、(1,+∞) C.(-1,1) D.(4,+∞) [答案] B [解析] ∵y′=4(x-1)3,令y′>0得x>1, ∴函數(shù)y=(x-1)4的單調(diào)遞增區(qū)間為(1,+∞), 故選B. 6.函數(shù)y=x3-3ax+6的單調(diào)遞減區(qū)間是(  ) A.(-,) B.(-∞,-) C.(,+∞) D.以上都不對 [答案] A [解析] ∵y′=3x2-3a=3(x2-a) 當a≤0時y′≥0恒成立, ∴函數(shù)y=x3-3ax+6在(-∞,+∞)上是增函數(shù), 當a>0時,令x2-a>0得x>或x<-, ∴函數(shù)y=x3-3ax+6在(-∞,-)和(,+∞)上是增函

5、數(shù), 令x2-a<0得--1 C.a(chǎn)>- D.a(chǎn)<- [答案] A [解析] ∵y=ex+ax,∴y′=ex+a 當a≥0時,y不可能有極值點,故a<0 由ex+a=0得ex=-a,∴x=ln(-a), ∴x=ln(-a)即為函數(shù)的極值點, ∴l(xiāng)n(-a)>0,即ln(-a)>ln1.∴a<-1. 8.把長為12 cm的細鐵絲鋸成兩段,各自圍成一個正三角形,那么這兩個正三角形的面

6、積之和的最小值是(  ) A.cm2 B.4 cm2 C.3cm2 D.2cm2 [答案] D [解析] 設一個三角形的邊長為xcm,則另一個三角形的邊長為(4-x)cm,兩個三角形的面積和為S=x2+(4-x)2=x2-2x+4.令S′=x-2=0則x=2,所以Smin=2. 二、填空題 9.有一條長為16m的籬笆,要圍成一個矩形場地,則此矩形場地的最大面積為________m2. [答案] 16 [解析] 設矩形場地的長為xm, 則寬為=(8-x)m, 其面積S=x(8-x)=8x-x2,S′=8-2x, 令S′=0得x=4, ∴當x=4時,S取極大

7、值,這個極大值就是最大值, 故當矩形場地的長為4m,寬為4m時,面積取最大值16m2. 10.y=x4-2x2+5在[-2,2]上的最大值為________. [答案] 13 [解析] y′=4x3-4x=4x(x-1)(x+1), 令y′=0得x=0,x=1,x=-1, 列表如下: x -2 (-2,-1) -1 (-1,0) 0 (0,1) 1 (1,2) 2 y′ - 0 + 0 - 0 + y 13  極小值4 極大值5 極小值4 13 11.用邊長為48cm的正方形鐵皮做一個無蓋的鐵盒時,在鐵皮的四

8、角各截去一個面積相等的小正方形,然后把四邊折起,就能焊成鐵盒,所做的鐵盒容積最大時,在四角截去的正方形的邊長為__________. [答案] 8cm [解析] 設截去的正方形的邊長為xcm,則鐵盒的底面邊長為(48-2x)cm,鐵盒的體積為V, 由題意,得V=x(48-2x)2(0

9、以利用原有的墻壁,其他三邊需要砌新的墻壁,當砌壁所用的材料最省時,堆料場的長和寬分別為________. [答案] 32米,16米 [解析] 要求材料最省就是要求新砌的墻壁總長度最短,如下圖所示,設場地寬為x米,則長為米,因此新墻壁總長度L=2x+(x>0),則L′=2-. 令L′=0,得x=±16.∵x>0,∴x=16. 當x=16時,L極小值=Lmin=64, ∴堆料場的長為=32米. 13.某商品一件的成本為30元,在某段時間內(nèi),若以每件x元出售,可賣出(200-x)件,當每件商品的定價為________元時,利潤最大. [答案] 115 [解析] 利潤為S(x)

10、=(x-30)(200-x)=-x2+230x-6000, S′(x)=-2x+230,由S′(x)=0得x=115,這時利潤達到最大. 14.把長60cm的鐵絲圍成矩形,當長為________cm,寬為________cm時,矩形面積最大. [答案] 15 15 [解析] 設矩形的長為xcm,則寬為=(30-x)cm(00,當15

11、5cm時面積最大. 三、解答題 15.某集團為獲得更大的收益,每年要投入一定的資金用于廣告促銷.經(jīng)調(diào)查,每年投入廣告費t(百萬元),可增加銷售額約為-t2+5t(百萬元)(0≤t≤3). (1)若該公司將當年的廣告費控制在300萬元之內(nèi),則應投入多少廣告費,才能使該公司獲得的收益最大? (2)現(xiàn)該公司準備共投入300萬元,分別用于廣告促銷和技術(shù)改選.經(jīng)預測,每投入技術(shù)改造費x(百萬元),可增加的銷售額為-x3+x2+3x(百萬元).請設計一個資金分配方案,使該公司獲得的收益最大.(注:收益=銷售額-投入) [解析] (1)設投入t(百萬元)的廣告費后增加的收益為f(t)(百萬元),

12、 則有f(t)=(-t2+5t)-t =-t2+4t=-(t-2)2+4(0≤t≤3), 所以當t=2時,f(t)取得最大值4, 即投入2百萬元的廣告費時,該公司獲得的收益最大. (2)設用于技術(shù)改造的資金為x(百萬元),則用于廣告促銷的資金為(3-x)(百萬元), 由此獲得收益是g(x)(百萬元) 則g(x)=(-x3+x2+3x)+[-(3-x)2+5(3-x)]-3=-x3+4x+3(0≤x≤3), 所以g′(x)=-x2+4. 令g′(x)=0,解得x=-2(舍去)或x=2. 又當0≤x<2時,g′(x)>0;當2

13、)取最大值,即將2百萬元用于技術(shù)改造,1百萬元用于廣告促銷,該公司獲得的收益最大. 16.用邊長為120cm的正方形鐵皮做一個無蓋水箱,先在四角分別截去一個小正方形,然后把四邊翻轉(zhuǎn)90°角,再焊接成水箱.問:水箱底邊的長取多少時,水箱容積最大?最大容積是多少? [解析] 設水箱底邊長為xcm,則水箱高為h=60-(cm). 水箱容積V=V(x)=x2h=60x2-(0

14、′(x) + 0 - 因此在x=80cm處,函數(shù)V(x)取得極大值,并且這個極大值就是函數(shù)V(x)的最大值. 將x=80代入V(x),得最大容積 V=802×60-=128000. 答:水箱底邊長取80cm時,容積最大.最大容積為128000cm3. 17.橫梁的強度和它的矩形斷面的寬成正比,并和高的平方成正比,要將直徑為d的圓木鋸成強度最大的橫梁,則斷面的高和寬各應是多少? [解析] 如右圖所示,設斷面的寬為x,高為y,則當函數(shù)xy2取得最大值時橫梁的強度最大. 又因為y2=d2-x2, 所以f(x)=xy2=x(d2-x2)(0

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