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2019-2020年高中數(shù)學(xué) 第1章 1.3第3課時(shí) 導(dǎo)數(shù)的實(shí)際應(yīng)用課時(shí)作業(yè) 新人教B版選修2-2
一、選擇題
1.某汽車運(yùn)輸公司,購買了一批豪華大客車投入客運(yùn),據(jù)市場分析,每輛客車營運(yùn)的總利潤y(萬元)與營運(yùn)年數(shù)x(x∈N+)滿足y=-x2+12x-25,則每輛客車營運(yùn)多少年可使其營運(yùn)年平均利潤最大( )
A.3 B.4
C.5 D.6
[答案] C
[解析] 年平均利潤
f(x)==-x-+12(x∈N+),
又f′(x)=-1+,
令f′(x)=0,解得x=5.
又極值唯一,故選C.
2.以長為10的線段AB為直徑畫半圓,則它的內(nèi)接矩形面積的最大值為( )
A.10 B.15
C.25 D.50
[答案] C
[解析] 如圖,設(shè)∠NOB=θ,則矩形面積S=5sinθ25cosθ=50sinθcosθ=25sin2θ,故Smax=25.故選C.
3.設(shè)底面為正三角形的直棱柱的體積為V,那么其表面積最小時(shí),底面邊長為( )
A. B.
C. D.2
[答案] C
[解析] 設(shè)底面邊長為x,側(cè)棱長為l,
則V=x2sin60l,∴l(xiāng)=.
∴S表=2S底+3S側(cè)=x2sin60+3xl=x2+.
令S′表=x-=0,
則x3=4V,即x=.
又當(dāng)x∈(0,)時(shí),S′表<0;
x∈(,V)時(shí),S′表>0.
∴當(dāng)x=時(shí),表面積最?。蔬xC.
4.用邊長為48cm的正方形鐵皮做一個(gè)無蓋的鐵盒時(shí),在鐵皮的四個(gè)角各截去一個(gè)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(shí),在四個(gè)角截去的正方形的邊長為( )
A.6cm B.8cm
C.10cm D.12cm
[答案] B
[解析] 設(shè)截去的正方形的邊長為xcm,則做成的長方體無蓋鐵盒的底面邊長為(48-2x)cm,高為xcm,體積V(x)=(48-2x)2x=4x3-192x2+482x.
其中0
0),
令S′=8-2x=0,得x=4,此時(shí)S最大=42=16.故選C.
8.已知某生產(chǎn)廠家的年利潤y(單位:萬元)與年產(chǎn)量x(單位:萬件)的函數(shù)關(guān)系式為y=-x3+81x-234,則使該生產(chǎn)廠家獲取最大的年利潤的年產(chǎn)量為( )
A.13萬件 B.11萬件
C.9萬件 D.7萬件
[答案] C
[解析] 本題考查了導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用及求導(dǎo)運(yùn)算,∵x>0,y′=-x2+81=(9-x)(9+x),令y′=0,x=9,x∈(0,9),y′>0,x∈(9,+∞),y′<0,y先增后減,∴x=9時(shí)函數(shù)取最大值,選C,屬導(dǎo)數(shù)法求最值問題.
二、填空題
9.面積為S的一切矩形中,其周長最小的是________.
[答案] 以為邊長的正方形
[解析] 設(shè)矩形的長為x,則寬為,
其周長l=2x+(00,
∴當(dāng)x=時(shí),l取極小值,這個(gè)極小值就是最小值.故面積為S的一切矩形中,其周長最小的是以為邊長的正方形.
10.把長60cm的鐵絲圍成矩形,當(dāng)長為________cm,寬為________cm時(shí),矩形面積最大.
[答案] 15 15
[解析] 設(shè)矩形的長為xcm,則寬為=(30-x)cm(00,當(dāng)150,因此T(x)在(10,50)上是增函數(shù);
當(dāng)x∈(50,+∞)時(shí),T′(x)<0,因此T(x)在(50,+∞)上是減函數(shù),
∴當(dāng)x=50時(shí),T(x)取最大值.
T(50)=-+50-ln=24.4(萬元).
即該景點(diǎn)改造升級(jí)后旅游利潤T(x)的最大值為24.4萬元.
一、選擇題
1.某公司生產(chǎn)某種產(chǎn)品,固定成本為20000元,每生產(chǎn)一單位產(chǎn)品,成本增加100元,已知總收益R與年產(chǎn)量x的關(guān)系是R(x)=,則總利潤最大時(shí),每年生產(chǎn)的產(chǎn)品是( )
A.100 B.200
C.250 D.300
[答案] D
[解析] 由題意,總成本為C=20000+100x,所以總利潤為P=R-C=
.
P′=.
令P′=0,當(dāng)0≤x≤400時(shí),得x=300;當(dāng)x>400時(shí),P′<0恒成立,易知當(dāng)x=300時(shí),總利潤最大.故選D.
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 B.πr2
C.4πr2 D.πr2
[答案] A
[解析] 如圖所示,設(shè)內(nèi)接圓柱的底面半徑為R,母線長為l,則R=rcosθ,l=2rsinθ.
∴S側(cè)=2πrcosθ2rsinθ=4πr2sinθcosθ,
∴S′=4πr(cos2θ-sin2θ)=0,
∴θ=,即當(dāng)θ=,R=時(shí),S側(cè)最大,且最大值為2πr2.
故選A.
3.用總長為6m的鋼條制作一個(gè)長方體容器的框架,如果所制作容器的底面的相鄰兩邊長之比為34,那么容器容積最大時(shí),高為( )
A.0.5m B.1m
C.0.8m D.1.5m
[答案] A
[解析] 設(shè)容器底面相鄰兩邊長分別為3xm,4xm,則高為=(m),容積V=3x4x=18x2-84x3,V′=36x-252x2,由V′=0得x=或x=0(舍去).x∈時(shí),V′>0,x∈時(shí),V′<0,所以在x=處,V有最大值,此時(shí)高為0.5m.
4.某工廠要圍建一個(gè)面積為512 m2的矩形堆料場,一邊可以利用原有的墻壁,其他三邊需要砌新的墻壁,當(dāng)砌墻所用的材料最省時(shí)堆料場的長和寬分別為( )
A.32 16 B.30 15
C.40 20 D.36 18
[答案] A
[解析] 要求材料最省,則要求新砌的墻壁總長最短,設(shè)場地寬為x m,則長為 m,因此新墻總長為L=2x+(x>0),則L′=2-,
令L′=0得x=16,又x>0,∴x=16,則當(dāng)x=16時(shí),Lmin=64,∴長為=32(m).故選A.
二、填空題
5.貨車欲以xkm/h的速度行駛?cè)?30km遠(yuǎn)的某地,按交通法規(guī),限制x的允許范圍是[50,100],假設(shè)汽油的價(jià)格為2元/升,而汽車耗油的速率是升/小時(shí),司機(jī)的工資是14元/小時(shí),則最經(jīng)濟(jì)的車速是________,這次行車的總費(fèi)用最低是________.
[答案] 18km/h 26元
[解析] 行車的總費(fèi)用
y=2+14
=+x,y′=-
令y′=0,解得x=18∈[50,100].
∴當(dāng)x=18(km/h)時(shí),總費(fèi)用最低,且ymin=26(元).
6.(xx南安市期末)要做一個(gè)圓錐形漏斗,其母線長為20cm,要使其體積最大,則其高為________.
[答案] cm
[解析] 設(shè)圓錐的高為hcm,
∴V圓錐=π(400-h(huán)2)h,
∴V′(h)=π(400-3h2).
令V′(h)=0,得h2=,∴h=(cm)
當(dāng)00;
當(dāng)0)
y′=-+
令y′=0,得x1=1000,x2=-1000(舍去)
當(dāng)x∈(0,1000)時(shí),y取得極小值.
由于函數(shù)只有一個(gè)極值點(diǎn),所以函數(shù)在該點(diǎn)取得最小值,
因此要使平均成本最低,應(yīng)生產(chǎn)1000件產(chǎn)品.
(2)利潤函數(shù)
L(x)=500x-(25000+200x+)=300x-25000-x2
L′(x)=300-
令L′(x)=0,得x=6000
當(dāng)x∈(0,6000)時(shí),L′(x)>0
當(dāng)x∈(6000,+∞)時(shí),L′(x)<0,∴x=6000時(shí),L(x)取得極大值,即函數(shù)在該點(diǎn)取得最大值,
因此要使利潤最大,應(yīng)生產(chǎn)6000件產(chǎn)品.
9.某工廠擬建一座平面圖為矩形且面積為200m2的三級(jí)污水處理池(平面圖如圖所示).如果池四周圍墻建造單價(jià)為400元/m2,中間兩道隔墻建造單價(jià)為248元/m2,池底建造單價(jià)為80元/m2,水池所有墻的厚度忽視不計(jì).
(1)試設(shè)計(jì)污水處理池的長和寬,使總造價(jià)最低,并求出最低總造價(jià);
(2)若由于地形限制,該地的長和寬都不能超過16m,試設(shè)計(jì)污水處理池的長和寬,使總造價(jià)最低,并求出最低總造價(jià).
[解析] 設(shè)污水處理池的長為xm,則寬為m,
再設(shè)總造價(jià)為y元,則有
(1)y=2x400+2400+2482+80200=800x++16000≥2+16000=214400+16000=44800,
當(dāng)且僅當(dāng)800x=,即x=18(m)時(shí),y取得最小值.
∴當(dāng)污水處理池的長為18m,寬為m時(shí)總造價(jià)最低,為44800元.
(2)∵00.
∴φ(x1)>φ(x2),
故y=φ(x)在[12.5,16]上為減函數(shù).
從而有φ(x)≥φ(16)=45000.
方法2:利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性.
y′=φ′(x)=800(1-),當(dāng)12.5≤x≤16時(shí),
y′=800<0,∴φ(x)在[12.5,16]上為減函數(shù).從而φ(x)≥φ(16)=45000.
∴當(dāng)長為16m、寬為12.5m時(shí),總造價(jià)最低,最低造價(jià)為45000元.
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