内容正文:
第一章 1.4 生活中的优化问题举例
提能达标过关
一、选择题
1.已知某生产厂家的年利润y(单位:万元)与年产量x(单位:万件)的函数关系式为y=-x3+81x-234,则使该生产厂家获取最大年利润的年产量为( )
A.13万件
B.11万件
C.9万件
D.7万件
解析:y′=-x2+81,令y′>0,解得-9<x<9;令y′<0,解得x<-9或x>9.
又∵x>0,∴函数在(0,9)上单调递增,在(9,+∞)上单调递减.则x=9时,年利润最大.
答案:C
2.从边长为10 cm×16 cm的矩形纸板的四角截去四个相同的小正方形,作成一个无盖的盒子,则盒子容积的最大值为( )
A.24 cm3
B.72 cm3
C.144 cm3
D.288 cm3
解析:设截去小正方形的边长为x cm,则0<x<5,
盒子的容积V=(16-2x)·(10-2x)·x=4x3-52x2+160x,
∴V′=12x2-104x+160=4(3x-20)(x-2),
当0<x<2时,V′>0,
当2<x<5时V′<0,
∴x=2时,Vmax=144 cm3,故选C.
答案:C
3.某工厂要围建一个面积为512平方米的矩形堆料场,一边可以利用原有的墙壁,其他三边需要砌新的墙壁,当砌壁所用的材料最省时堆料场的长和宽分别为( )
A.32米,16米
B.30米,15米
C.40米,20米
D.36米,18米
解析:设堆料厂一边长为x米,则邻边为 米.
新砌墙壁周长为y=2x+(x>0).
y′=2-,令y′=0,则x=16.
当0<x<16,y′<0,函数单调递减;当x>16时,y′>0,函数单调递增.
∴当x=16时,y有最小值.此时=32.即堆料厂长32米,宽16米时,材料最省.
答案:A
4.某公司生产某种产品,固定成本为20 000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=则总利润最大时,每年生产的产品数量是( )
A.100
B.150
C.200
D.300
解析:由题意,总成本为C=20 000+100x,
∴总利润y=R-C=
当0≤x≤400时,y=-+300x-20 000,
通过求导y′=-x+300知当x=300时,y有最大值,总利润最大;
当x>400时,y=-100x+60 000,随着产量的增加,总利润逐渐减少.
综上,总利润最大时,每年生产的产品数量为300.
答案:D
5.设有一个容积为V,盖为铝合金的圆柱形铁桶,它的高为h,底面半径为r.已知单位面积铝合金的价格是铁的价格的3倍,当铁桶的总造价最低时,h与r的比值为( )
A.
B.2
C.3
D.4
解析:设单位面积的铁的价格为1,则铝合金的价格为3,依题意V=πr2h,则h==4.
==.所以+8πr=0,得πr3=+4πr2.令y′=-+4πr2=.设铁桶的总造价为y,则y=(2πrh+πr2)×1+3πr2=2πr·
答案:D
二、填空题
6.某公司规定:对于小于或等于150件的订购合同,每件售价为200元,对于多于150件的订购合同,每超过1件,则每件的售价比原来减少1元.若使公司的收益最大,则订购合同的件数为________.
解析:设销售件数为x,公司的收益为y,当x>150时,y=[200-(x-150)]x=-x2+350x.
y′=-2x+350.令y′=0,得x=175.
当x∈(0,175)时,y′>0,函数单调递增;当x∈(175,+∞)时,y′<0,函数单调递减.
∴当x=175时,函数有最大值.
当x≤150时,y=200x,
即当x=150时,y最大.
经检验,当x=175时,y最大.
答案:175
7.某公司租地建仓库,每月土地占用费y1(万元)与仓库到车站的距离成反比,而每月库存货物的运费y2(万元)与到车站的距离成正比,如果在距离车站10千米处建仓库,y1和y2分别为2万元和8万元.那么,要使这两项费用之和最小,仓库应建在离车站________千米处.
解析:设仓库与车站相距x千米,每月土地占用费
y1=,每月库存货物的运费y2=k2x.
由题意得2=.
,k1=20;8=10k2,k2=
∴两项费用之和为y=(x>0).
+
y′=-(x>0).
+
令y′>0,得x>5;令y′<0,得0<x<5.
∴函数在(0,5)上单调递减,在(5,+∞)上单调递增.当x=5时,函数取得极小值,也是最小值.
∴当仓库建在离车站5千米处时,两项费用之和最小.
答案:5
8.如图所示,已知矩形的两个顶点位于x轴上,另两个顶点位于抛物线y=4-x2在x轴上方的曲线上,则这个矩形面积最大时的边长为________.
解析:设矩形边长AD=2x,则|AB|=y=4-x2,则矩形面积