内容正文:
6.3 利用导数解决实际问题
人教B版数学·选择性必修第三册
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内 容 标 准 学 科 素 养
1.了解导数在解决利润最大、效率最高、用料最省等实际问题中的作用.
2.能利用导数求出某些实际问题的最大值. 数学建模
逻辑推理
数学运算
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必备知识 自主探究
关键能力 互动探究
课时作业 巩固提升
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知识点 导数在实际生活中的应用
1.最优化问题
生活中经常遇到求 、 、 等问题,这些问题通常称为最优化问题.
利润最大
用料最省
效率最高
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2.用导数解决最优化问题的基本思路
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[自主检测]
1.做一个容积为256 m3的方底无盖水箱,所用材料最省时,它的高
为( )
A.6 m B.8 m
C.4 m D.2 m
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答案:C
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解析:y′=x2-39x-40=0,解得x=40或-1(舍),所以最佳速度为40.
答案:C
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3.设底为等边三角形的直棱柱的体积为V,那么其表面积最小时,底面边长为________.
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4.某一件商品的成本为30元,在某段时间内,若以每件x元出售,可卖出(200-x)件,当每件商品的定价为________元时,利润最大.
解析:利润为S(x)=(x-30)(200-x)
=-x2+230x-6 000,
S′(x)=-2x+230,
由S′(x)=0,得x=115,这时利润达到最大.
答案:115
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长度、面积与容积的最值问题
[例1] 在高为H、底面半径为R的圆锥内作一个内接圆柱,当圆柱底面半径r为多大时,圆柱的体积最大?
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解决几何中的长度、面积、体积的最值问题,关键是正确引入变量,利用相关知识把相关量均用该变量表示,从而将长度、面积、体积表示为所引入变量的函数,再利用导数求解函数的最值,但因为是实际问题,要根据题目中的条件,求出定义域.
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请你设计一个包装盒.如图所示,ABCD是边长为60 cm的正方形硬纸片,切去阴影部分所示的四个全等的等腰直角三角形,再沿虚线折起,使得A,B,C,D四个点重合于图中的点P,正好形成一个正四棱柱形状的包装盒.E,F在AB上,是被切去的一个等腰直角三角形斜边的两个端点.设AE=FB=x(cm).
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(1)若广告商要求包装盒的侧面积S(cm2)最大,试问x应取何值?
(2)某厂商要求包装盒的容积V(cm3)最大,试问x应取何值?并求出此时包装盒的高与底面边长的比值.
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用料最省、成本(费用)最低问题
[例2] 如图,某工厂拟建一座平面图为矩形,且面积为
200 m2的三级污水处理池,由于地形限制,长、宽都不
能超过16 m,如果池外周壁建造单价为每米400元,中
间两条隔墙建造单价为每米248元,池底建造单价为每平方米80元(池壁厚度忽略不计,且池无盖) .
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(1)写出总造价y(元)与污水处理池长x(m)的函数关系式,并指出其定义域;
(2)污水处理池的长和宽各为多少时,污水处理池的总造价最低?并求出最低总造价.
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1.用料最省、成本最低问题是日常生活中常见的问题之一,解决这类问题要明确自变量的意义以及最值问题所研究的对象.正确书写函数表达式,准确求导,结合实际作答.
2.利用导数的方法解决实际问题.当在定义区间内只有一个点使f′(x)=0时,如果函数