1.4生活中的优化问题举例
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1 §1.4生活中的优化问题举例
一、几何中的最值问题
【例1】 学校或班级举行活动,通常需要张贴海报进行宣传,现让你设计一张如图所示的竖向张贴的海报,要求版心面积为128dm2,上下边各空2dm,左右空1dm,如何设计海报的尺寸,才能使四周空白面积最小?
1-1、用长为90cm,宽为48cm的长方形铁皮做成一个无盖的方底容器,先在四角分别截去一个小正方形,再然后把四边翻转角再焊接而成,则该容器的高为多少时,容器的容积最大?最大容积是多少?
1-2、要做成一个截面为等腰梯形的水槽,下底长和腰都为a,如图,问斜角为多大时,水槽的流量最大?
2 二、利润最大问题
【例2】 某制造商制造并出售球形瓶装的某种饮料,瓶子的制造成本是20.8r分,其中r(单位:cm)是瓶子的半径,已知每出售1mL的饮料,制造商可获利0.2分,且制造商能制造的瓶子的最大半径为6cm.
(1) 瓶子半径多大时,能使每瓶饮料的利润最大?
(2) 瓶子半径多大时,每瓶饮料的利润最小?
2-2、某分公司经销某种品牌产品,每件成品的成本为3元,且每件成品需向总公司交元a元(35)a的管理费,预计当每件成品的售价为x元(911)a时,一年销售量为2(12)x万件.
(1)求分公司一年的利润L与每件成品的售价x(元)的函数关系式;
(2)当每件成品的售价为多少元时,分公司一年的利润L最大?并求出L的最大()Qa.
3 2-1、某宾馆有50个房间供游客居住,当每个房间每天的定价为180元时,房间会全部住满;房间的单价每增加0元,就会有一个房间空闲.如果游客居住房间,宾馆每天每间需花费20元的各种维修费.房间定价多少时,宾馆的利润最大?
三、费用最省问题
【例3】某单位用2160万元购得一块空地,计划在该块地上建造一栋至少10层、每层2000平分米的楼房.经测算,如果将楼房建为x(10)x层,则每平方米的平均建筑费用为56048x(单位:元).为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少层?
教学准备
1. 教学目标
1.掌握利用导数求函数最值的基本方法。
2.提高将实际问题转化为数学问题的能力. 提高学生综合、灵活运用导数的知识解决生活中问题的能力
3.体会导数在解决实际问题中的作用.
2. 教学重点/难点
【教学重点】:
利用导数解决生活中的一些优化问题.
【教学难点】:
将生活中的问题转化为用函数表示的数学问题,再用导数解决数学问题,从而得出问题的最优化选择。
3. 教学用具
多媒体
4. 标签
1.4.1生活中的优化问题举例
教学过程
课堂小结
1、 建立数学模型(确立目标函数)是解决使用性性问题的关键
2、 要注意不能漏掉函数的定义域
注意解题步骤的规范性
1。4生活中的优化问题举例
1.要制做一个圆锥形的漏斗,其母线长为20cm,要使其体积最大,则高为( )
A。错误!cm B.错误!cm C.错误!cm D.错误!cm
[答案] D
2.用总长为6m的钢条制作一个长方体容器的框架,如果所制作容器的底面的相邻两边长之比为3:4,那么容器容积最大时,高为( )
A.0.5m B.1m C.0。8m D.1.5m
[答案] A
[解析] 设容器底面相邻两边长分别为3xm、4xm,则高为错误!=错误!(m),容积V=3x·4x·错误!=18x2-84x3错误!,V′=36x-252x2,
由V′=0得x=17或x=0(舍去).x∈错误!时,V′〉0,x∈错误!时,V′<0,所以在x=错误!处,V有最大值,此时高为0。5m。
3.内接于半径为R的球且体积最大的圆锥的高为( )
A.R B.2R C.错误!R D.错误!R
[答案] C
[解析] 设圆锥高为h,底面半径为r,则R2=(h-R)2+r2,∴r2=2Rh-h2,
∴V=错误!πr2h=错误!h(2Rh-h2)=错误!πRh2-错误!h3,V′=错误!πRh-πh2。令V′=0得h=错误!R.
当0
4.福建炼油厂某分厂将原油精炼为汽油,需对原油进行冷却和加热,如果第x小时时,原油温度(单位:℃)为f(x)=错误!x3-x2+8(0≤x≤5),那么,原油温度的瞬时变化率的最小值是( )
A.8 B.错误! C.-1 D.-8
[答案] C
[解析] 瞬时变化率即为f ′(x)=x2-2x为二次函数,且f ′(x)=(x-1)2
-1,又x∈[0,5],故x=1时,f ′(x)min=-1.
5.某厂生产某种产品x件的总成本:C(x)=1 200+错误!x3,又产品单价的平方与产品件数x成反比,生产100件这样的产品的单价为50元,总利润最大时,产量应定为__________件.
1 课时授课计划
第 2 周 共 6 课时 第 4 课时
课题 §3.4生活中的优化问题举例 课的类型 新授课
学情
分析
学生对生活中的应用问题比较差
教学目标 知识与能力 1.进一步理解导数的概念,会利用导数概念形成过程中的基本思想分析一些实际问题,并建立它们的导数模型;
2.掌握用导数解决实际中简单的最优化问题,构建函数模型,求函数的最值
过程与方法 在教学的过程中注重思考方法的渗透,即以已知探求未知,注重抽象概念不同意意见的转换,即从实际意义、数值意义、几何意义等方面理解导数的内涵和思想,使学生在数学知识的量上有所收获,而且能够体会其中蕴涵的的丰富的思想,逐渐掌握数学研究的基本思考方法
情感态度与价值观 1、 进一步提高学生的分析问题、解决问题的能力
2、 进一步培养学生严谨、细致的科学态度
3、 使学生明确数学与生活是息息相关的,来源于生活又服务于生活
教学重点
利用导数解决生活中的一些优化问题.
教学难点
利用导数解决生活中的一些优化问题
教学
媒体
多媒体
2 教师活动 学生活动
一.创设情景
生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题通常称为优化问题.通过前面的学习,我们知道,导数是求函数最大(小)值的有力工具.这一节,我们利用导数,解决一些生活中的优化问题.
二.新课讲授
导数在实际生活中的应用主要是解决有关函数最大值、最小值的实际问题,主要有以下几个方面:1、与几何有关的最值问题;2、与物理学有关的最值问题;3、与利润及其成本有关的最值问题;4、效率最值问题。
解决优化问题的方法:首先是需要分析问题中各个变量之间的关系,建立适当的函数关系,并确定函数的定义域,通过创造在闭区间内求函数取值的情境,即核心问题是建立适当的函数关系。再通过研究相应函数的性质,提出优化方案,使问题得以解决,在这个过程中,导数是一个有力的工具.