2015-2016学年人教A版选修2-2 导数应用(二) 检测训练
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1.4.2导数应用(二)
1.会解决生活中的优化问题.
2.会利用导数解决某些实际问题.
基础梳理
1.优化问题.
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.
2.利用导数求优化问题的步骤.
(1)分析实际问题中各量之间的关系,列出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系式y=f(x);
(2)求函数的导数f′(x),解方程f′(x)=0;
(3)比较函数在区间端点和使f′(x)=0的点的函数值的大小.最大(小)者为最大(小)值.
想一想:(1)求函数最值的常用方法有哪些?
(2)要做一个圆锥形的漏斗,其母线长为20 cm,要使其体积最大,则高为________.
(1)解析:可以利用函数的单调性;可以利用基本不等式;可以利用导数.
(2)解析:设圆锥的高为x cm ,则底面半径为202-x 2 cm ,
其体积V =13
πx (202-x 2)(0<x <20). V ′=13
π(400-3x 2),令V ′=0, 解得x 1=2033,x 2=-203
3(舍去). 当0<x <203
3时,V ′>0; 当203
3<x <20时,V ′<0, 所以当x =203
3时,V 取最大值. 答案:2033
cm 自测自评
1.在抛物线y =x 2上依次取两点,它们的横坐标分别为x 1=1,x 2=3,若抛物线上过点P 的切线与过这两点的割线平行,则点P 的坐标为(2,4).
2.将正数a 分成两部分,使其立方和为最小,这两部分应分成a 2
和a 2
. 3.某汽车运输公司购买了一批豪华大客车投入客运,据市场分析,每辆客车营运的总利润y (万元)与营运年数x (x ∈N *)的关系为y =-x 2+12x -25,则每辆客车营运________年可使其营运年平均利润最大(C )
A .2
B .4
C .5
D .6
基础巩固
1.圆的面积S关于半径r的函数是S=πr2,那么在r=3时面积的变化率是(D)
A.6 B.9 C.9πD.6π
解析:因为S′=2πr,所以S′(3)=2π×3=6π.
2.把长度为8的线段分成四段,围成一个矩形,矩形面积的最大值为(B)
A.2 B.4
C.8 D.以上都不对
3.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,原油温度(单位:℃)为f(x)=1
3x
3-x2+8(0≤x≤5),
那么,原油温度的瞬时变化率的最小值是(C)
A.8 B.20
3C.-1 D.-8
解析:原油温度的瞬时变化率为f′(x)=x2-2x=(x-1)2-1(0≤x≤5),所以当x=1时,原油温度的瞬时变化率取得最小值-1.故选C.
4.某公司在甲、乙两地销售一种品牌车,利润(单位:万元)分别为L1=5.06x-0.15x2和L2=2x,其中x为销售量(单位:辆),若该公司在这两地共销售15辆车,则能获得的最大利润为________.解析:设甲地销售x辆,则乙地销售(15-x)辆.
总利润L=5.06x-0.15x2+2(15-x)=-0.15x2+3.06x+
30(x ≥0).
令L ′=-0.3x +3.06=0,得x =10.2.
∴当x =10时,
L 有最大值45.6.
答案:45.6万元 能力提升
5.有一边长分别为8与5的长方形,各角剪去相同的小正方形,把四边折起做成一个无盖小盒,则小盒的最大容积是(B )
A .20
B .18
C .16
D .14
解析:正方形边长为x ,则
V =(8-2x )·(5-2x )x =2(2x 3-13x 2+20x )⎝ ⎛⎭⎪⎫0<x <52. V ′=4(3x 2
-13x +10)⎝ ⎛⎭⎪⎫0<x <52. V ′=0得x =1,根据实际情况,小盒容积最大值是存在的, ∴当x =1时,容积V 取得最大值18.
6.要做一个圆锥形漏斗,其母线长为20,要使其体积最大,则高为(D )
A.33
B.1033
C.1633
D.2033
7.有长为16 m 的篱笆,要围成一个矩形场地,则矩形场地面积最大值为__________.
解析:设矩形长为x m ,则宽为(8-x )m ,矩形面积
S =x (8-x )(0<x <8),
令S ′=8-2x =0得x =4.所以S max =16(m 2).
答案:16 m 2
8.某银行准备设一种新的定期存款业务,经预测,存款额与存款利率的平方成正比,比例系数为k (k >0),贷款的利率为4.8%,假设银行吸收的存款能全部放贷出去.若存款利率为x (x ∈(0,4.8%)),则使银行获得最大收益的存款利率为________.
解析:依题意知,存款额是kx 2,银行应支付的存款利息是kx 3,银行应获得的贷款利息是0.048kx 2,所以银行的收益是y =0.048kx 2-kx 3(0<x <0.048),故y ′=0.096kx -3kx 2.令y ′=0,解得x =0.032或x =0(舍去).
当0<x <0.032时,y ′>0;当0.032<x <0.048时,y ′<0. 因此,当x =0.032时,y 取得极大值,也是最大值,即当存款利率为3.2%时,银行可获得最大收益.
答案:3.2%
9.如下图所示,用铁丝弯成一个上面是半圆、下面是矩形的图形,其面积为100, 为使所用材料最省,矩形底宽应为多少?
解析:设圆的半径为r ,矩形的宽为b, 铁丝长为l ,
则100=πr 22+2br ,∴b =100-πr 222r
. ∴l =πr + 2r +2b =πr + 2r +100r -πr 2
.
∴l ′=π+2-100r 2-π2
. 令l ′=0,得π+2-100r 2-π2=0,∴100=⎝
⎛⎭⎪⎫2+π2r 2 . 解得r =1024+π.则底宽为2024+π
时用料最省. 10.某集团为了获得更大的收益,每年要投入一定的资金用于广告促销,经调查,每年投入广告费t (百万元),可增加销售额约为-t 2+5t (百万元)(0≤t ≤3).
(1)若该公司将当年的广告费控制在3百万元之内,则应投入多少广告费,才能使该公司由此获得的收益最大?
(2)现该公司准备共投入3百万元,分别用于广告促销和技术改
造,经预测,每投入技术改造费x 百万元,可增加的销售额约为-13
x 3+x 2+3x (百万元).请设计一个资金分配方案,使该公司由此获得的收益最大.(收益=销售额-投入)
解析:(1)设投入t (百万元)的广告费后增加的收益为f (t ), 则有f (t )=(-t 2+5t )-t =-t 2+4t =-(t -2)2+4(0≤t ≤3), ∴当t =2时,f (t )取得最大值4,即投入2百万元的广告费时,该公司由此获得的收益最大.
(2)设用于技术改造的资金为x (百万元),
则用于广告促销的资金为(3-x )(百万元),又设由此获得的收益是g (x )(百万元),
则g (x )=⎝ ⎛⎭
⎪⎫-13x 3+x 2+3x +[-(3-x )2+5(3-x )]-3=-13x 3+4x +3(0≤x ≤3),
∴g ′(x )=-x 2+4,
令g′(x)=0,
解得x=-2(舍去)或x=2.
又当0≤x<2时,g′(x)>0;当2<x≤3时,g′(x)<0,
∴当x=2时,g(x)取得最大值,即将2百万元用于技术改造,1百万元用于广告促销,该公司由此获得的收益最大.。