2018-2019学年人教A版选修2-2 1.4生活中的优化问题举例 学案
2018-2019学年人教A版选修2-2               1.4生活中的优化问题举例    学案第2页

解 设速度为每小时v海里的燃料费是每小时p元,那么由题设的比例关系得p=k·v3,其中k为比例系数(k≠0),它可以由v=10,p=6求得,即k==0.006,于是有p=0.006v3.

又设当船的速度为每小时v海里时,航行1海里所需的总费用为q元,那么每小时所需的总费用是0.006v3+96(元),而航行1海里所需时间为小时,所以,航行1海里的总费用为:

q=(0.006v3+96)=0.006v2+.q′=0.012v-=(v3-8 000),

令q′=0,解得v=20.∵当v<20时,q′<0;

当v>20时,q′>0,∴当v=20时,q取得最小值,

即速度为20海里/时时,航行1海里所需费用总和最小.

要点二 面积、容积的最值问题

例2 如图,要设计一张矩形广告,该广告含有大小相等的左右两个矩形栏目(即图中阴影部分),这两栏的面积之和为18 000 cm2,四周空白的宽度为10 cm,两栏之间的中缝空白的宽度为5 cm.怎样确定广告的高与宽的尺寸(单位:cm),能使矩形广告面积最小?

解 设广告的高和宽分别为x cm,y cm,则每栏的高和宽分别为x-20 cm, cm,

其中x>20,y>25.两栏面积之和为2(x-20)·=18 000,

由此得y=+25.广告的面积S=xy=x=+25x,

∴S′=+25=+25.

令S′>0得x>140,令S′<0得20

∴函数在(140,+∞)上单调递增,在(20,140)上单调递减,∴S(x)的最小值为S(140).

当x=140时,y=175.即当x=140,y=175时,S取得最小值24 500,故当广告的高为140 cm,

宽为175 cm时,可使广告的面积最小.

规律方法 (1)解决面积、容积的最值问题,要正确引入变量,将面积或容积表示为变量的函数,结合实际问题的定义域,利用导数求解函数的最值.

(2)利用导数解决生活中优化问题的一般步骤

①找关系:分析实际问题中各量之间的关系;②列模型:列出实际问题的数学模型;③写关系:写出实际问题中变量之间的函数关系y=f(x);④求导:求函数的导数f′(x),解方程f′(x)=0;⑤比较: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;⑥结论:根据比较值写出答案.