例6 一根水平放置的长方体形枕木的安全负荷与它的宽度a成正比,与它的厚度
d的平方成正比,与它的长度l的平方成反比.
(1)将此枕木翻转90°(即宽度变为了厚度),枕木的安全负荷变大吗?为什么?
(2)现有一根横断面为半圆(半圆的半径为R)的木材,用它来截取成长方形的枕木,其长度即为枕木规定的长度,问如何截取,可使安全负荷最大?
讲解:(1)安全负荷为正常数) 翻转
,安全负荷变大....4分当 ,安全负荷变小.
(2)如图,设截取的宽为a,高为d,则.
∵枕木长度不变,∴u=ad2最大时,安全负荷最大.
,当且仅当,即取,
取时,u最大, 即安全负荷最大.
三次函数最值问题一般可用三元均值不等式求解, 如果学过导数知识, 其解法就更为方便, 省去了应用均值不等式时配凑"定和"或"定积"的技巧性.
例7 已知甲、乙、丙三种食物的维生素A、B含量及成本如下表,若用
甲、乙、丙三种食物各x千克,y千克,z千克配成100千克混合食物,并使混合食物
内至少含有56000单位维生素A和63000单位维生素B.
甲 乙 丙 维生素A(单位/千克) 600 700 400 维生素B(单位/千克) 800 400 500 成本(元/千克) 11 9 4 (1)用x,y表示混合食物成本c元;
(2)确定x,y,z的值,使成本最低.
讲解:(1)依题意得 .
(2)由 , 得