§3.4 生活中的优化问题举例
第三章 导数及其应用1.了解导数在解决实际问题中的作用.
2.掌握利用导数解决简单的实际生活中的优化问题.
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知识点一 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.
知识点二 利用导数解决生活中优化问题的基本思路知识点三 解决优化问题的基本步骤
(1)分析实际问题中各变量之间的关系,根据实际问题建立数学模型,
写出实际问题中变量之间的函数关系y=f(x);
(2)求导函数f′(x),解方程f′(x)=0;
(3)比较函数在区间端点和极值点的函数值的大小,最大者为最大值,
最小者为最小值;
(4)依据实际问题的意义给出答案.
返回 题型探究 重点突破
解析答案
题型一 用料最省问题
例1 如图,有甲、乙两个工厂,甲厂位于一直线河岸的岸边A处,乙厂与
甲厂在河的同侧,乙厂位于离河岸40千米的B处,乙厂到河岸的垂足D与A
相距50千米,两厂要在此岸边合建一个供水站C,从供水站到甲厂和乙厂
的水管费用分别为每千米3a元和5a元,问供水站C建在
岸边何处才能使水管费用最省?
反思与感悟解 如题图,由题意知,只有点C位于线段AD上某一适当位置时,
才能使总费用最省,
又设总的水管费用为y元,
在(0,50)上,y只有一个极值点,
根据问题的实际意义,函数在x=30 km处取得最小值,
此时|AC|=50-x=20 (km).
∴供水站C建在A、D之间距甲厂20 km处,可使水管费用最省.
令y′=0,解得x=30.
反思与感悟反思与感悟
用料最省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.解析答案
跟踪训练1 某单位用木料制作如图所示的框架,框架的下部是边长分别为
x,y(单位:m)的矩形,上部是等腰直角三角形,要求框架的总面积为8 m2,
问:x,y分别是多少时用料最省?(精确到0.001 m)
即当x为2.343 m,y为2.828 m时,用料最省.解析答案
题型二 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?
反思与感悟解析答案
解 设广告的高和宽分别为x cm,y cm,
反思与感悟令S′>0得x>140,
令S′