一个小正方形,然后把四边翻转90°角,再焊接而成,问该容器的高为多少时,容器的容积最大?最大容积是多少?
【解析】设容器高为x cm,容器的容积为V(x) cm3,则V(x)=x(90-2x)(48-2x)
=4x3-276x2+4 320x(0<x<24).
求V(x)的导数,得
V′(x)=12x2-552x+4 320
=12(x2-46x+360)
=12(x-10)(x-36).
令V′(x)=0,得x1=10,x2=36(舍去).
当0<x<10时,V′(x)>0,那么V(x)为增函数;
当10<x<24时,V′(x)<0,那么V(x)为减函数.
因此,在定义域(0,24)内,函数V(x)只有当x=10时取得最大值,其最大值为V(10)=10×(90-20)×(48-20)=19 600 (cm3).
答:当容器的高为10cm时,容器的容积最大,最大容积为19 600 cm3.
【评析】在实际问题中如果可以判定可导函数在定义域开区间内存在最大(小)值,而且f(x)在这个定义域开区间内又只有唯一的极值点,那么可以立即判定,这个极值点的函数值就是最大(小)值,这一点在解决实际问题中很有用.
【例2】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40km的B处,乙厂到河岸的垂足D与A相距50km,两厂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?
【解析】根据题意可知,只有点C在线段AD上某一适当位置,才能使总运费最省,设C点距D点x km,则
∵BD=40,AC=50-x,∴BC==,又设总的水管费用为y元,依题意有
y=3a(50-x)+5a(0<x<50).
y′=-3a+,令y′=0,解得x=30.
当0