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1、§3.4导数的实际应用<理)知识要点梳理:1.优化问题:社会经济生活、生产实践与科学研究等实际问题中有关利润最大,用料最省,效率最高等问题通常称为优化问题.b5E2RGbCAP2.利用导数解决实际问题中的最值问题的一般步骤:(1>阅读,审题,将冗长的叙述抽象为简单的、本质性的内容,分析各量之间的关系,以及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>。p1EanqFDPw(2>求函数的导数解方程(3>求出函数的极值点,比较函数在区间端点和极值点函数值大小,确定函数的最大<小)值.(4>回归,根据数学问题的答案回答实际问题中的优化问
2、题.疑难点、易错点剖析:利用导数解决实际问题中的优化问题应注意的几点:(1)在求实际问题的最值时,一定要注意考虑实际问题的意义,不符合实际意义的值应舍去。(2>在实际问题中,有时会遇到函数在区间内只有一个点使的情形,如果函数在这点有极大值(小>值,那么不与端点值比较,也可以知道这就是最大(小>值。DXDiTa9E3d(3>在解决实际优化问题中,不仅要注意将问题中涉及的变量关系是用函数关系式给予表示,还应该确定出函数关系式中自变量的定义区间。RTCrpUDGiT直击考点:考点一面积、体积最大问题考例1.<06江苏卷)请您设计一个帐篷。它下部的形状是高为1
3、m的正六棱柱,上部的形状是侧棱长为3m的正六棱锥<如右图所示)。试问当帐篷的顶点O到底面中心的距离为多少时,帐篷的体积最大?5PCzVD7HxA思路分析:本小题主要考查利用导数研究函数的最大值和最小值的基础知识,以及运用数学知识解决实际问题的能力。jLBHrnAILg解:设OO1为xm,则由题设可得正六棱锥底面边长为<单位:m)于是底面正六边形的面积为<单位:m2)帐篷的体积为<单位:m3)求导数,得9/9令解得x=-2(不合题意,舍去>,x=2.当1为增函数;当2为减函数。所以当x=2时,V(x>最大。答当
4、OO1为2m时,帐篷的体积最大。举一反三:要设计一容积为V的有盖圆柱储油罐,已知侧面积的单位积造价是底面积造价的一半,而盖的单位面积造价又是侧面积造价的一个半,问储油罐的半径r和高h之比为何值时造价最省?xHAQX74J0X答案:解;由,设盖的单位面积造价为a,则储油罐的造价为得:,解得::由问题的实际意义,上述S的惟一可能极值点就是D的最小值点。故当 时,储油罐的造价最省。考点二最大利润问题例1.某工厂生产某种产品,已知该产品的月生产量<吨)与每吨产品的价格<元/吨)之间的关系式为:,且生产x吨的成本为<元).问该厂每月生产多少吨产品才能使利润L
5、达到最大?最大利润是多少?<利润=收入─成本)LDAYtRyKfE思路分析:根据题意,列出利润的函数关系式,进而可用导数求最值的方法进行求解。解:每月生产x吨时的利润为故它就是最大值点,且最大值为:9/9答:每月生产200吨产品时利润达到最大,最大利润为315万元.锦囊妙计:利用导数求实际问题中的最大值或最小值时,如果函数在区间内只有一个极值点,那么依据实际意义,该极值点也就是最值点。Zzz6ZB2Ltk举一反三:已知某厂生产件产品成本为<1)要使平均成本最低,就生产多少件产品?<2)若产品以每件500元售出,要使利润最大,就生产多少件产品?分析:本题
6、已经直接给出了函数关系式,可用导数求最值的方法直接求解。解:<1)设平均成本为元,则令得<舍去)当在x=1000附近左侧时,;在x=1000附近右侧时,;故当x=1000时,y取得极小值.由于函数只有一个点使,且函数在该点取得极小值,那么函数在该点取得最小值。<2)利润函数为L=500x-(25000+200x+>=300-25000-.∴令,得:x=6000,当x在6000附近右侧时;当x在6000附近左侧时;故当x=6000时,取得极大值。由于函数只有一个点使,且函数在该点取得极大值,那么函数在该点取得最大值。因此,要是利润最大,应生产6000件产
7、品。dvzfvkwMI1考点三追击用时最少问题考例3.一个人以6m/s的速度去追停在交通灯前的汽车,当他离汽车25m时,交通灯由红变绿,汽车以a=1m/s2的加速度开始行驶,问这个人是否能追上汽车?若追不上,求出该人与车的最近距离.rqyn14ZNXI思路分析:借助物理相关的位移公式建立数学模型,利用导数求最值点.解:假设经过时间t秒后人能追上汽车,此时人所走的位移为S1=6t,汽车所走的位移为,由于△=122-450<0,此方程无解,所以人不能追上汽车.由于人不能追上汽车,所以经过时间t秒后人与汽车之间的距离,求导,得9/9因此,当t=6时,人与车的
8、距离最近,最近距离为7M.故人不能追上汽车.且它们之间的最小距离为7M.锦囊妙计:这是一个关于