今有一無蓋水箱,它是在邊長為60的正方形鐵板的四個角上,各截去相同的四個小正方形后,再經(jīng)折起焊接而成的(焊口連接問題不予考慮).
(I)求水箱容積的表達式f(x),并指出f(x)的定義域;
(II)若要使水箱的容積最大,求水箱的底邊長.
【答案】分析:(I)設(shè)截去的小正方形的邊長是x,水箱的底是正方形,邊長為60-2x,水箱的高為x,水箱的容積是f(x),可得出因變量y與自變量x之間的關(guān)系式,由60-2x>0,可求出f(x)的定義域.
(II)由(I)中函數(shù)的解析式,利用導數(shù)法,求出其函數(shù)值取最大值時,自變量x的值,即可得到要使水箱的容積最大,水箱的底邊長.
解答:解:(I)由題意得,
∵設(shè)截去的小正方形的邊長是x,
∴水箱的底邊長為60-2x,水箱的高為x,
所以,水箱的容積是f(x)與x的函數(shù)關(guān)系式是:f(x)=(60-2x)2•x.
且f(x)的定義域為(0,30)
(II)由(I)中f(x)=(60-2x)2•x.
∴f′(x)=(60-2x)2•x=(60-2x)(60-6x),令
f′(x)=0,則x=10,或x=30(舍)
則當水箱底面為10時,水箱的容積最大.
點評:本題考查的知識點是函數(shù)模型的選擇與應(yīng)用,其中設(shè)出自變量并根據(jù)已知條件確定出函數(shù)的解析式和定義域,將一個實際問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題是解答本題的關(guān)鍵.