某造纸厂拟建一座平面图形为矩形且面积为162平方米的三级污水处理池,池的深度一定(平面图如图所示),如果池四周围墙建造单价为400元/米,中间两道隔墙建造单价为248元/米,池底建

问题描述:

某造纸厂拟建一座平面图形为矩形且面积为162平方米的三级污水处理池,池的深度一定(平面图如图所示),如果池四周围墙建造单价为400元/米,中间两道隔墙建造单价为248元/米,池底建造单价为80元/米2,水池所有墙的厚度忽略不计.

(1)试设计污水处理池的长和宽,使总造价最低,并求出最低总造价;
(2)若由于地形限制,该池的长和宽都不能超过16米,试设计污水池的长和宽,使总造价最低,并求出最低总造价.

(1)设污水处理池的宽为x米,则长为

162
x
米.
则总造价f(x)=400×(2x+
2×162
x
)+248×2x+80×162=1296x+
1296×100
x
+12960
=1296(x+
100
x
)+12960≥1296×2×
x•
100
x
+12960=38880(元),
当且仅当x=
100
x
(x>0),即x=10时,取等号.
∴当长为16.2米,宽为10米时总造价最低,最低总造价为38880元.
(2)由限制条件知
0<x≤16
0<
162
x
≤16
,∴10
1
8
≤x≤16.
设g(x)=x+
100
x
(10
1
8
≤x≤16),
由函数性质易知g(x)在[10
1
8
,16]上是增函数,
∴当x=10
1
8
时(此时
162
x
=16),g(x)有最小值,即f(x)有最小值
1296×(10
1
8
+
800
81
)+12960=38882(元).
∴当长为16米,宽为10
1
8
米时,总造价最低,为38882元.