某单位用2160万元购得一块空地,计划在该地块上建造一栋至少10层、每层2000平方米的楼房.经测算,如果将楼房建为x(x≥10)层,则每平方米的平均建筑费用为560+48x(单位:元).为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少层?(注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地费用=购地总费用建筑总面积)

问题描述:

某单位用2160万元购得一块空地,计划在该地块上建造一栋至少10层、每层2000平方米的楼房.经测算,如果将楼房建为x(x≥10)层,则每平方米的平均建筑费用为560+48x(单位:元).为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少层?
(注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地费用=

购地总费用
建筑总面积

方法1:导数法
设楼房每平方米的平均综合费为f(x)元,
f(x)=(560+48x)+

2160×10000
2000x
=560+48x+
10800
x
(x≥10,x∈Z+
f′(x)=48−
10800
x2

令f'(x)=0得x=15
当x>15时,f'(x)>0;当0<x<15时,f'(x)<0
因此当x=15时,f(x)取最小值f(15)=2000;
答:为了楼房每平方米的平均综合费最少,该楼房应建为15层.
方法2:(本题也可以使用基本不等式求解)
设楼房每平方米的平均综合费为f(x)元,
f(x)=(560+48x)+
2160×10000
2000x
=560+48x+
10800
x
≥560+2
48x•
10800
x
=2000

当且进行48x=
10800
x
,即x=15时取等号.
答:为了楼房每平方米的平均综合费最少,该楼房应建为15层.
答案解析:先设楼房每平方米的平均综合费为f(x)元,根据题意写出综合费f(x)关于x的函数解析式,再利用导数研究此函数的单调性,进而得出它的最小值即可.
考试点:导数在最大值、最小值问题中的应用;实际问题中导数的意义.

知识点:本小题主要考查应用所学导数的知识、思想和方法解决实际问题的能力,建立函数式、解方程、不等式、最大值等基础知识.