要制作一个容积为96πm3的圆柱形水池,已知池底的造价为30元/m2,池子侧面造价为20元/m2.如果不计其他费用,问如何设计,才能使建造水池的成本最低?最低成本是多少?
问题描述:
要制作一个容积为96πm3的圆柱形水池,已知池底的造价为30元/m2,池子侧面造价为20元/m2.如果不计其他费用,问如何设计,才能使建造水池的成本最低?最低成本是多少?
答
知识点:本题考查建立数学模型的能力及利用导数研究函数的最值,同时考查了计算能力,属于中档题.
设池底半径为r,池高为h,成本为y,则:
96π=πr2h⇒h=
…(2分)96 r2
y=30πr2+20×2πrh=10πr(3r+4h)=30π(r2+
) …(4分)128 r
y'=30π(2r-
) …(5分)128 r2
令y'=30π(2r-
)=0,得r=4,h=6 …(6分)128 r2
又r<4时,y'<0,y=30π(r2+
)是减函数; …(7分)128 r
r>4时,y'>0,y=30π(r2+
)是增函数; …(8分)128 r
所以r=4时,y=30π(r2+
)的值最小,最小值为1440π…(9分)128 r
答:当池底半径为4米,桶高为6米时,成本最低,最低成本为1440π元.…(10分)
答案解析:此题首先需要由实际问题向数学问题转化,设池底半径为r,池高为h,成本为y,建立函数关系式,然后利用导数研究函数的最值即可求出所求.
考试点:根据实际问题选择函数类型;利用导数求闭区间上函数的最值.
知识点:本题考查建立数学模型的能力及利用导数研究函数的最值,同时考查了计算能力,属于中档题.