将一块边长为a的正方形铁皮,剪去四个角(四个全等的正方形),作成一个无盖的铁盒,要使其容积最大,剪去的小正方形的边长为多少?最大容积是多少?

问题描述:

将一块边长为a的正方形铁皮,剪去四个角(四个全等的正方形),作成一个无盖的铁盒,要使其容积最大,剪去的小正方形的边长为多少?最大容积是多少?

设剪去的小正方形的边长为x,则无盖铁盒体积V=(a-2x)2•x.
所以:V=(a-2x)2•x=

1
4
(a-2x)•(a-2x)•4x≤
1
4
[
(a−2x)+(a−2x)+4x
3
]3=
2
27
a3
当且仅当a-2x=4x时,即x=
a
6
时取得最大值
2
27
a3
答案解析:首先由题意建立起无盖铁盒的体积函数,变形成为(a-2x)•(a-2x)•4x,分析得到其“和”是定值,联想到利用基本不等式求最值,即可得出结论.
考试点:基本不等式在最值问题中的应用;棱柱、棱锥、棱台的体积.
知识点:此题主要考查利用基本不等式求最值在实际问题中的应用.前提是“一正二定三相等”,需通过变形技巧,得到“和”或“积”为定值的情形.然后应用不等式即可.