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高中数学第三章导数及其应用3.4导数在实际问题应用素材苏教版选修1_1

日期:2024-05-14 科目:数学 类型:高中素材 查看:27次 大小:155136Byte 来源:二一课件通
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3.4 导数在实际问题中的应用 近几年来导数的实际应用题在高考试卷中已经出现,并且新教材中导数的实际应用体的比重也有所增加,因此应更加重是这方面的学习。现在,我们研究几个导数在经济生活中的实际问题。 1 有甲、乙两个工厂,甲厂位于一直线河岸的岸边A处,乙厂与甲厂在河的的两侧,乙厂位于离河岸40km的B处,乙厂到河岸的垂足D与A相距50 km,两厂要在此岸边合建一个供水站C,从供水站到甲厂和乙厂的水管费用分别为3a元和5a元,问供水站C建在何处才能使水管费用最省? 分析:根据题设建立数学模型,借助图像寻找个条件间的联系,适当设定变元,构造相应的函数关系,通过求导和其他方法求出最值,可确定C点的位置。 解法一:据题意知,只有点C在线段AD上某一适当位置,才能能使总运费最省,设C点距D点xkm,如图所示,则BD=40,AC=50x, 又设总的水管费用为y元,由题意得 令在(0,50)上,y只有一个极值点,根据实际意义,函数在x=30(km)处取得最小值,此时AC=50-x=20(km),所以供水站建立在A、D之间距甲厂20间距甲厂20km处,可是水管费用最省。 解法二:设则, 。设总的水管费用为, 依题意,有+= = 令。根据问题的实际意义,当时,函数取得最小值,此时 ,(km),即供水站建在即供水站建在A、D之间距甲厂20km处,可是供水管费用最省。 评注:解决实际问题的关键在于建立数学模型和目标函数,把“问题情境”译为数学语言,找出问题的主要关系,并把问题的主要关系抽象成数学问题,在数学领域寻找适当的方法解决,再返回到实际问题中加以说明。 2. 生产某种电子元件,如果生产一件正品,可获利200元,如果生产一件次品则损失100元,已知该厂制造电子元件过程中,次品率p与日产与日产量x的函数关系是 将该产品的日盈利额T(元)表示为日产量x的函数。 为获最大利润,该厂的日产量应定为多少件? 分析:次品率p=日产次品数/日产量。每天生产x件,次品数为xp,正品数为正品数为x(1p)。 解:因为次品率 ,当每天生产x件时,有件次品,有件正品,所以 =。由得x=16,或x=(舍去)。 当时,时 所以,当x=16时,T最大。及该厂的日产量为6件时,能获得最大盈利。 3. 若电灯(B)可在过桌面上一点O的垂线上移动,桌面上由与点O距离为a的另一点A,问电灯与点O的距离为多大时,可使点A出有最大的亮度?(如图,有光学知识,亮度y与成正比,与成反比) 解:设O 到B的距离为x,则于是 =(c适于灯光强度有关的常数)。 当即方程的根为(舍)与 x + 0 极大值 所以在区间内,函数在点取极大值,也是最大值。即当电灯与O点距离为时,点A 的亮度y为最大。 4. 现要制作一个体积为30的圆柱形无盖容器,其底面用钢板,侧面用铝板。已知每平方米钢板的价格是铝板的3倍,问怎样设计才能是材料费用最少? 分析:这是一道实际应用题,列出材料费用的函数式,把它转化为求函数最小值的问题。 解析:设圆柱形容器的底面半径为xm,则圆柱的高为,底面面积为,侧面积为。又设每平方米铝板的价格为a元,钢板的价格为3a元,总费用为y元,则,令得 因为y只有一个使其为零的点,即只有一个极值点。由题意,y一定有最小值,故此极值点就是y的最小值点,这是圆柱的高为(m)。 故圆柱的底面半径为m,高为m时总费用最少。 点评:在建立函数表达式时,首先要适当选取自变量及其取值范围,自变量选得恰当有时可减少运算量。 5. (2004年辽宁)甲方是一农场,乙方是一工厂。由于乙方生产需要占用甲方的资源,因此甲方有权向乙方索赔以弥补经济损失并获得一定的净收入。在乙方不赔付甲方的情况下,乙方的年利润x(元)与年产量t吨满足函数关系。若乙方每年生产一吨产品必须赔付甲方s元(以下称s为赔付价格)。 (1)将乙方的年利润(元)表示为年产量t(吨)的函数,并 ... ...

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