用长度为定值l的铁丝围成一个底面边长是x,体积是V的正四棱柱形状的框架.
(Ⅰ)试将V表示成x的函数,并指出x的取值范围;
(Ⅱ)当正四棱柱的底面边长和高之比是多少时,其体积最大?
(Ⅰ)由长度为定值l的铁丝围成的底面边长为x,则正四棱柱的高为
,根据体积公式得:l-8x 4
V=x2•
=l-8x 4
x2-2x3,l 4
又因为l-8x>0且x>0解得x的取值范围是(0,
).1 8
(Ⅱ)求出V′=
x-6x2=-6x(x-l 2
),l 12
在(0,
)上,V′>0,函数单调递增;在(l 12
,l 12
)上,V′<0,函数单调递减.l 8
∴当x=
时,V取最大值.l 12
此时,正四棱柱的高为
,于是当正四棱柱底面边长和高之比是1时,其体积最大.l 12