问题 解答题

设计一幅宣传画,要求画面面积为4840cm2,画面的宽与高的比为λ(λ>0),画面的上、下各留8cm空白,左、右各留5cm空白.

(1)用λ表示宣传画所用纸张面积S=f(λ);

(2)判断函数S=f(λ)在(0,+∞)上的单调性,并证明你的结论;

(3)当λ取何值时,宣传画所用纸张面积S=f(λ)最小?

答案

(1)设画面高为xcm,宽为λxcm,则λx2=4840.

所以纸张面积为S=f(λ)=(x+16)(λx+10)=λx2+(16λ+10)x+160,---------(2分)

将x=

22
10
λ
代入上式,得S=f(λ)=5000+44
10
(8
λ
+
5
λ
).----------(4分)

(2)设0<λ1λ2

5
8

f(λ1)-f(λ2)=44

10
[8(
λ1
-
λ2
)+(
5
λ1
-
5
λ2
)]=

44

10
[8(
λ1
-
λ2
)+
5
λ1λ2
(
λ2
-
λ1
)]=44
10
(
λ1
-
λ2
)(8-
5
λ1λ2
)
-----------(6分)

0<λ1λ2

5
8
时,
λ1λ2
5
8
,∴
5
λ1λ2
>8

8-

5
λ1λ2
<0,

∴f(λ1)-f(λ2)>0,即f(λ1)>f(λ2),

∴函数S=f(λ)在(0,

5
8
]上是减函数.

同理可证S=f(λ)在[

5
8
,+∞)上是增函数.-----------(8分)

(3)由(2)知,当λ∈(0,

5
8
]时,S=f(λ)是减函数,∴f(λ )≥f(
5
8
)

λ∈[

5
8
,+∞)时,S=f(λ)是增函数,∴f(λ )≥f(
5
8
)

∴当λ=

5
8
时,Smin=f(
5
8
)=6760cm2

答:λ=

5
8
时,使所用纸张面积最小为6760cm2-----------(10分)

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