问题
解答题
把边长为60cm的正方形铁皮的四角切去边长为xcm的相等的正方形,然后折成一个高度为xcm的无盖的长方体的盒子,要求长方体的高度与底面边长的比值不超过常数k(k>0),
(1)用x和k表示出长方体的体积的表达式V=V(x),并给出函数的定义域;
(2)问x取何值时,盒子的容积最大,最大容积是多少?
答案
(1)设长方体高为xcm,则底面边长为(60-2x)cm,(0<x<30),
所以长方体容积V=V(x)=x(60-2x)2=4x(x-30)2;…(4分)
∵
≤k,∴0<x≤x 60-2x
.60k 2k+1
即函数定义域为(0,
],…(6分)60k 2k+1
(2)V′(x)=4(x-30)2+8x(x-30)=4(x-30)(3x-30)=12(x-30)(x-10)
令V′(x)=0,解得x=10,x=30(不合题意舍去)于是 …(8分)
x | (0,10) | 10 | (10,30) |
V'(x) | + | 0 | - |
V(x) | ↑ | ↓ |
60k |
2k+1 |
1 |
4 |
②当
<10,即0<k<60 2k+1
时,在x=1 4
时,V取得最大值Vmax=60k 2k+1
.…(12分)216000k (2k+1)3