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)

x
60-2x
≤k,∴0<x≤
60k
2k+1

即函数定义域为(0,

60k
2k+1
],…(6分)

(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)
①当10≤
60k
2k+1
,即k≥
1
4
,在x=10时,V取得最大值为Vmax=40•202=16000;                  …(10分)

②当

60
2k+1
<10,即0<k<
1
4
时,在x=
60k
2k+1
时,V取得最大值Vmax=
216000k
(2k+1)3
.…(12分)

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