有一块边长为a的正方形铁板,现从铁板的四个角各截去一个相同的小正方形,做成一个长方体形的无盖容器.为使其容积最大,截下的小正方形边长应为多少?
设截下的小正方形边长为x,容器容积为V(x),则做成的长方体形无盖容器底面边长为a-2x,高为x,
V(x)=(a-2x)2x,0<x<.
即V(x)=4x3-4ax2+a2x,0<x<.
实际问题归结为求V(x)在区间上的最大值点.
为此,先求V(x)的极值点.在开区间内,
V′(x)=12x2-8ax+a2.
令V′(x)=0,得12x2-8ax+a2=0.
解得x1=a,x2=a(舍去).
x1=a在区间内,x1可能是极值点.且
当0<x<x1时,V′(x)>0;
当x1<x<时,V′(x)<0.
因此x1是极大值点,且在区间内,x1是唯一的极值点,所以x=a是V(x)的最大值点.
即当截下的小正方形边长为a时,容积最大.
1.利用导数解决实际问题中的最值的一般步骤
(1)分析实际问题中各量之间的关系,找出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系式y=f(x);
(2)求函数的导数f′(x),解方程f′(x)=0;
(3)比较函数在区间端点和极值点的函数值大小,最大(小)者为最大(小)值;
(4)把所得数学结论回归到数学问题中,看是否符合实际情况并下结论.
2.几何中最值问题的求解思路