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第三章导数及其应用导数实际应用

∴g′(x)=-x2+4. 令g′(x)=0解得x=-2(舍去)或x=2, 当0≤x<2时,g′(x)>0, 当2<x≤3时,g′(x)<0,
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故g(x)在[0,2]上是增函数,在[2,3]上是减函 数.
所以当x=2时,g(x)取最大值,即将2百万 元用于技术改造,1百万元用于广告促销, 该公司由此获得的收益最大.
f(t)=(-t2+5t)-t=-t2+4t=-(t-2)2+4 (0≤t≤3),
∴当t=2百万元时,f(t)取得最大值4百万 元.即投入2百万元的广告费时,该公司由 此获得的收益最大.
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(2)设用于技术改造的资金为x(百万元),则用于广 告促销的资金为(3-x)(百万元),又设由此获得的收益 是g(x),则有g(x)=(-13x3+x2+3x)+[-(3-x)2+5(3-x)] -3=-31x3+4x+3 (0≤x≤3),
[例1] 统计表明,某种型号的汽车在匀速行驶
中每小时耗油量y(升)关于行驶速度x(千米/小时)的
函数解析式可以表示为y=
1 128000
x3-
3 80
x+
8(0<x≤120).已知甲、乙两地相距100千米.
(1)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,
从甲地到乙地要耗油多少升?
(2)当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到
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(3)生活中,经常遇到求利润最大、用料最 省、效率最高等问题,这些问题通常称为优 化问题.在解决实际优化问题中,不仅要注 意将问题中涉及的变量关系用函数关系式给 予表示,还应确定函数关系式中自变量的定 义区间.
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3V 5π
3 代入①中得h=r=
3V 5π
,∴当h=r=
3
3V 5π

用料最省.
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[例2] 某集团为了获得更大的利益,每年要 投入一定的资金用于广告促销.经调查,每 年投入广告费t(百万元)可增加销售额约为- t2+5t(百万元)(0≤t≤5)
(1)若该公司将当年的广告费控制在三百万 元之内,则应投入多少广告费,才能使该公 司由此获得的收益最大?
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某工厂设计一个密闭容器,下部是圆柱体形, 上部是半球形,容积为常数V,当圆柱的底 半径r与高h为何值时,制造这个容器的用料 最省?
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解析:32πr3+πr2h=V① ∴43πr2+2πrh=2rV,S=5π3r2+2rV,
由S′=103πr-2rV2 =0得,r= 3
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当x∈(0,80)时,f ′(x)<0,f(x)是减函数; 当x∈(80,120]时,f ′(x)>0,f(x)是增函数. ∴当x=80时,f(x)取到极小值f(80)=11.25(升). 因为f(x)在(0,120]上只有一个极小值,所以它是 最小值. 答:当汽车以80千米/小时的速度匀速行驶时, 从甲地到乙地耗油最少,最少为11.25升.
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某工厂每天生产某种产品最多不超过40件,并且在
生产过程中产品的正品率P与日产量x(x∈N*)件之间的
关系为P=
4200-x2 4500
,每生产一件正品盈利4000元,每
出现一件次品亏损2000元.(注:正品率=产品中的正
品件数÷产品总件数)
(1)将日利润y(元)表示成日产量x(件)的函数;
乙地耗油最少?最少为多少升?
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解析:(1)当x=40时,汽车从甲地到乙地行驶了 14000=2.5(小时),耗油1281000×403-830×40+8×2.5 =17.5(升).
答:当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时, 从甲地到乙地耗油17.5升.
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重点难点 重点:利用导数解决实际问题中的优化问题 难点:如何建立数学模型,借助导数求最值
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知识归纳 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.
第三章导数及其Байду номын сангаас用导数实际应用
(2)现该公司准备共投入300万元,分别用于广
告促销和技术改造.经预测,每投入技术改造费
x(百万元),可增加的销售额约为-
1 3
x3+x2+3x(百万
元).请设计一个资金分配方案,使该公司由此获得
的收益最大?(注:收益=销售额-投入).
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解析:(1)设投入t(百万元)的广告费后增加的 收益为f(t)(百万元),则有
(2)问该厂的日产量为多少件时,日利润最大?并求
出日利润的最大值.
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解析:(1)∵y=4000×
4200-x2 4500
×x-2000(1-
4240500-0 x2)2·x=3600x-34x3.
∴所求的函数关系式是y=-
4 3
x3+3600x(x∈
N*,1≤x≤40).
(2)当速度为x千米/小时时,汽车从甲地到乙地行 驶了10x0小时,设耗油量为f(x)升.
依题意得f(x)=1281000x3-830x+8·10x 0 =12180x2+80x0-145 (0<x≤120), f ′(x)=64x0-8x020=x63-408x02 3(0<x≤120). 令f ′(x)=0,得x=80.
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误区警示 (1)在求实际问题的最大(小)值时,一定要注
意考虑实际问题的意义,不符合实际意义的 值应舍去. (2)在实际问题中,有时会遇到函数在区间 内只有一个点使f ′(x)=0的情形,如果函数 在这点有极大(小)值,那么不与端点值比较, 也可以知道这就是最大(小)值.
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