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某企业拟建造如图所示的容器(不计厚度,长度单位:米),其中容器的中间为圆柱形,左...

某企业拟建造如图所示的容器(不计厚度,长度单位:米),其中容器的中间为圆柱形,左右两端均为半球形,按照设计要求容器的体积为manfen5.com 满分网立方米,且l≥2r.假设该容器的建造费用仅与其表面积有关.已知圆柱形部分每平方米建造费用为3千元,半球形部分每平方米建造费用为c(c>3)千元.设该容器的建造费用为y千元.
(Ⅰ)写出y关于r的函数表达式,并求该函数的定义域;
(Ⅱ)求该容器的建造费用最小时的r.

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(1)由圆柱和球的体积的表达式,得到l和r的关系.再由圆柱和球的表面积公式建立关系式,将表达式中的l用r表示.并注意到写定义域时,利用l≥2r,求出自变量r的范围. (2)用导数的知识解决,注意到定义域的限制,在区间(0,2]中,极值未必存在,将极值点在区间内和在区间外进行分类讨论. 【解析】 (1)由体积V=,解得l=, ∴y=2πrl×3+4πr2×c =6πr×+4cπr2 =2π•, 又l≥2r,即≥2r,解得0<r≤2 ∴其定义域为(0,2]. (2)由(1)得,y′=8π(c-2)r-, =,0<r≤2 由于c>3,所以c-2>0 当r3-=0时,则r= 令=m,(m>0) 所以y′= ①当0<m<2即c>时, 当r=m时,y′=0 当r∈(0,m)时,y′<0 当r∈(m,2)时,y′>0 所以r=m是函数y的极小值点,也是最小值点. ②当m≥2即3<c≤时, 当r∈(0,2)时,y′<0,函数单调递减. 所以r=2是函数y的最小值点. 综上所述,当3<c≤时,建造费用最小时r=2; 当c>时,建造费用最小时r=
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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