如图,ABCD是一块边长为2a的正方形铁板,剪掉四个阴影部分的小正方形,沿虚线折叠后,焊接成一个无盖的长方体水箱,若水箱

如图,ABCD是一块边长为2a的正方形铁板,剪掉四个阴影部分的小正方形,沿虚线折叠后,焊接成一个无盖的长方体水箱,若水箱的高度x与底面边长的比不超过常数k(k>0).
(1)写出水箱的容积V与水箱高度x的函数表达式,并求其定义域;
(2)当水箱高度x为何值时,水箱的容积V最大,并求出其最大值.
小爽呀 1年前 已收到1个回答 举报

三家村 花朵

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(Ⅰ)由水箱的底面边长为2a-2x,高为x,得V=(2a-2x) 2 •x=4x•(a-x) 2


0<x<a

x
2a-2x ≤k ∴

0<x<a
0<x≤
2ak
1+2k .
又 a-
2ak
1+2k =
a
1+2k >0 , 0<x≤
2ak
1+2k ,
∴故定义域为{x| 0<x≤
2ak
1+2k }.(5分)

(Ⅱ)∵V=4x•(a-x) 2 =4x 3 -8ax 2 +4a 2 x,
∴V′=12x 2 -16ax+4a 2
令V′=0,得 x=
a
3 ,或x=a(舍)

a
3 ≤
2ak
1+2k ,即 k≥
1
4 时,



∴当 x=
a
3 时,V取得最大值,且最大值为
16
27 a 3 .

a
3 >
2ak
1+2k ,即 0<k<
1
4 时,V′(x)=12x 2 -16ax+4a 2 >0,
∴V在 (0,
2ak
1+2k ] 上是增函数,
∴当 x=
2ak
1+2k 时,V取得最大值,且最大值为
8k
(1+2 k 3 ) a 3 .
综上可知,当 k≥
1
4 时, x=
a
3 ,水箱容积V取最大值
16
27 a 3 ;
当 0<k<
1
4 时, x=
2ak
1+2k ,水箱容积V取最大值
8k
(1+2 k 3 ) a 3 .(13分)

1年前

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