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题型:简答题
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简答题

2015年春,某地干旱少雨,农作物受灾严重,为了使今后保证农田灌溉,当地政府决定建一横断面为等腰梯形的水渠(水渠的横断面如图所示),为减少水的流失量,必须减少水与渠壁的接触面,若水渠横断面的面积设计为定值S,渠深为h,则水渠壁的倾斜角α(0<α<)为多大时,水渠中水的流失量最小?

正确答案

解:作BE⊥DC于E,

在Rt△BEC中,BC=,CE=hcotα,

又AB-CD=2CE=2hcotα,AB+CD=

故CD=-hcotα.

设y=AD+DC+BC,

则y=-hcotα+=+(0<α<),

由于S与h是常量,欲使y最小,只需u=取最小值,

u可看作(0,2)与(-sinα,cosα)两点连线的斜率,

由于α∈(0,),

点(-sinα,cosα)在曲线x2+y2=1

(-1<x<0,0<y<1)上运动,

当过(0,2)的直线与曲线相切时,直线斜率最小,

此时切点为(-),

则有sinα=,且cosα=

那么α=

故当α=时,水渠中水的流失量最小.

解析

解:作BE⊥DC于E,

在Rt△BEC中,BC=,CE=hcotα,

又AB-CD=2CE=2hcotα,AB+CD=

故CD=-hcotα.

设y=AD+DC+BC,

则y=-hcotα+=+(0<α<),

由于S与h是常量,欲使y最小,只需u=取最小值,

u可看作(0,2)与(-sinα,cosα)两点连线的斜率,

由于α∈(0,),

点(-sinα,cosα)在曲线x2+y2=1

(-1<x<0,0<y<1)上运动,

当过(0,2)的直线与曲线相切时,直线斜率最小,

此时切点为(-),

则有sinα=,且cosα=

那么α=

故当α=时,水渠中水的流失量最小.

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简答题

某工厂要建造一座平面为长方形,且面积为200m2的三级污水处理池(平面图形如图),处理池的高度一定.如果四周围池壁造价为400元/m,中间两道隔墙造价为248元/m,池底造价为80元/m2.水池所有墙的厚度都忽略不计.

(Ⅰ)怎样设计水池能使总造价最低?最低总造价是多少元?

(Ⅱ)若由于地形限制,该池的长和宽都不能超过16米,试设计污水处理池的长和宽,使总造价最低,并求出此时的最低总造价.

正确答案

解:(Ⅰ)设污水池总造价为y元,污水池长为x m.则宽为m,水池外圈周壁长为2x+2•(m),中间隔墙长2•(m),池底面积200(m2).

∴y=400(2x+2•)+248••2+80×200=800(x+)+16000

≥1600+16000=44800.

当且仅当x=,即x=18,=时,ymin=44 800.

即当污水池长为18m,宽为m时,总造价最低,最低为44800元;

(Ⅱ)由限制条件知,∴12.5≤x≤16.

设g(x)=x+(12.5≤x≤16),

由函数性质易知g(x)在[12.5,16]上是减增函数,

∴当x=16m时(此时=12.5m),g(x)有最小值,即y有最小值,ymin=45000(元).

∴当长为16米,宽为12.5米时,总造价最低,为45000元.

解析

解:(Ⅰ)设污水池总造价为y元,污水池长为x m.则宽为m,水池外圈周壁长为2x+2•(m),中间隔墙长2•(m),池底面积200(m2).

∴y=400(2x+2•)+248••2+80×200=800(x+)+16000

≥1600+16000=44800.

当且仅当x=,即x=18,=时,ymin=44 800.

即当污水池长为18m,宽为m时,总造价最低,最低为44800元;

(Ⅱ)由限制条件知,∴12.5≤x≤16.

设g(x)=x+(12.5≤x≤16),

由函数性质易知g(x)在[12.5,16]上是减增函数,

∴当x=16m时(此时=12.5m),g(x)有最小值,即y有最小值,ymin=45000(元).

∴当长为16米,宽为12.5米时,总造价最低,为45000元.

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简答题

建造一个容积为18立方米,深为2米的长方体无盖水池.如果池底和池壁每平方米的造价分别是200元和150元,那么如何建造,池的造价最低,为多少?

正确答案

解:设底面的长为xm,宽为ym,水池总造价为z元,

则由容积为18m3,可得:2xy=18,因此xy=9,

z=200×9+150(2×2x+2×2y)=1800+600(x+y)≥1800+600•2=5400

当且仅当x=y=3时,取等号.

所以,将水池的地面设计成边长为3m的正方形时总造价最低,最低总造价为5400元.

解析

解:设底面的长为xm,宽为ym,水池总造价为z元,

则由容积为18m3,可得:2xy=18,因此xy=9,

z=200×9+150(2×2x+2×2y)=1800+600(x+y)≥1800+600•2=5400

当且仅当x=y=3时,取等号.

所以,将水池的地面设计成边长为3m的正方形时总造价最低,最低总造价为5400元.

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简答题

若函数y=f(x)的值域是,则函数的值域是______

正确答案

解:∵(当且仅当 时,即f(x)=1时取“=”);

∴F(x)min=2;

又函数F(x)=f(x)+为连续函数,

所以F(x)的范围是

故答案为:

解析

解:∵(当且仅当 时,即f(x)=1时取“=”);

∴F(x)min=2;

又函数F(x)=f(x)+为连续函数,

所以F(x)的范围是

故答案为:

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简答题

若x>0,y>0,且,求xy及x+y的最小值.

正确答案

解:∵x>0,y>0,

,得xy≥64,

当且仅当时取等号.

∵x>0,y>0,

∴x+y=(x+y)()=10+≥10+=18.

当且仅当,即

∴x=6,y=12时,x+y有最小值18.

解析

解:∵x>0,y>0,

,得xy≥64,

当且仅当时取等号.

∵x>0,y>0,

∴x+y=(x+y)()=10+≥10+=18.

当且仅当,即

∴x=6,y=12时,x+y有最小值18.

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