高考数学题解析:导数的应用

百科漫谈课程 2024-08-04 21:36:38

题目呈现:用总长14.8m的钢条制成一个长方体容器的框架,如果所制做容器的底面一边比另一边长0.5m,那么高为多少时容器的容积最大?并求出它的最大容积。(2000年天津市高考试题)

请大家思考一下,几张图片后给出答案解析。

用六个英文单词描述你对数学的领悟。

参考答案(答案不唯一)

数学包含不限于:

①美妙的定理;

②漂亮的证明;

③伟大的实践.

导数的意义:变量y(对自变量x)的瞬时变化率。

长方体的立体图

现在我们开始解题,脑海里浮现出上面的图形。

解:设容器底面短边长为xm,则另一边长为(x+0.5)m,,高为

由3.2-2x>0和x>0,得0<x<1.6.

设容器的容积为ym³,则有

y=x(x+0.5)(3.2-2x)。(0<x<1.6.)

得y=-2x³+2.2x²+1.6x

∴ y'=-6x²+4.4x+1.6.

令y'=0,有6x²+4.4x+1.6=0.

解得

x₂不合题意舍去。

从而,在定义域(0,1.6)内只有在x=1处使y'=0.

∴ 当x=1时,

yₘₐₓ=-2+2.2+1.6=1.8.

答:高为1.2m时容器的容积最大,最大容积为1.8m³.

特别收录

相关的一些知识点介绍。

知识概括

数学的各个分支中,和运动联系最紧密的莫过于微积分(Calculus)。

微积分里最重要的观点并非变化本身,而是描述一个变化发生快慢程度的速率,即变化率。

平均变化率

设函数f(x)在点x=x₀处及其附近有定义,当自变量x在x₀处有改变量Δx(Δx可正可负),则函数y相应地有改变量

Δy=f(x₀+Δx)-f(x₀),这两个改变量的比

叫做函数y=f(x)在x₀到x₀+Δx之间的平均变化率。

导数

如果当Δx→0时,

有极限,就说函数y=f(x)在点x₀可导,并称此极限为函数在x₀处的导数(或变化率),记作:

举个例子。求y=x²在点x=1处的导数。

解:Δy=(1+Δx)²-1²=2Δx+(Δx)²

导数的几何意义

函数y=f(x)在点x₀处的导数f'(x₀)的几何意义是曲线y=f(x)在点(x₀,f(x₀))处切线的斜率。

举个例子。已知曲线

上一点P(2,4),求过点P的切线方程。

解:切线斜率

过P点的切线方程为y-4=8(x-2),

即 8x-y-12=0.

求导的四则运算法则

设u(x),v(x)均可导,则有

①(u±v)'=u'±v';

②(uv)'=u'v+uv';

常见初等函数的求导公式

常数的导数为0.即y=c,y'=0;

y=xᵃ(a是实数),y'=axⁿ⁻¹;

y=sinx, y'=cosx;

y=cosx, y'=-sinx.

微分

设函数y=f(x)在点x处可导,则y=f(x)在点x处的导数f'(x)与自变量的改变量Δx的积叫做函数y=f(x)在点x处关于改变量Δx的微分,记作:dy=f'(x)dx.

微分法则

设u,v是x的可导函数,则有

驻点

把f'(x)=0的点称为驻点。可导函数的极值点一定是驻点。

可导函数的极值的求法

(1)求导数f'(x);

(2求f(x)在定义域内的驻点;

(3)检查f'(x)在驻点左右的符号。如果左正右负,那么f(x)在这点处取极大值;如果左负右正,那么f(x)在这点处取极小值;如果左右同号,那么在这点处函数值不是极值。

求可导函数f(x)在[a,b]上的最值

(1)求f(x)在(a,b)内的驻点;

(2)计算f(x)在驻点与端点的函数值,并加以比较,最大的一个是最大值,最小的一个为最小值。

科学尚未普及,媒体还需努力。感谢阅读,再见。

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