生活中优化问题举例

.,3.4生活中的优化问题举例,.,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，通过前面的学习，知道，导数是求函数最大（小）值的有力工具，本节我们运用导数，解决一些生活中的优化问题。,.,问题1:海报版面尺寸的设计,学校或班级举行活动，通常需要张贴海报进行宣传，现让你设计一张如图所示的竖向张贴的海报，要求版心面积为128dm2,上下边各空2dm,左右空1dm,如何设计海报的尺寸，才能使四周空白面积最小？,解：设版心的高为xdm,则宽为,此时四周空白面积为,.,学校或班级举行活动，通常需要张贴海报进行宣传，现让你设计一张如图所示的竖向张贴的海报，要求版心面积为128dm2,上下边各空2dm,左右空1dm,如何设计海报的尺寸，才能使四周空白面积最小？,解：设版心的高为xcm,则宽为,此时四周空白面积为：,求导数，有,解得，x=16(x=-16舍去）,.,因此，x=16是函数s(x)的极小值点，也是最小值点。,所以，当版心高为16dm,宽为8dm时，能使四周空白面积最小。,答：当版心高为16dm,宽为8dm时，海报四周空白面积最小。,.,练习1：将一段长为12cm的铁丝围成一个矩形，则这个矩形面积的最大值为多少？,解：,结论：周长为定值的矩形中，正方形的面积最大。,.,练习2、一条长为l的铁丝截成两段，分别弯成两个正方形，要使两个正方形的面积和最小，两段铁丝的长度分别是多少？,则两个正方形面积和为,由问题的实际意义可知：,.,问题2:饮料瓶大小对饮料公司利润有影响吗?,你是否注意过,市场上等量的小包装的物品一般比大包装的要贵些?你想从数学上知道它的道理吗?是不是饮料瓶越大,饮料公司的利润越大?,.,某制造商制造并出售球形瓶装的某种饮料.瓶子制造成本是0.8r2分.其中r是瓶子的半径,单位是厘米.已知每出售1mL的饮料,制造商可获利0.2分,且制造商能制造的瓶子的最大半径为6cm.,（）瓶子半径多大时，能使每瓶饮料的利润最大？（）瓶子半径多大时，每瓶饮料的利润最小？,解：,由于瓶子的半径为r,所以每瓶饮料的利润为：,知识背景,令,.,解：,由于瓶子的半径为r,所以每瓶饮料的利润为：,令,因此，当r2时，f(r)0,它表示f(r)单调递增，即半径越大，利润越高；,当r2时，f(r)0,它表示f(r)单调递减，即半径越大，利润越低。,（1）半径为2时，利润最小。这时f(2)0;当x(40,60)时,V(x)0.,函数V(x)在x=40处取得极大值,这个极大值就是函数V(x)的最大值.,答当箱箱底边长为40cm时,箱子容积最大,最大值为16000cm3,.,.,练习3:某种圆柱形的饮料罐的容积一定时,如何确定它的高与底半径,使得所用材料最省?,R,h,解设圆柱的高为h,底面半径为R.,则表面积为S(R)=2Rh+2R2.,又V=R2h(定值),即h=2R.,可以判断S(R)只有一个极值点,且是最小值点.,答罐高与底的直径相等时,所用材料最省.,.,例2、某商品每件60元时，每星期能卖出300件；如果调整价格，每涨价1元，每星期要少卖10件。已知每件商品成本为40元，问：如何定价才能使利润最大？,.,例3、已知海岛A与海岸公路BC的距离AB为50KM，B、C间的距离为100KM，从A到C，先乘船，船速为25KM/h，再乘车，车速为50KM/h，登陆点选在何处所用时间最少？,A,B,C,D,X,50,问题3:如何使一个圆形磁盘储存更多信息?,.,.,解:,存储量=磁道数每磁道的比特数.,设存储区的半径介于r与R之间,由于磁道之间的宽度必须大于m,且最外面的磁道不存储任何信息,所以磁道数最多可达(R-r)/m。,由于每条磁道上的比特数相同，为了获得最大的存储量，最内一条磁道必须装满，即每条磁道上的比特数可达到,所以，磁道总存储量为：,(1)它是一个关于r的二次函数，从函数的解析式可以判断，不是r越小，磁盘的存储量越大。,.,解：存储量=磁道数每磁道的比特数,(2)为求f(r)的最大值，先计算,.,解得,.,如何解决优化问题?,优化问题,优化问题的答案,用函数表示的数学问题,用导数解决