试题与答案

用长度为定值l的铁丝围成一个底面边长是x,体积是V的正四棱柱形状的框架. (Ⅰ)

题型:解答题

题目:

用长度为定值l的铁丝围成一个底面边长是x,体积是V的正四棱柱形状的框架.

(Ⅰ)试将V表示成x的函数,并指出x的取值范围;

(Ⅱ)当正四棱柱的底面边长和高之比是多少时,其体积最大?

答案:

(Ⅰ)由长度为定值l的铁丝围成的底面边长为x,则正四棱柱的高为

l-8x
4
,根据体积公式得:

V=x2

l-8x
4
=
l
4
x2-2x3

又因为l-8x>0且x>0解得x的取值范围是(0,

1
8
).

(Ⅱ)求出V′=

l
2
x-6x2=-6x(x-
l
12
),

在(0,

l
12
)上,V′>0,函数单调递增;在(
l
12
l
8
)上,V′<0,函数单调递减.

∴当x=

l
12
时,V取最大值.

此时,正四棱柱的高为

l
12
,于是当正四棱柱底面边长和高之比是1时,其体积最大.

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