Question

把邊長(zhǎng)為6的等邊三角形鐵皮剪去三個(gè)相同的四邊形（如圖陰影部分）后，用剩余部分做成一個(gè)無(wú)蓋的正三棱柱形容器（不計(jì)接縫），設(shè)容器的高為x，容積為V（x）．
（1）寫出函數(shù)V（x）的解析式，并求出函數(shù)的定義域；
（2）求當(dāng)x為多少時(shí)，容器的容積最大？并求出最大容積．

Answer 1

分析：（1）由已知中容器的高為x，正三棱柱形容器的底邊長(zhǎng)為(6-2

3

x)，我們計(jì)算出棱柱的底面面積代入棱柱體積公式，即可求出函數(shù)V（x）的解析式，并根據(jù)高和底面邊長(zhǎng)均為正和，可以得到函數(shù)的解析式．
（2）由（1）的中的解析式，我們求出函數(shù)導(dǎo)函數(shù)的解析式，利用導(dǎo)數(shù)法，求出函數(shù)的極值點(diǎn)，分析函數(shù)的單調(diào)性，即可得到當(dāng)x為多少時(shí)，容器的容積最大，代入即可得到最大容積．

解答：解：（1）因?yàn)槿萜鞯母邽閤，則做成的正三棱柱形容器的底邊長(zhǎng)為(6-2

3

x)（1分）．
則V(x)=

3

4

(6-2

3

x)2x（4分）
函數(shù)的定義域?yàn)?span id="0cko2ue" class="MathJye">(0，

3

)（5分）
（2）實(shí)際問(wèn)題歸結(jié)為求函數(shù)V（x）在區(qū)間(0，

3

)上的最大值點(diǎn)．先求V（x）的極值點(diǎn)．
在開區(qū)間(0，

3

)內(nèi)，V′(x)=9

3

x2-36x+9

3

（7分）
令V′（x）=0，即令9

3

x2-36x+9

3

=0，解得x1=

3

3

，x2=

3

(舍去)．
因?yàn)?span id="gwaw0mu" class="MathJye">x1=

3

3

在區(qū)間(0，

3

)內(nèi)，x₁可能是極值點(diǎn)．當(dāng)0＜x＜x₁時(shí)，V′（x）＞0；
當(dāng)x1＜x＜

3

時(shí)，V′（x）＜0．（9分）
因此x₁是極大值點(diǎn)，且在區(qū)間(0，

3

)內(nèi)，x₁是唯一的極值點(diǎn)，
所以x=x1=

3

3

是V（x）的最大值點(diǎn)，并且最大值 f(

3

3

)=4
即當(dāng)正三棱柱形容器高為

3

3

時(shí)，容器的容積最大為4．

點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是函數(shù)模型的選擇與應(yīng)用，其中解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)已知求出棱柱的底面面積和高，進(jìn)而求出函數(shù)的解析式，建立數(shù)學(xué)模型．