2020版高中數(shù)學(xué) 第三章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 3.3.3 導(dǎo)數(shù)的實(shí)際應(yīng)用課件 新人教B版選修1 -1.ppt

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1、3.3.3導(dǎo)數(shù)的實(shí)際應(yīng)用,第三章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用,,,學(xué)習(xí)目標(biāo),XUEXIMUBIAO,1.了解導(dǎo)數(shù)在解決實(shí)際問題中的作用. 2.掌握利用導(dǎo)數(shù)解決簡單的實(shí)際生活中的優(yōu)化問題.,,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,自主學(xué)習(xí),題型探究,達(dá)標(biāo)檢測,1,自主學(xué)習(xí),PART ONE,知識點(diǎn)生活中的優(yōu)化問題 1.生活中經(jīng)常遇到求利潤最大、用料最省、效率最高等問題，這些問題通常稱為 . 2.利用導(dǎo)數(shù)解決優(yōu)化問題的實(shí)質(zhì)是求函數(shù)最值. 3.解決優(yōu)化問題的基本思路：,,上述解決優(yōu)化問題的過程是一個(gè)典型的 過程.,優(yōu)化問題,數(shù)學(xué)建模,1.生活中常見到的收益最高、用料最省等問題就是數(shù)學(xué)中的最大、最小

2、值問題.() 2.解決應(yīng)用問題的關(guān)鍵是建立數(shù)學(xué)模型.(),,思考辨析 判斷正誤,SIKAOBIANXIPANDUANZHENGWU,,,2,題型探究,PART TWO,,題型一幾何中的最值問題,例1請你設(shè)計(jì)一個(gè)包裝盒如圖所示，ABCD是邊長為60 cm的正方形硬紙片，切去陰影部分所示的四個(gè)全等的等腰直角三角形，再沿虛線折起，使得ABCD四個(gè)點(diǎn)重合于圖中的點(diǎn)P，正好形成一個(gè)正四棱柱形狀的包裝盒，E，F(xiàn)在AB上是被切去的等腰直角三角形斜邊的兩個(gè)端點(diǎn)，設(shè)AEFBx cm.,,(1)若廣告商要求包裝盒側(cè)面積S最大，則x應(yīng)取何值？,當(dāng)且僅當(dāng)x30 x，即x15時(shí)，等號成立， 所以若廣告商要求包裝盒側(cè)面積

3、S最大，則x15.,(2)若廣告商要求包裝盒容積V最大，則x應(yīng)取何值？并求出此時(shí)包裝盒的高與底面邊長的比值.,令V0，得0

4、兩欄之間的中縫空白的寬度為2 cm，設(shè)試卷的長和寬分別為x cm，y cm. (1)寫出y關(guān)于x的函數(shù)解析式，并求該函數(shù)的定義域；,,解由題意知試卷的長和寬分別為x cm，y cm，,(2)如何確定該試卷長與寬的尺寸(單位：cm)，才能使試卷的面積最小？,令S0，得x40(負(fù)數(shù)舍去)， 函數(shù)在(10,40)上單調(diào)遞減，在(40，)上單調(diào)遞增， 當(dāng)x40時(shí)，S取得最小值， 故當(dāng)試卷的長為40 cm，寬為32 cm時(shí)，可使試卷的面積最小.,,題型二實(shí)際生活中的最值問題,命題角度1利潤最大問題 例2某工廠共有10臺機(jī)器，生產(chǎn)一種儀器元件，由于受生產(chǎn)能力和技術(shù)水平等因素的限制，會產(chǎn)生一定數(shù)量的次品.根

5、據(jù)經(jīng)驗(yàn)知道，每臺機(jī)器產(chǎn)生的次品數(shù)P(萬件)與每臺機(jī)器的日產(chǎn)量x(萬件)(4x12)之間滿足關(guān)系：P0.1x23.2ln x3.已知每生產(chǎn)1萬件合格的元件可以盈利2萬元，但每生產(chǎn)1萬件次品將虧損1萬元.(利潤盈利虧損) (1)試將該工廠每天生產(chǎn)這種元件所獲得的利潤y(萬元)表示為x的函數(shù)；,解由題意得，所獲得的利潤為y102(xP)P20 x3x296ln x90(4x12).,,多維探究,(2)當(dāng)每臺機(jī)器的日產(chǎn)量x(萬件)為多少時(shí)所獲得的利潤最大，最大利潤為多少？,當(dāng)4x6時(shí)，y0，函數(shù)在4,6上為增函數(shù)； 當(dāng)6x12時(shí)，y0，函數(shù)在6,12上為減函數(shù)， 所以當(dāng)x6時(shí)，函數(shù)取得極大值，且為最大

6、值， 最大利潤為y20636296ln 69096ln 678(萬元).,反思感悟解決此類有關(guān)利潤的實(shí)際應(yīng)用題，應(yīng)靈活運(yùn)用題設(shè)條件，建立利潤的函數(shù)關(guān)系，常見的基本等量關(guān)系有： (1)利潤收入成本. (2)利潤每件產(chǎn)品的利潤銷售件數(shù).,跟蹤訓(xùn)練2某商場銷售某種商品的經(jīng)驗(yàn)表明，該商品每日的銷售量y(單位：千克)與銷售價(jià)格x(單位：元/千克)滿足關(guān)系式y(tǒng) 10(x6)2，其中3< x<6，a為常數(shù).已知銷售價(jià)格為5元/千克時(shí)，每日可售出該商品11千克. (1)求a的值；,所以a2.,(2)若該商品的成本為3元/千克，試確定銷售價(jià)格x的值，使商場每日銷售該商品所獲得的利潤最大.,解由(1)可知，該

7、商品每日的銷售量,所以商場每日銷售該商品所獲得的利潤,210(x3)(x6)2,3

8、平均建設(shè)費(fèi)用與球場數(shù)有關(guān)，當(dāng)該中心建球場x塊時(shí)，每平方米的平均建設(shè)費(fèi)用(單位：元)可近似地用f(x)800 來刻畫.為了使該球場每平方米的綜合費(fèi)用最省(綜合費(fèi)用是建設(shè)費(fèi)用與購地費(fèi)用之和)，該網(wǎng)球中心應(yīng)建幾個(gè)球場？,令g(x)0，得x8，當(dāng)1x<8時(shí)，g(x)<0，g(x)為減函數(shù)；,當(dāng)80，g(x)為增函數(shù)， 所以當(dāng)x8時(shí)，函數(shù)取得極小值，且為最小值. 故當(dāng)建成8個(gè)球場時(shí)，每平方米的綜合費(fèi)用最省.,反思感悟費(fèi)用、用料最省問題是日常生活中常見的問題之一，解決這類問題要明確自變量的意義以及最值問題所研究的對象.正確書寫函數(shù)表達(dá)式，準(zhǔn)確求導(dǎo)，結(jié)合實(shí)際作答.,跟蹤訓(xùn)練3為了在夏季降溫和冬季供暖時(shí)

9、減少能源損耗，房屋的屋頂和外墻需要建造隔熱層.某幢建筑物要建造可使用20年的隔熱層，每厘米厚的隔熱層建造成本為6 萬元.該建筑物每年的能源消耗費(fèi)用C(單位：萬元)與隔熱層厚度x(單位：cm)滿足關(guān)系：C(x) (0 x10)，若不建隔熱層，每年能源消耗費(fèi)用為8 萬元，設(shè)f(x)為隔熱層建造費(fèi)用與20年的能源消耗費(fèi)用之和. (1)求k的值及f(x)的表達(dá)式；,且C(0)8，故k40，,設(shè)建造費(fèi)用為C1(x)，則C1(x)6x.,(2)隔熱層修建多厚時(shí)，總費(fèi)用f(x)達(dá)到最小，并求最小值.,當(dāng)0 x0，f(x)為增函數(shù).,故當(dāng)隔熱層修建厚度為5 cm時(shí)，總費(fèi)用f(x)達(dá)到最小，最小值為70 萬

10、元.,,核心素養(yǎng)之?dāng)?shù)學(xué)建模,HEXINSUYANGZHISHUXUEJIANMO,損耗最少問題,典例已知A，B兩地相距200千米，一艘船從A地逆水而行到B地，水速為 8 千米/時(shí)，船在靜水中的速度為v 千米/時(shí)(8

11、；,當(dāng)v(16，v0時(shí)，y0，y為增函數(shù). 故當(dāng)v16時(shí)，y取得極小值，也是最小值，此時(shí)全程燃料費(fèi)最省. 若v0<16，當(dāng)v(8，v0時(shí)，y<0，y在(8，v0上為減函數(shù). 故當(dāng)vv0時(shí)，y取得最小值，此時(shí)全程燃料費(fèi)最省. 綜上可得，若v016，則當(dāng)v16 千米/時(shí)時(shí)，全程燃料費(fèi)最省； 若v0<16，則當(dāng)vv0時(shí)，全程燃料費(fèi)最省.,素養(yǎng)評析(1)解決實(shí)際應(yīng)用問題的關(guān)鍵在于建立數(shù)學(xué)模型和目標(biāo)函數(shù)，把“問題情景”譯為數(shù)學(xué)語言，要先找出問題的主要關(guān)系，并把問題的主要關(guān)系近似化、形式化、抽象成數(shù)學(xué)問題，再化歸為常規(guī)問題，最后選擇合適的數(shù)學(xué)方法求解. (2)確定函數(shù)模型，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題的要求較

12、高，有利于數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的提升.,3,達(dá)標(biāo)檢測,PART THREE,,1,2,3,4,解析原油溫度的瞬時(shí)變化率為f(x)x22x(x1)21(0 x5)， 所以當(dāng)x1時(shí)，原油溫度的瞬時(shí)變化率取得最小值1.,5,,,1,2,3,4,,2.用長為18 m的鋼條圍成一個(gè)長方體形狀的框架，要求長方體的長與寬之比為21，則該長方體的最大體積為 A.2 m3 B.3 m3 C.4 m3 D.5 m3,5,,,1,2,3,4,從而V(x)18x18x218x(1x)， 令V(x)0，解得x1或x0(舍去).,故在x1處V(x)取得極大值，并且這個(gè)極大值就是V(x)的最大值， 從而最大體積VV(1)91261

13、33(m3).,5,,3.某產(chǎn)品的銷售收入y1(萬元)是產(chǎn)品x(千臺)的函數(shù)，y117x2(x0)；生產(chǎn)總成本y2(萬元)也是x(千臺)的函數(shù)，y22x3x2(x0)，為使利潤最大，則應(yīng)生產(chǎn) A.9 千臺 B.8 千臺 C.6 千臺 D.3 千臺,,1,2,3,4,解析利潤yy1y217x2(2x3x2)18x22x3(x0)， 求導(dǎo)得y36x6x2，令y0，得x6或x0(舍去). 所以當(dāng)生產(chǎn)6 千臺時(shí)，利潤最大.,5,,1,2,3,4,4.容積為256的方底無蓋水箱，它的高為 時(shí)最省材料.,4,解析設(shè)水箱高為h，底面邊長為a，則a2h256，,當(dāng)08時(shí)，S0，,5,,1,2,3,4,5.某

14、商品每件成本9元，售價(jià)30元，每星期賣出432件.如果降低價(jià)格，銷售量可以增加，且每星期多賣出的商品件數(shù)與商品單價(jià)的降低額x(單位：元，0 x21)的平方成正比.已知當(dāng)商品單價(jià)降低2元時(shí)，每星期多賣出24件. (1)將一個(gè)星期的商品銷售利潤表示成x的函數(shù)；,解設(shè)商品降價(jià)x元，則每星期多賣的商品數(shù)為kx2. 若記商品在一個(gè)星期的獲利為f(x)，則有 f(x)(30 x9)(432kx2)(21x)(432kx2). 由已知條件，得24k22，于是k6. 所以f(x)6x3126x2432x9 072，x0,21.,5,,(2)如何定價(jià)才能使一個(gè)星期的商品銷售利潤最大？,解由(1)得f(x)18x

15、2252x432 18(x2)(x12). 當(dāng)x變化時(shí)，f(x)，f(x)的變化情況如下表：,故當(dāng)x12時(shí)，f(x)取得極大值. 因?yàn)閒(0)9 072，f(12)11 664. 所以當(dāng)定價(jià)為301218(元)時(shí)，才能使一個(gè)星期的商品銷售利潤最大.,1,2,3,4,5,,課堂小結(jié),KETANGXIAOJIE,1.利用導(dǎo)數(shù)解決生活中優(yōu)化問題的一般步驟 (1)分析實(shí)際問題中各量之間的關(guān)系，列出實(shí)際問題的數(shù)學(xué)模型，寫出實(shí)際問題中變量之間的函數(shù)關(guān)系式y(tǒng)f(x). (2)求函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)f(x)，解方程f(x)0. (3)比較函數(shù)在區(qū)間端點(diǎn)和使f(x)0的點(diǎn)的函數(shù)值的大小，最大(小)者為最大(小)值. 2.正確理解題意，建立數(shù)學(xué)模型，利用導(dǎo)數(shù)求解是解答應(yīng)用問題的主要思路.另外需要特別注意：(1)合理選擇變量，正確寫出函數(shù)解析式，給出函數(shù)定義域；(2)與實(shí)際問題相聯(lián)系；(3)必要時(shí)注意分類討論思想的應(yīng)用.,