Question

請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)包裝盒，如圖所示，ABCD是邊長(zhǎng)為60cm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A，B，C，D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)AE=FB=x（cm）．
（1）若廣告商要求包裝盒側(cè)面積S（cm²）最大，試問(wèn)x應(yīng)取何值？
（2）若廣告商要求包裝盒容積V（cm³）最大，試問(wèn)x應(yīng)取何值？并求出此時(shí)包裝盒的高與底面邊長(zhǎng)的比值．

Answer 1

【答案】分析：（1）可設(shè)包裝盒的高為h（cm），底面邊長(zhǎng)為a（cm），寫(xiě)出a，h與x的關(guān)系式，并注明x的取值范圍．再利用側(cè)面積公式表示出包裝盒側(cè)面積S關(guān)于x的函數(shù)解析式，最后求出何時(shí)它取得最大值即可；
（2）利用體積公式表示出包裝盒容積V關(guān)于x的函數(shù)解析式，最后利用導(dǎo)數(shù)知識(shí)求出何時(shí)它取得的最大值即可．
解答：解：設(shè)包裝盒的高為h（cm），底面邊長(zhǎng)為a（cm），則a=x，h=（30-x），0＜x＜30．
（1）S=4ah=8x（30-x）=-8（x-15）²+1800，
∴當(dāng)x=15時(shí)，S取最大值．
（2）V=a2h=2（-x3+30x²），V′=6x（20-x），
由V′=0得x=20，
當(dāng)x∈（0，20）時(shí)，V′＞0；當(dāng)x∈（20，30）時(shí)，V′＜0；
∴當(dāng)x=20時(shí)，包裝盒容積V（cm³）最大，
此時(shí)，．
即此時(shí)包裝盒的高與底面邊長(zhǎng)的比值是．
點(diǎn)評(píng)：考查函數(shù)模型的選擇與應(yīng)用，考查函數(shù)、導(dǎo)數(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)，考查運(yùn)算求解能力、空間想象能力、數(shù)學(xué)建模能力．屬于基礎(chǔ)題．