Đề kiểm tra Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số (có lời giải) - Đề 3

Hỏi cần xây bể có chiều cao h bằng bao nhiêu mét để nguyên vật liệu xây dựng là ít nhất?. 

22/22

Người ta muốn xây một cái bể hình hộp đứng có thể tích \(V = 18\,\,\left( {{m^3}} \right)\), biết đáy bể là hình chữ nhật có chiều dài gấp \(3\) lần chiều rộng và bể không có nắp. Hỏi cần xây bể có chiều cao \(h\) bằng bao nhiêu mét để nguyên vật liệu xây dựng là ít nhất?.

0/3000 ký tự
Giải thích

Đáp số: \(1,5\).

Gọi \(x\)\(\left( {x > 0} \right)\) là chiều rộng hình chữ nhật đáy bể, suy ra chiều dài hình chữ nhật đáy bể là \(3x.\)

\(V = h.x.3x = h.3{x^2} = 18\) \( \Rightarrow h = \frac{{18}}{{3{x^2}}} = \frac{6}{{{x^2}}}\).

Gọi \(P\) là diện tích xung quanh cộng với diện tích một đáy bể của hình hộp chữ nhật.

Nguyên vật liệu ít nhất khi \(P\) nhỏ nhất.

\(P = 2hx + 2.h.3x + 3{x^2} = 2.\frac{6}{{{x^2}}}.x + 2.\frac{6}{{{x^2}}}.3x + 3{x^2} = \frac{{48}}{x} + 3{x^2}.\)

Đặt \(f\left( x \right) = \frac{{48}}{x} + 3{x^2}\), \(\left( {x > 0} \right)\).

Ta có hàm số \(f\left( x \right)\) liên tục trên \(\left( {0; + \infty } \right)\) và \(f'\left( x \right) = \frac{{ - 48}}{{{x^2}}} + 6x\),\(f'\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow \frac{{ - 48}}{{{x^2}}} + 6x = 0 \Leftrightarrow {x^3} = 8 \Leftrightarrow x = 2\).

Bảng biến thiên:

Hỏi cần xây bể có chiều cao h bằng bao nhiêu mét để nguyên vật liệu xây dựng là ít nhất?.  (ảnh 1)

Suy ra vật liệu ít nhất khi \(h = \frac{6}{{{x^2}}} = \frac{6}{4} = \frac{3}{2}\left( m \right)\).