Đề cương ôn tập giữa kì 1 Toán 12 Kết nối tri thức cấu trúc mới có đáp án - Bài 5. Ứng dụng đạo hàm để giải quyết một số vấn đề liên quan đến thực tiễn

Một người dự định làm một bể chứa nước hình trụ bằng inox có nắp đậy với thể tích 1m^3)

5/17

Một người dự định làm một bể chứa nước hình trụ bằng inox có nắp đậy với thể tích \(1\) (m3). Chi phí mỗi m2 đáy là \(600\) nghìn đồng, mỗi m2 nắp là \(200\) nghìn đồng và mỗi m2 mặt bên là \(400\) nghìn đồng. Hỏi người đó làm bán kính bể là bao nhiêu để chi phí làm bể ít nhất?

\(\sqrt[3]{{2\pi }}\).

\(\sqrt[3]{{\frac{1}{2}}}\).

\(\sqrt[3]{{\frac{1}{{2\pi }}}}\).

\(\sqrt[3]{{\frac{1}{\pi }}}\).

Giải thích

Gọi \(R\)\(h\) lần lượt là bán kính và chiều cao của bể chứa nước.

Ta có thể tích bể chứa nước là: \(V = 1\)\( \Rightarrow \pi {R^2}h = 1 \Leftrightarrow h = \frac{1}{{\pi {R^2}}}\).

Diện tích nắp và mặt đáy bể chứa nước là: \({S_1} = \pi {R^2}\).

Diện tích xung quanh của bể chứa nước là: \({S_2} = 2\pi Rh = 2\pi R.{\mkern 1mu} \frac{1}{{\pi {R^2}}} = \frac{2}{R}\).

Chi phí làm bể chứa nước là: \(f\left( R \right) = 6{\mkern 1mu} \pi {R^2} + 2{\mkern 1mu} \pi {R^2} + 4.{\mkern 1mu} \frac{2}{R} = 8\pi {R^2} + \frac{8}{R}\) (trăm nghìn đồng).

Ta có: \(f'\left( R \right) = 16\pi R - \frac{8}{{{R^2}}}\). Xét \(f'\left( R \right) = 0 \Leftrightarrow 16\pi R - \frac{8}{{{R^2}}} = 0\)\( \Leftrightarrow 2\pi {R^3} - 1 = 0 \Leftrightarrow R = \sqrt[3]{{\frac{1}{{2\pi }}}}\).

Bảng biến thiên:

A diagram of a mathematical problem  Description automatically generated

Dựa vào bảng biến thiên, ta thấy chi phí làm bể chứa nước thấp nhất khi \(R = \sqrt[3]{{\frac{1}{{2\pi }}}}\). Chọn C.