名校
解题方法
1 . 南京玄武湖号称“金陵明珠”,是我国仅存的皇家园林湖泊.在玄武湖的一角有大片的荷花,每到夏季,荷花飘香,令人陶醉.夏天的一个傍晚,小胡和朋友游玄武湖,发现观赏荷花只能在岸边,无法深入其中,影响观赏荷花的乐趣,于是他便有了一个愿景:若在玄武湖一个盛开荷花的一角(该处岸边近似半圆形,如图所示)设计一些栈道和一个观景台,观景台
在半圆形的中轴线
上(图中
与直径
垂直,
与
不重合),通过栈道把
连接起来,使人行在其中,犹如置身花海之感.已知
,栈道总长度为函数
.
;
(2)若栈道的造价为每米5万元,试确定观景台
的位置,使实现该愿景的建造费用最小(观景台的建造费用忽略不计),并求出实现该愿景的建造费用的最小值.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/828628c0876b45381c9a0edeb0fec236.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/828628c0876b45381c9a0edeb0fec236.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59fb86bc134ac6560644fda0f9f05c6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4851f8446926f65bb3ec8f752e865384.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5224a7da7fe6bc28971ce4c277f88588.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5224a7da7fe6bc28971ce4c277f88588.png)
(2)若栈道的造价为每米5万元,试确定观景台
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
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2023-10-26更新
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793次组卷
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11卷引用:安徽省九师联盟2023-2024学年高三上学期10月期中数学试题
安徽省九师联盟2023-2024学年高三上学期10月期中数学试题陕西省榆林市“府、米、绥、横、靖”五校2024届高三上学期10月联考文科数学试题河南省九师联盟2024届高三上学期10月质量检测数学试题山东省潍坊市昌乐县昌乐第一中学2023-2024学年高三上学期期中数学模拟试题山东省日照市五莲县第一中学2024届高三上学期期中考试数学模拟试题甘肃省定西市临洮中学2024届高三上学期10月月考数学试题河南省名校九师联盟2024届高三上学期10月质量检测数学(文)试题上海市静安区回民中学2024届高三上学期12月阶段性测试数学试题(已下线)6.3利用导数解决实际问题(分层练习,5大题型)-2023-2024学年高二数学同步精品课堂(人教B版2019选择性必修第三册)(已下线)5.3.2课时3导数在解决实际问题中的应用 第三课 知识扩展延伸四川省遂宁市射洪中学校2023-2024学年高二下学期第一次学月质量检测(4月)数学试题
解题方法
2 . 易拉罐用料最省问题的研究.小明同学最近注意到一条新闻,易拉罐(如图所示)作为饮品的容器,每年的用量可达数万亿个.这让他想到一个用料最优化的问题,即在易拉罐的体积一定的情况下,如何确定易拉罐的高和半径才能使得用料最省?他研究发现易拉罐的上盖、下底和侧壁的厚度是不同的,进而结合数学建模知识进行了深入研究.以下是小明的研究过程,请你补全缺失的部分.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/29/2710429297205248/2785878279561216/STEM/ada09bd6b2e04728a7fc3cd25880bd12.png?resizew=88)
以下是小明的研究过程,请你补全缺失的部分.
(1)模型假设:
①易拉罐近似看成圆柱体;
②上盖、下底、侧壁的厚度处处均匀;
③上盖、下底、侧壁所用金属相同;
④易拉罐接口处的所用材料忽略不计.
(2)建立模型
记圆柱体积为
,高为
,底面半径为
,上盖、下底和侧壁的厚度分别为
,
金属用料总量为C.
由几何知识得到如下数量关系:
①
②
因为
都是常数,不妨设
,
则用料总量的函数简化为
.
请写出表格中代入整理这一步的目的是:___________________________.
(3)求解模型:
所以,在
___________(用
表示)时,
取得最小值,即在此种情况下用料最省.
(4)检验模型:
小明上网查阅到目前330毫升可乐易拉罐的数据,得知![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d4d1a2bc1654079f1deea7574bd975a.png)
,代入(3)的模型结果,经计算得
经验算,确认计算无误,但是这与实际罐体半径
差异较大.实际上,在经济利益驱动之下,目前的罐体成本应该已经达最优.
(5)模型评价与改进:
模型计算结果与现实数据存在较大差异的原因可能为:_________________________________________________________________________________________________.
相应改进措施为:_________________________________________________________________________________________________________________________________.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/29/2710429297205248/2785878279561216/STEM/ada09bd6b2e04728a7fc3cd25880bd12.png?resizew=88)
以下是小明的研究过程,请你补全缺失的部分.
(1)模型假设:
①易拉罐近似看成圆柱体;
②上盖、下底、侧壁的厚度处处均匀;
③上盖、下底、侧壁所用金属相同;
④易拉罐接口处的所用材料忽略不计.
(2)建立模型
记圆柱体积为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be54e84508decfcce6d2fcbe6c8c1a92.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3eabd5f3a86afe49dcd70571e2b96cfd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11bc05f41215f9894e11d1df0465751a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/367c96a0ff95b92877eda2a7c98871e1.png)
金属用料总量为C.
由几何知识得到如下数量关系:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7f66ce12a6d736791becead9c4733cb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc7146e6b95b44d9023a56aca131a27e.png)
由①得![]() ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c1c7faff23c621e48d596869c8d1e80.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd462edb0efbba9a4a78d2e403917615.png)
则用料总量的函数简化为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35734fa0737116f105919f59bf701d24.png)
请写出表格中代入整理这一步的目的是:___________________________.
(3)求解模型:
所以,在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/296b4bc9e0bfea027ada41ca004c9d12.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/632244ea6931507f8656e1cc3437d392.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
(4)检验模型:
小明上网查阅到目前330毫升可乐易拉罐的数据,得知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d4d1a2bc1654079f1deea7574bd975a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d78e2223b3f9161cad8b817ec3ae4645.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/918d14ca12dbeef14cacb27a6de544e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bea6c07eb94fd55f2ec6fedc4556e91a.png)
(5)模型评价与改进:
模型计算结果与现实数据存在较大差异的原因可能为:_________________________________________________________________________________________________.
相应改进措施为:_________________________________________________________________________________________________________________________________.
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2024高三·全国·专题练习
解题方法
3 . 上海市政府实施“景观工程”,对现有平顶的民用多层住宅进行“平改坡”,计划将平顶房屋改为尖顶,并铺上彩色瓦片.现对某幢房屋有
两种改造方案:
方案中坡顶,如图1所示,为底面是等边三角形的直三棱柱,尖顶屋脊
与房屋长度
等长,有两个坡面需铺上瓦片.
方案中坡顶,如图2所示,为图削去两端相同的两个三棱锥而得,尖顶屋脊
比房屋长度
短,有四个坡面需铺上瓦片.若房屋长
,宽
,屋脊高为
,要使铺设的瓦片比较省,请你选择
两种方案中的哪一个?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e52586ca2a3b783bc8092415e2d4bf6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5963abe8f421bd99a2aaa94831a951e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2777840758e70e7dbbc18cef8f3d6d2b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0a851907ada2ac2c3c4880a6736d28a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22adbc0da438220f9cace11b629d799b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0a851907ada2ac2c3c4880a6736d28a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77d4066982f78072a42483d52b9e32af.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb9ddcc4bacaebccabfb1157c2e03878.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3eabd5f3a86afe49dcd70571e2b96cfd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e52586ca2a3b783bc8092415e2d4bf6d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/9/69f5d74b-de6d-4b27-ad79-945a8c448610.png?resizew=286)
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