(2010•镇江模拟)要制作一个由同底圆锥和圆柱组成的储油罐(如图),设计要求:圆锥和圆柱的总高度和圆柱底面半径相等,都

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  • 解题思路:(1)先设圆锥的高为h1米,母线长为l米,圆柱的高为h2米;圆柱的底面用料单价为每平方米2a元,圆锥的侧面用料单价为每平方米4a元,由圆锥和圆柱的总高度和圆柱底面半径相等,都为r米.则h1<r,⇒tanθ=

    h

    1

    r

    <1求得;

    (2)圆锥的侧面用料费用为4aπrl,圆柱的侧面费用为2aπrh2,圆柱的地面费用为2aπr2⇒y=4aπrl+2aπrh2+2aπr2

    2aπ

    r

    2

    [(

    2

    cosθ

    -tanθ)+3]

    (3)抽象出

    f(θ)=

    2

    cosθ

    -tanθ

    f′(θ)=

    2sinθ-1

    cos

    2

    θ

    ⇒当

    θ=

    π

    6

    时,

    f′(θ)=

    2sinθ-1

    cos

    2

    θ

    =0

    得解.

    圆柱的底面用料单价为每平方米2a元,圆锥的侧面用料单价为每平方米4a元,

    设圆锥的高为h1米,母线长为l米,圆柱的高为h2米;

    (1)∵圆锥和圆柱的总高度和圆柱底面半径相等,都为r米.

    则h1<r,

    tanθ=

    h1

    r<1

    ∴θ∈(0,

    π

    4)…(3分)

    (2)圆锥的侧面用料费用为4aπrl,圆柱的侧面费用为2aπrh2,圆柱的地面费用为2aπr2,..(6分)(每个面积公式1分)

    则y=4aπrl+2aπrh2+2aπr2

    =2aπr(2l+h2+r)=2aπr[[2r/cosθ]+(r-h1)+r]

    =2aπr[[2r/cosθ]+(r-rtanθ)+r]=2aπr2[(

    2

    cosθ-tanθ)+2](9分)

    (3)设f(θ)=

    2

    cosθ-tanθ,其中θ∈(0,

    π

    4)…(10分)

    则f′(θ)=

    2sinθ-1

    cos2θ,..(11分)

    当θ=

    π

    6时,f′(θ)=

    2sinθ-1

    cos2θ=0;

    当θ∈(0,

    π

    6)时,f′(θ)=

    2sinθ-1

    cos2θ<0;

    当θ∈(

    π

    6,

    π

    4)时,f′(θ)=

    2sinθ-1

    cos2θ>0;..(13分)

    则当θ=

    π

    6时,f(θ)取得最小值,..(14分)

    则当θ=

    π

    6时,费用y最小(15分)

    点评:

    本题考点: 在实际问题中建立三角函数模型;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题主要考查函数模型的建立,定义域和函数最值的求法.