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第二章 导数及其应用
§7 导数的应用
实际问题中导数的意义
自变量x 原函数f(x) 导函数f'(x)
时间 位移 速度
时间 速度 加速度
长度 质量 线密度
时间 功 功率
时间 降雨量 降雨强度
产量 生产成本 边际成本
实际问题中的最值问题
1. 最优化问题
在实际问题中,经常会遇到解决一些如面积最小、体积最大、成本最低、时间最少等问题,这些问题通称为最优化问题.导数是解决最优化问题的一个重要工具.
2. 利用导数解决生活中的最优化问题的步骤
(1)分析实际问题中各个变量之间的关系,列出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系y=f(x),并确定函数的定义域;
(2)求函数y=f(x)的导数f'(x),解方程f'(x)=0;
(3)比较函数在区间端点处的函数值和使f'(x)=0的点处的函数值的大小,最大(小)者为最大(小)值.
运用导数求最值是解决这类问题的有效方法,但解决最优化问题的方法并不单一,有时会与判别式、基本不等式及二次函数的性质结合使用.
几何中的最值问题
利用常见几何体的面积公式或体积公式写出关系式,再根据导数求最大值.
B
用料最省、费用最低问题
解决生活中的最优化问题的注意事项
1. 当问题涉及多个变量时,应根据题意分析它们之间的关系,列出变量之间的关系式;
2. 在建立函数模型的同时,应根据实际问题确定函数的定义域;
3. 在实际问题中,由f'(x)=0得到定义域内的根通常只有一个,如果函数在该点处取得极大值(极小值),那么不与端点处的函数值进行比较也可以判断该极大值(极小值)就是函数的最大值(最小值);
4. 求实际问题的最大(小)值时,一定要从问题的实际意义出发,不符合实际意义的应舍去,例如长度、宽度应大于0,销售价格一般要高于进价等.
(1)求实数k的值及f(x)的解析式.
(2)隔热层修建多厚时,总费用f(x)达到最小,并求出最小值.