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把边长为A的正六边形纸板剪去相同的六个角,做成一个底面为正六边形 的无盖六棱柱

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/14 08:58:27
把边长为A的正六边形纸板剪去相同的六个角,做成一个底面为正六边形 的无盖六棱柱
,设高为H,所做成的盒子体积为V(不计接缝)
(1)写出体积V与高H的函数关系式
(2)当a/h为多少时?体积V最大?最大值为多少?
考点:根据实际问题选择函数类型;函数的最值及其几何意义.
专题:应用题.
分析:由图形设BO长为x,可求出AB,在直角三角形ABD中解三角形算出BD的长,即求出六棱柱的高的关于x的表达式,再求出底面的用x表示的面积表达式,用体积公式就可以得到六棱柱的体积表达式,再利用函数的单调性判断出函数取到最值时x的值即可.
设原正六边形中剪去六个角中的其中一个为ADBC,连接AO(O为正六边形的外接圆的圆心),又设BO长为x,则直六棱柱的盒子的体积为
V(x)=6× 34x2(a-x)× 32=(a-x)x2= 94(ax2-x3),
∴V′(x)= 94(2ax-3x2),
令V′(x)= 94(2ax-3x2)=0,得x= 23a,x=0(舍),
因为V(x)只有一个极值,所以它是最大值,
即x= 23a时,[V(x)]max= a33,
因此,只要连接AO,在AO上取AB长为 a3,再过点B作BC垂直于正六边形的边长于点C,BD垂直于正六边形的边长于点D,剪去四边形ADBC,同样可剪去另外五角,则折成无盖直六棱柱的盒子体积最大.
点评:考查直六棱柱的体积公式,及用公式将几何问题转化为函数最值的能力,用导数证明函数的单调性求出最值及最值取到时自变量的求法.