(本题满分12分)
某企业拟建造如图所示的容器(不计厚度,长度单位:米),其中容器的中间为圆柱形,左右两端均为半球形,按照设计要求容器的容积为立方米,且。假设该容器的建造费用仅与其表面积有关。已知圆柱形部分每平方米建造费用为3千元,半球形部分每平方米建造费用为()千元。设该容器的建造费用为千元。
(Ⅰ)写出关于的函数表达式,并求该函数的定义域;
(Ⅱ)求该容器的建造费用最小时的。
(Ⅰ)由题意可知,则,解得,
容器的建造费用为,
即,定义域为。
(Ⅱ),令,得。令,即,
(1)当时, ,当时,,函数为减函数,当时有最小值;
(2)当时,当时,;当时,,此时当时有最小值。
本题主要考查导数在实际生活中的应用。
(Ⅰ)本题应该用来表示容器的容积,并根据题目中的数值建立相对应的等量关系,从而得到。进而求出关于的表达式。另外注意题目中的约束条件,据此可得到的取值范围。
(Ⅱ)对(Ⅰ)中得到的函数关系进行求导,找出函数在实数范围的极值点。由(Ⅰ)中得到的的取值范围,得到函数在区间的变化情况,进而可以得到容器建造费用最小时的。注意函数取极值时的值不一定是满足条件的值,在本题中函数取极值时的可能在区间之外。