实际生活中用料最省、费用最低、损耗最小、最节省时间等都需要利用导数求解相应函数的最小值,此时根据f′(x)=0求出极值点(注意根据实际意义舍去不合适的极值点)后,函数在该点附近满足左减右增,则此时唯一的极小值就是所求函数的最小值.
一艘轮船在航行中每小时的燃料费和它的速度的立方成正比.已知速度为每小时10海里时,燃料费是每小时6元,而其他与速度无关的费用是每小时96元,问轮船的速度是多少时,航行1海里所需的费用总和最小?
解:设速度为每小时v海里的燃料费是每小时p元,那么由题设的比例关系得p=k·v3,其中k为比例系数,它可以由v=10,p=6求得,即k==0.006,则p=0.006v3.又设当船的速度为每小时v海里时,行1海里所需的总费用为q元,那么每小时所需的总费用是0.006v3+96(元),而行1海里所需时间为小时,所以行1海里的总费用为q=(0.006v3+96)=0.006v2+.
q′=0.012v-=(v3-8 000),
令q′=0,解得v=20.
因为当v<20时,q′<0;当v>20时,q′>0,
所以当v=20时q取得最小值,
即速度为20海里/小时时,航行1海里所需费用总和最小.
探究点3 利润最大问题
某市旅游部门开发一种旅游纪念品,每件产品的成本是15元,销售价是20元,月平均销售a件,通过改进工艺,产品的成本不变,质量和技术含金量提高,市场分析的结果表明,如果产品的销售价格提高的百分率为x(0<x<1),那么月平均销售量减少的百分率为x2.记改进工艺后,旅游部门销售该纪念品的月平均利润是y(元).
(1)写出y关于x的函数关系式;
(2)改进工艺后,确定该纪念品的售价,使旅游部门销售该纪念品的月平均利润最大.
【解】 (1)改进工艺后,每件产品的销售价为20(1+x),月平均销售量为a(1-x2)件,则月平均利润y=a(1-x2)·[20(1+x)-15](元),
所以y关于x的函数关系式为y=5a(1+4x-x2-4x3)(0<x<1).