04.04函数最值与应用
一卷围挡围出的最大料场封面场景

函数最值与应用 · 沉浸式数学故事

一卷围挡围出的最大料场

一卷定长围挡靠墙围三边。驻点算完还不够,端点若被漏掉,最大料场也会跟着漏掉。

第 4 章 · 导数的应用 · 6 幕故事 · 1 个训练

一卷围挡围出的最大料场:靠墙省去一边,三条边分掉总长度。

施工实训 · 60 米围挡

靠墙省去一边,三条边分掉总长度。

小组用 60 米围挡圈矩形料场。设垂直墙的边为 x,平行墙的围挡为 y,则 2x+y=60。

约束:2x+y=60先定义变量与可行范围。
一卷围挡围出的最大料场:约束消去一个变量,面积才方便求导。

把面积写成一元

约束消去一个变量,面积才方便求导。

由 y=60−2x,面积 A=xy 变成只含 x 的函数。长度不能为负,所以 x∈[0,30]。

A(x)=x(60−2x),x∈[0,30]闭区间是后面比较端点的依据。
一卷围挡围出的最大料场:导数等于零,给出内部最优形状。

驻点候选

导数等于零,给出内部最优形状。

A′(x)=60−4x,令其为 0 得 x=15;对应 y=30。

A′(x)=0 ⇒ x=15驻点只是闭区间最值候选之一。
一卷围挡围出的最大料场:x=0 或 x=30,也属于可行边界。

别漏两端

x=0 或 x=30,也属于可行边界。

端点对应退化料场,面积为 0。虽然这次显然不是最大值,仍必须写进比较表。

候选:端点 + 驻点 + 不可导点闭区间最值不能只看内部。
一卷围挡围出的最大料场:把每个候选代回原函数,最大者才是答案。

统一比较

把每个候选代回原函数,最大者才是答案。

A(0)=0,A(15)=450,A(30)=0,因此最大面积为 450 平方米。

max{A(0),A(15),A(30)}=450最终结论要带单位并回到尺寸。
一卷围挡围出的最大料场:15 米 × 30 米,围挡一米不剩。

放样

15 米 × 30 米,围挡一米不剩。

小组按尺寸放线,并预留出入口后重新修正约束。数学模型随现场条件更新,但最值流程不变。

建模 → 定义域 → 求导 → 候选 → 比较 → 回答端点,是最容易被遗忘的一步。
一卷围挡围出的最大料场训练场景

尾声 · 带着方法进课堂

故事落幕,判断才刚开始。

把这一课的条件、公式与易错点带进最后一次判断。

求闭区间上的最大值,必须比较哪些候选?
再读一遍

互动实验 · 60 米围挡靠墙围三边OPTIMIZE

拖动一条边,看面积翻过山顶再滑下来

总围挡 60 米,靠墙只围三面:垂直墙的边 x 越长,平行墙的边 y=60−2x 就越短。面积 A=x·y 先涨后跌——顶点在哪一步,就把料场围到了最大。别忘了两个端点也要一起比。

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