1. (2020高一上·华容期末) 药材人工种植技术具有养殖密度高、经济效益好的特点．研究表明：人工种植药材时，某种药材在一定的条件下，每株药材的年平均生长量 单位：千克 是每平方米种植株数x的函数．当x不超过4时，v的值为2；当 时，v是x的一次函数，其中当x为10时，v的值为4；当x为20时，v的值为0．

1. （1） 当 时，求函数v关于x的函数表达式；
3. （2） 当每平方米种植株数x为何值时，每平方米药材的年生长总量（单位：千克）取得最大值？并求出这个最大值．（年生长总量=年平均生长量×种植株数）