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  • 1. (2021高二下·海淀期中) 易拉罐用料最省问题的研究.小明同学最近注意到一条新闻,易拉罐(如图所示)作为饮品的容器,每年的用量可达数万亿个.这让他想到一个用料最优化的问题,即在易拉罐的体积一定的情况下,如何确定易拉罐的高和半径才能使得用料最省?他研究发现易拉罐的上盖、下底和侧壁的厚度是不同的,进而结合数学建模知识进行了深入研究.以下是小明的研究过程,请你补全缺失的部分.

    以下是小明的研究过程,请你补全缺失的部分.模型假设:

    1. (1) 建立模型

      记圆柱体积为 , 高为 , 底面半径为 , 上盖、下底和侧壁的厚度分别为

      金属用料总量为C.

      由几何知识得到如下数量关系:

      由①得 , 代入②整理得:

      因为 都是常数,不妨设

      则用料总量的函数简化为

      请写出表格中代入整理这一步的目的是:

    2. (2) 求解模型:

      所以,在 (用 表示)时, 取得最小值,即在此种情况下用料最省.

    3. (3) 检验模型:

      小明上网查阅到目前330毫升可乐易拉罐的数据,得知 , 代入(3)的模型结果,经计算得 经验算,确认计算无误,但是这与实际罐体半径 差异较大.实际上,在经济利益驱动之下,目前的罐体成本应该已经达最优.

      模型评价与改进:

      模型计算结果与现实数据存在较大差异的原因可能为:

      相应改进措施为:

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