Sử dụng công thức tính thể tích hình hộp chữ nhật để tính thể tích \(V\left( x \right)\). Giải và trình bày phương pháp giải Giải bài 8 trang 18 sách bài tập toán 12 – Chân trời sáng tạo – Bài 2. Giá trị lớn nhất – giá trị nhỏ nhất của hàm số. Từ một miếng bìa hình vuông có cạnh bằng 12 cm,…
Đề bài/câu hỏi:
Từ một miếng bìa hình vuông có cạnh bằng 12 cm, người ta cắt bỏ đi bốn hình vuông nhỏ có cạnh bằng \(x\) (cm) ở bốn góc (Hình 3a) và gấp lại thành một hình hộp không nắp (Hình 3b). Tìm \(x\) để thể tích của hình hộp là lớn nhất.
Hướng dẫn:
Sử dụng công thức tính thể tích hình hộp chữ nhật để tính thể tích \(V\left( x \right)\), sau đó tìm giá trị lớn nhất của hàm số \(V\left( x \right)\).
Lời giải:
Theo đề bài ta có: Cạnh của hộp là: \(12 – 2{\rm{x}}\left( {cm} \right)\).
Chiều cao của hộp là: \({\rm{x}}\left( {cm} \right)\).
Thể tích của hộp là: \(V\left( x \right) = x{\left( {12 – 2{\rm{x}}} \right)^2} = 4{{\rm{x}}^3} – 48{{\rm{x}}^2} + 144{\rm{x}}\left( {c{m^3}} \right)\).
Vì cạnh của hộp không âm nên \(12 – 2{\rm{x}} \ge 0 \Leftrightarrow x \le 6\)
Xét hàm số \(V\left( x \right) = 4{{\rm{x}}^3} – 48{{\rm{x}}^2} + 144{\rm{x}}\) trên đoạn \(\left[ {0;6} \right]\).
Ta có: \(V’\left( x \right) = 12{{\rm{x}}^2} – 96{\rm{x}} + 144\)
\(V’\left( x \right) = 0 \Leftrightarrow x = 6\) hoặc \(x = 2\).
\(V\left( 0 \right) = 0;V\left( 2 \right) = 128;V\left( 6 \right) = 0\)
Vậy \(\mathop {\max }\limits_{\left[ {0;6} \right]} V\left( x \right) = V\left( 2 \right) = 128\).
Vậy với \(x = 2\left( {cm} \right)\) thì thể tích của hình hộp là lớn nhất.