题目
已知制作一个背包的成本为40元,如果每一个背包的售出价为x元,售出的背-|||-包数由-|||-=dfrac (a)(x-40)+b(80-x)-|||-给出,其中a,b为正常数.问什么样的售出价格能带来最大利润?

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查利用导数求解实际应用中的最大值问题,涉及利润函数的建立、导数求极值的方法以及经济问题中的合理区间分析。
解题核心思路:
- 建立利润函数:利润 = 单件利润 × 售出数量,结合题目给出的售出数量表达式,构建总利润函数。
- 求导找极值点:对利润函数求导,找到导数为零的点(驻点),并通过二阶导数判断该点是否为极大值点。
- 验证合理性:确认极值点是否在实际问题的合理区间内,并排除其他可能的极值点。
破题关键点:
- 正确构建利润函数,注意售出数量的表达式中隐含的变量范围限制(如分母不能为零,售出数量需为正)。
- 导数计算的准确性,特别是处理多项式乘积时的求导规则。
- 区间分析,确定变量$x$的合理范围,确保解的实际可行性。
步骤1:建立利润函数
利润由单件利润与售出数量相乘得到:
$P(x) = (x - 40) \cdot n = (x - 40) \left( \frac{a}{x - 40} + b(80 - x) \right)$
展开并化简:
$P(x) = a + b(x - 40)(80 - x)$
步骤2:求一阶导数并找驻点
对$P(x)$求导:
$P'(x) = b \left[ (80 - x) + (x - 40)(-1) \right] = b(120 - 2x)$
令$P'(x) = 0$,解得:
$120 - 2x = 0 \quad \Rightarrow \quad x = 60$
步骤3:判断极值性质
求二阶导数:
$P''(x) = -2b$
由于$b > 0$,故$P''(60) = -2b < 0$,说明$x = 60$是极大值点。
步骤4:验证区间合理性
售出数量$n$需为正,分析$x$的范围:
- 当$x > 40$时,$\frac{a}{x - 40} > 0$;
- 当$x \leq 80$时,$b(80 - x) \geq 0$。
因此,$x$的有效区间为$40 < x \leq 80$,而$x = 60$在此区间内,且为唯一驻点,故为全局最大值点。