高考数学导数试题分类汇编()
已知对任意实数,有
,且
时,
,则
时(
B )
A. B.
C. D.
(海南理10)
曲线在点
处的切线与坐标轴所围三角形的面积为(
D )
A. B.
C.
D.
(海南文10)
曲线在点
处的切线与坐标轴所围三角形的面积为(
D )
A. B.
C.
D.
(江苏9)
已知二次函数的导数为
,
,对于任意实数
都有
,则
的最小值为(
C )
A.
B.
C.
D.
(江西理9)
12.设在
内单调递增,
,则
是
的( B )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
(江西理5)
5.若,则下列命题中正确的是( D )
A. B.
C. D.
(江西文8)
若,则下列命题正确的是(
B )
A. B.
C.
D.
(辽宁理12)
已知与
是定义在
上的连续函数,如果
与
仅当
时的函数值为0,且
,那么下列情形不可能出现的是( )
A.0是的极大值,也是
的极大值
B.0是的极小值,也是
的极小值
C.0是的极大值,但不是
的极值
D.0是的极小值,但不是
的极值
(全国一文11)
曲线在点
处的切线与坐标轴围成的三角形面积为( A
)
A. B.
C.
D.
(全国二文8)
已知曲线的一条切线的斜率为
,则切点的横坐标为(
A )
A.1 B.2 C.3 D.4
(浙江理8)
设是函数
的导函数,将
和
的图象画在同一个直角坐标系中,不可能正确的是(
D )
(北京文9)
是
的导函数,则
的值是____.3
(广东文12)
函数的单调递增区间是____.
(江苏13)
已知函数在区间
上的最大值与最小值分别为
,则
__.32
(湖北文13)
已知函数的图象在点
处的切线方程是
,则
____.3
(湖南理13)
函数在区间
上的最小值是____.
(浙江文15)
曲线在点
处的切线方程是____.
(安徽理 18)
设a≥0,f (x)=x-1-ln2 x+2a ln x(x>0).
(Ⅰ)令F(x)=xf'(x),讨论F(x)在(0.+∞)内的单调性并求极值;
(Ⅱ)求证:当x>1时,恒有x>ln2x-2a ln x+1.
本小题主要考查函数导数的概念与计算,利用导数研究函数的单调性、极值和证明不等式的方法,考查综合运用有关知识解决问题的能力.本小题满分14分.
(Ⅰ)解:根据求导法则有,
故,
于是,
列表如下:
| | 2 | |
| | 0 | |
| | 极小值 | |
故知在
内是减函数,在
内是增函数,所以,在
处取得极小值
.
(Ⅱ)证明:由知,
的极小值
.
于是由上表知,对一切,恒有
.
从而当时,恒有
,故
在
内单调增加.
所以当时,
,即
.
故当时,恒有
.
(安徽文 20)
设函数f(x)=-cos2x-4tsincos
+4t2+t2-3t+4,x∈R,其中
≤1,将f(x)的最小值记为g(t).
(Ⅰ)求g(t)的表达式;
(Ⅱ)诗论g(t)在区间(-1,1)内的单调性并求极值.
本小题主要考查同角三角函数的基本关系,倍角的正弦公式,正弦函数的值域,多项式函数的导数,函数的单调性,考查应用导数分析解决多项式函数的单调区间,极值与最值等问题的综合能力.
解:(I)我们有
.
由于,
,故当
时,
达到其最小值
,即
.
(II)我们有.
列表如下:
| | | | | |
| | | | | |
| | 极大值 | | 极小值 | |
由此可见,在区间
和
单调增加,在区间
单调减小,极小值为
,极大值为
.
(北京理 19)
如图,有一块半椭圆形钢板,其半轴长为
,短半轴长为
,计划将此钢板切割成等腰梯形的形状,下底
是半椭圆的短轴,上底
的端点在椭圆上,记
,梯形面积为
.
(I)求面积以
为自变量的函数式,并写出其定义域;
(II)求面积的最大值.
解:(I)依题意,以的中点
为原点建立直角坐标系
(如图),则点
的横坐标为
.
点
的纵坐标
满足方程
,
解得
,
其定义域为.
(II)记,
则.
令,得
.
因为当时,
;当
时,
,所以
是
的最大值.
因此,当时,
也取得最大值,最大值为
.
即梯形面积的最大值为
.
(福建理 22)
已知函数
(Ⅰ)若,试确定函数
的单调区间;
(Ⅱ)若,且对于任意
,
恒成立,试确定实数
的取值范围;
(Ⅲ)设函数,求证:
.
本小题主要考查函数的单调性、极值、导数、不等式等基本知识,考查运用导数研究函数性质的方法,考查分类讨论、化归以及数形结合等数学思想方法,考查分析问题、解决问题的能力.满分14分.
解:(Ⅰ)由得
,所以
.
由得
,故
的单调递增区间是
,
由得
,故
的单调递减区间是
.
(Ⅱ)由可知
是偶函数.
于是对任意
成立等价于
对任意
成立.
由得
.
①当时,
.
此时在
上单调递增.
故,符合题意.
②当时,
.
当变化时
的变化情况如下表:
| | | |
| | | |
| 单调递减 | 极小值 | 单调递增 |
由此可得,在上,
.
依题意,,又
.
综合①,②得,实数的取值范围是
.
(Ⅲ),
,
,
由此得,
故.
(福建文 20)
设函数.
(Ⅰ)求的最小值
;
(Ⅱ)若对
恒成立,求实数
的取值范围.
本题主要考查函数的单调性、极值以及函数导数的应用,考查运用数学知识分析问题解决问题的能力.满分12分.
解:(Ⅰ),
当
时,
取最小值
,
即.
(Ⅱ)令,
由得
,
(不合题意,舍去).
当变化时
,
的变化情况如下表:
| | | |
| | | |
| 递增 | 极大值 | 递减 |
在
内有最大值
.
在
内恒成立等价于
在
内恒成立,
即等价于,
所以的取值范围为
.
(广东理、文 20)
已知是实数,函数
.如果函数
在区间
上有
零点,求的取值范围.
解: 若 ,
,显然在上没有零点, 所以
令 得
当 时,
恰有一个零点在
上;
当 即
时,
也恰有一个零点在
上;
当
在
上有两个零点时, 则
或
解得或
因此的取值范围是
或
;
(海南理 21)
设函数
(I)若当时,
取得极值,求
的值,并讨论
的单调性;
(II)若存在极值,求
的取值范围,并证明所有极值之和大于
.
解:(Ⅰ),
依题意有,故
.
从而.
的定义域为
,当
时,
;
当时,
;
当时,
.
从而,分别在区间
单调增加,在区间
单调减少.
(Ⅱ)的定义域为
,
.
方程的判别式
.
(ⅰ)若,即
,在
的定义域内
,故
的极值.
(ⅱ)若,则
或
.
若,
,
.
当时,
,当
时,
,所以
无极值.
若,
,
,
也无极值.
(ⅲ)若,即
或
,则
有两个不同的实根
,
.
当时,
,从而
有
的定义域内没有零点,故
无极值.
当时,
,
,
在
的定义域内有两个不同的零点,由根值判别方法知
在
取得极值.
综上,存在极值时,
的取值范围为
.
的极值之和为
.
(海南文 19)
设函数
(Ⅰ)讨论的单调性;
(Ⅱ)求在区间
的最大值和最小值.
解:的定义域为
.
(Ⅰ).
当时,
;当
时,
;当
时,
.
从而,分别在区间
,
单调增加,在区间
单调减少.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在区间
的最小值为
.
又.
所以在区间
的最大值为
.
(湖北理 20)
已知定义在正实数集上的函数,
,其中
.设两曲线
,
有公共点,且在该点处的切线相同.
(I)用表示
,并求
的最大值;
(II)求证:(
).
本小题主要考查函数、不等式和导数的应用等知识,考查综合运用数学知识解决问题的能力.
解:(Ⅰ)设与
在公共点
处的切线相同.
,
,由题意
,
.
即由
得:
,或
(舍去).
即有.
令,则
.于是
当,即
时,
;
当,即
时,
.
故在
为增函数,在
为减函数,
于是在
的最大值为
.
(Ⅱ)设,
则.
故在
为减函数,在
为增函数,
于是函数在
上的最小值是
.
故当时,有
,即当
时,
.
(湖北文 19)
设二次函数,方程
的两根
和
满足
.
(I)求实数的取值范围;
(II)试比较与
的大小.并说明理由.
本小题主要考查二次函数、二次方程的基本性质及二次不等式的解法,考查推理和运算能力.
解法1:(Ⅰ)令,
则由题意可得.
故所求实数的取值范围是
.
(II),令
.
当
时,
单调增加,
当
时,
,即
.
解法2:(I)同解法1.
(II),由(I)知
,
.又
于是
,
即,故
.
解法3:(I)方程,由韦达定理得
,
,于是
.
故所求实数的取值范围是
.
(II)依题意可设,则由
,得
,故
.
(湖南理 19)
如图4,某地为了开发旅游资源,欲修建一条连接风景点和居民区
的公路,点
所在的山坡面与山脚所在水平面
所成的二面角为
(
),且
,点
到平面
的距离
(km).沿山脚原有一段笔直的公路
可供利用.从点
到山脚修路的造价为
万元/km,原有公路改建费用为
万元/km.当山坡上公路长度为
km(
)时,其造价为
万元.已知
,
,
,
.
(I)在上求一点
,使沿折线
修建公路的总造价最小;
(II) 对于(I)中得到的点,在
上求一点
,使沿折线
修建公路的总造价最小.
(III)在上是否存在两个不同的点
,
,使沿折线
修建公路的总造价小于(II)中得到的最小总造价,证明你的结论.
解:(I)如图,,
,
,
由三垂线定理逆定理知,,所以
是
山坡与
所成二面角的平面角,则
,
.
设,
.则
.
记总造价为万元,
据题设有
当,即
时,总造价
最小.
(II)设,
,总造价为
万元,根据题设有
.
则,由
,得
.
当时,
,
在
内是减函数;
当时,
,
在
内是增函数.
故当,即
(km)时总造价
最小,且最小总造价为
万元.
(III)解法一:不存在这样的点,
.
事实上,在上任取不同的两点
,
.为使总造价最小,
显然不能位于
与
之间.故可设
位于
与
之间,且
=
,
,
,总造价为
万元,则
.类似于(I)、(II)讨论知,
,
,当且仅当
,
同时成立时,上述两个不等式等号同时成立,此时
,
,
取得最小值
,点
分别与点
重合,所以不存在这样的点
,使沿折线
修建公路的总造价小于(II)中得到的最小总造价.
解法二:同解法一得
.
当且仅当且
,即
同时成立时,
取得最小值
,以上同解法一.
(湖南文 21)
已知函数在区间
,
内各有一个极值点.
(I)求的最大值;
(II)当时,设函数
在点
处的切线为
,若
在点
处穿过函数
的图象(即动点在点
附近沿曲线
运动,经过点
时,从
的一侧进入另一侧),求函数
的表达式.
解:(I)因为函数在区间
,
内分别有一个极值点,所以
在
,
内分别有一个实根,
设两实根为(
),则
,且
.于是
,
,且当
,即
,
时等号成立.故
的最大值是16.
(II)解法一:由知
在点
处的切线
的方程是
,即
,
因为切线在点
处空过
的图象,
所以在
两边附近的函数值异号,则
不是
的极值点.
而,且
.
若,则
和
都是
的极值点.
所以,即
,又由
,得
,故
.
解法二:同解法一得
.
因为切线在点
处穿过
的图象,所以
在
两边附近的函数值异号,于是存在
(
).
当时,
,当
时,
;
或当时,
,当
时,
.
设,则
当时,
,当
时,
;
或当时,
,当
时,
.
由知
是
的一个极值点,则
,
所以,又由
,得
,故
.
(辽宁理 22)
已知函数,
.
(I)证明:当时,
在
上是增函数;
(II)对于给定的闭区间,试说明存在实数
,当
时,
在闭区间
上是减函数;
(III)证明:.
(辽宁文 22)
已知函数,
,且对任意的实数
均有
,
.
(I)求函数的解析式;
(II)若对任意的,恒有
,求
的取值范围.
(全国一 理20)
设函数.
(Ⅰ)证明:的导数
;
(Ⅱ)若对所有都有
,求
的取值范围.
解:(Ⅰ)的导数
.
由于,故
.
(当且仅当时,等号成立).
(Ⅱ)令,则
,
(ⅰ)若,当
时,
,
故在
上为增函数,
所以,时,
,即
.
(ⅱ)若,方程
的正根为
,
此时,若,则
,故
在该区间为减函数.
所以,时,
,即
,与题设
相矛盾.
综上,满足条件的的取值范围是
.
(全国一文 20)
设函数在
及
时取得极值.
(Ⅰ)求a、b的值;
(Ⅱ)若对于任意的,都有
成立,求c的取值范围.
解:(Ⅰ),
因为函数在
及
取得极值,则有
,
.
即
解得,
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,,
.
当时,
;
当时,
;
当时,
.
所以,当时,
取得极大值
,又
,
.
则当时,
的最大值为
.
因为对于任意的,有
恒成立,
所以 ,
解得 或
,
因此的取值范围为
.
(全国二理 22)
已知函数.
(1)求曲线在点
处的切线方程;
(2)设,如果过点
可作曲线
的三条切线,证明:
.
解:(1)求函数的导数;
.
曲线在点
处的切线方程为:
,
即 .
(2)如果有一条切线过点,则存在
,使
.
于是,若过点可作曲线
的三条切线,则方程
有三个相异的实数根.
记 ,
则
.
当变化时,
变化情况如下表:
| | 0 | | | |
| | 0 | | 0 | |
![]() | | 极大值 | | 极小值 | |
由的单调性,当极大值
或极小值
时,方程
最多有一个实数根;
当时,解方程
得
,即方程
只有两个相异的实数根;
当时,解方程
得
,即方程
只有两个相异的实数根.
综上,如果过可作曲线
三条切线,即
有三个相异的实数根,则
即 .
(全国二文 22)
已知函数
在处取得极大值,在
处取得极小值,且
.
(1)证明;
(2)若z=a+2b,求z的取值范围。
解:求函数的导数
.
(Ⅰ)由函数在
处取得极大值,在
处取得极小值,知
是
的两个根.
所以
当时,
为增函数,
,由
,
得
.
(Ⅱ)在题设下,等价于
即
.
化简得.
此不等式组表示的区域为平面上三条直线:
.
所围成的的内部,其三个顶点分别为:
.
在这三点的值依次为
.
所以的取值范围为
.
(山东理 22)
设函数,其中
.
(Ⅰ)当时,判断函数
在定义域上的单调性;
(Ⅱ)求函数的极值点;
(Ⅲ)证明对任意的正整数,不等式
都成立.
解:(Ⅰ)由题意知,的定义域为
,
设,其图象的对称轴为
,
.
当时,
,
即在
上恒成立,
当
时,
,
当
时,函数
在定义域
上单调递增.
(Ⅱ)①由(Ⅰ)得,当时,函数
无极值点.
②时,
有两个相同的解
,
时,
,
时,
,
时,函数
在
上无极值点.
③当时,
有两个不同解,
,
,
时,
,
,
即,
.
时,
,
随
的变化情况如下表:
| | | |
| | | |
| | 极小值 | |
由此表可知:时,
有惟一极小值点
,
当时,
,
,
此时,,
随
的变化情况如下表:
| | | | | |
| | | | | |
| | 极大值 | | 极小值 | |
由此表可知:时,
有一个极大值
和一个极小值点
;
综上所述:
时,
有惟一最小值点
;
时,
有一个极大值点
和一个极小值点
;
时,
无极值点.
(Ⅲ)当时,函数
,
令函数,
则.
当
时,
,所以函数
在
上单调递增,
又.
时,恒有
,即
恒成立.
故当时,有
.
对任意正整数取
,则有
.
所以结论成立.
(山东文 21)
设函数,其中
.
证明:当时,函数
没有极值点;当
时,函数
有且只有一个极值点,并求出极值.
证明:因为,所以
的定义域为
.
.
当时,如果
在
上单调递增;
如果在
上单调递减.
所以当,函数
没有极值点.
当时,
令,
将(舍去),
,
当时,
随
的变化情况如下表:
| | | |
| | 0 | |
| | 极小值 | |
从上表可看出,
函数有且只有一个极小值点,极小值为
.
当时,
随
的变化情况如下表:
| | | |
| | 0 | |
| | 极大值 | |
从上表可看出,
函数有且只有一个极大值点,极大值为
.
综上所述,
当时,函数
没有极值点;
当时,
若时,函数
有且只有一个极小值点,极小值为
.
若时,函数
有且只有一个极大值点,极大值为
.
(陕西理 20)
设函数f(x)=其中a为实数.
(Ⅰ)若f(x)的定义域为R,求a的取值范围;
(Ⅱ)当f(x)的定义域为R时,求f(x)的单减区间.
解:(Ⅰ)的定义域为
,
恒成立,
,
,即当
时
的定义域为
.
(Ⅱ),令
,得
.
由,得
或
,又
,
时,由
得
;
当时,
;当
时,由
得
,
即当时,
的单调减区间为
;
当时,
的单调减区间为
.
(陕西文21)
已知在区间[0,1]上是增函数,在区间
上是减函数,又
(Ⅰ)求的解析式;
(Ⅱ)若在区间(m>0)上恒有
≤x成立,求m的取值范围.
解:(Ⅰ),由已知
,
即解得
,
,
,
.
(Ⅱ)令,即
,
,
或
.
又在区间
上恒成立,
.
(上海理科19)
已知函数,常数
.
(1)讨论函数的奇偶性,并说明理由;
(2)若函数在
上为增函数,求
的取值范围.
解:(1)当时,
,
对任意,
,
为偶函数.
当时,
,
取,得
,
,
函数
既不是奇函数,也不是偶函数.
(2)解法一:设,
,
要使函数在
上为增函数,必须
恒成立.
,即
恒成立.
又,
.
的取值范围是
.
解法二:当时,
,显然在
为增函数.
当时,反比例函数
在
为增函数,
在
为增函数.
当时,同解法一.
(上海文科19)
已知函数,常数
.
(1)当时,解不等式
;
(2)讨论函数的奇偶性,并说明理由.
解: (1),
,
.
原不等式的解为
.
(2)当时,
,
对任意,
,
为偶函数.
当时,
,
取,得
,
,
函数
既不是奇函数,也不是偶函数.
(四川理 22)
设函数.
(Ⅰ)当x=6时,求的展开式中二项式系数最大的项;
(Ⅱ)对任意的实数x,证明>
(Ⅲ)是否存在,使得an<
<
恒成立?若存在,试证明你的结论并求出a的值;若不存在,请说明理由.
本题考察函数、不等式、导数、二项式定理、组合数计算公式等内容和数学思想方法。考查综合推理论证与分析解决问题的能力及创新意识。
(Ⅰ)解:展开式中二项式系数最大的项是第4项,这项是
(Ⅱ)证法一:因
证法二:因
而
故只需对和
进行比较。
令,有
由,得
因为当时,
,
单调递减;当
时,
,
单调递增,所以在
处
有极小值
故当时,
,
从而有,亦即
故有恒成立。
所以,原不等式成立。
(Ⅲ)对,且
有
又因,故
∵,从而有
成立,
即存在,使得
恒成立。
(四川文20)
设函数为奇函数,其图象在点
处的切线与直线
垂直,导函数
的最小值为
.
(Ⅰ)求,
,
的值;
(Ⅱ)求函数的单调递增区间,并求函数
在
上的最大值和最小值.
解析:本题考查函数的奇偶性、单调性、二次函数的最值、导数的应用等基础知识,以及推理能力和运算能力.
(Ⅰ)∵为奇函数,
∴
即
∴
∵的最小值为
∴
又直线的斜率为
因此,
∴,
,
.
(Ⅱ).
,列表如下:
| | | | | |
| | | | | |
| | 极大 | | 极小 | |
所以函数的单调增区间是
和
∵,
,
∴在
上的最大值是
,最小值是
.
(天津理 20)
已知函数,其中
.
(Ⅰ)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)当时,求函数
的单调区间与极值.
本小题考查导数的几何意义,两个函数的和、差、积、商的导数,利用导数研究函数的单调性和极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法.满分12分.
(Ⅰ)解:当时,
,
,
又,
.
所以,曲线在点
处的切线方程为
,
即.
(Ⅱ)解:.
由于,以下分两种情况讨论.
(1)当时,令
,得到
,
.当
变化时,
的变化情况如下表:
| | | | | |
| | 0 | | 0 | |
| | 极小值 | | 极大值 | |
所以在区间
,
内为减函数,在区间
内为增函数.
函数在
处取得极小值
,且
,
函数在
处取得极大值
,且
.
(2)当时,令
,得到
,当
变化时,
的变化情况如下表:
| | | | | |
| | 0 | | 0 | |
| | 极大值 | | 极小值 | |
所以在区间
,
内为增函数,在区间
内为减函数.
函数在
处取得极大值
,且
.
函数在
处取得极小值
,且
.
(天津文 21)
设函数(
),其中
.
(Ⅰ)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)当时,求函数
的极大值和极小值;
(Ⅲ)当时,证明存在
,使得不等式
对任意的
恒成立.
本小题主要考查运用导数研究函数的性质、曲线的切线方程,函数的极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力及分类讨论的思想方法.满分14分.
(Ⅰ)解:当时,
,得
,且
,
.
所以,曲线在点
处的切线方程是
,整理得
.
(Ⅱ)解:
.
令,解得
或
.
由于,以下分两种情况讨论.
(1)若,当
变化时,
的正负如下表:
| | | | | |
| | | | | |
因此,函数在
处取得极小值
,且
;
函数在
处取得极大值
,且
.
(2)若,当
变化时,
的正负如下表:
| | | | | |
| | | | | |
因此,函数在
处取得极小值
,且
;
函数在
处取得极大值
,且
.
(Ⅲ)证明:由,得
,当
时,
,
.
由(Ⅱ)知,在
上是减函数,要使
,
只要
即
①
设,则函数
在
上的最大值为
.
要使①式恒成立,必须,即
或
.
所以,在区间上存在
,使得
对任意的
恒成立.
(浙江理 22)
设,对任意实数
,记
.
(I)求函数的单调区间;
(II)求证:(ⅰ)当时,
对任意正实数
成立;
(ⅱ)有且仅有一个正实数,使得
对任意正实数
成立.
本题主要考查函数的基本性质,导数的应用及不等式的证明等基础知识,以及综合运用所学知识分析和解决问题的能力.满分15分.
(I)解:.
由,得
.
因为当时,
,
当时,
,
当时,
,
故所求函数的单调递增区间是,
,
单调递减区间是.
(II)证明:(i)方法一:
令,则
,
当时,由
,得
,
当时,
,
所以在
内的最小值是
.
故当时,
对任意正实数
成立.
方法二:
对任意固定的,令
,则
,
由,得
.
当时,
.
当时,
,
所以当时,
取得最大值
.
因此当时,
对任意正实数
成立.
(ii)方法一:
.
由(i)得,对任意正实数
成立.
即存在正实数,使得
对任意正实数
成立.
下面证明的唯一性:
当,
,
时,
,
,
由(i)得,,
再取,得
,
所以,
即时,不满足
对任意
都成立.
故有且仅有一个正实数,
使得对任意正实数
成立.
方法二:对任意,
,
因为关于
的最大值是
,所以要使
对任意正实数成立的充分必要条件是:
,
即, ①
又因为,不等式①成立的充分必要条件是
,
所以有且仅有一个正实数,
使得对任意正实数
成立.
(重庆理 20)
已知函数(x>0)在x = 1处取得极值--3--c,其中a,b,c为常数。
(1)试确定a,b的值;
(2)讨论函数f(x)的单调区间;
(3)若对任意x>0,不等式恒成立,求c的取值范围。
解:(I)由题意知,因此
,从而
.
又对求导得
.
由题意,因此
,解得
.
(II)由(I)知(
),令
,解得
.
当时,
,此时
为减函数;
当时,
,此时
为增函数.
因此的单调递减区间为
,而
的单调递增区间为
.
(III)由(II)知,在
处取得极小值
,此极小值也是最小值,要使
(
)恒成立,只需
.
即,从而
,
解得或
.
所以的取值范围为
.
(重庆文20)
用长为18 cm的钢条围成一个长方体形状的框架,要求长方体的长与宽之比为2:1,问该长方体的长、宽、高各为多少时,其体积最大?最大体积是多少?
(20)(本小题12分)
解:设长方体的宽为x(m),则长为2x(m),高为
.
故长方体的体积为
从而
令V′(x)=0,解得x=0(舍去)或x=1,因此x=1.
当0<x<1时,V′(x)>0;当1<x<时,V′(x)<0,
故在x=1处V(x)取得极大值,并且这个极大值就是V(x)的最大值。
从而最大体积V=V′(x)=9×12-6×13(m3),此时长方体的长为2 m,高为1.5 m.
答:当长方体的长为2 m时,宽为1 m,高为1.5 m时,体积最大,最大体积为3 m3。