Question

有一五邊形ABCDE的地塊（如圖所示），其中CD，DE為圍墻．其余各邊界是不能動的一些體育設(shè)施．現(xiàn)準(zhǔn)備在此五邊形內(nèi)建一棟科技樓，使樓的底面為一矩形，且靠圍墻的方向須留有5米寬的空地．
（Ⅰ）請設(shè)計科技樓的長和寬，使科技樓的底面面積最大？
（Ⅱ）若這一塊地皮價值為400萬，現(xiàn)用來建每層為256平方米的樓房，樓房的總建筑面積（即各層的面積之和）的每平方米平均建筑費用與建筑高度有關(guān)，樓房每升高一層，整棟樓房每平方米的建筑費用增加25元．已知建筑5層樓房時，每平方米的建筑費用為500元．為了使該樓每平方米的平均綜合費用最低（綜合費用是建筑費用與購地費用之和），問應(yīng)把樓建成幾層？

Answer 1

分析：（I）由圖建立如圖所示的坐標(biāo)系，可知AB所在的直線方程，從而求出點G的坐標(biāo)，最后根據(jù)矩形的面積公式求出面積，根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求出最值即可；
（II）設(shè)應(yīng)把樓房建成x層，則樓房的總面積為256x平方米，每平方米的購地費為4000000÷（256x）元，每平方米的建筑費用為500+500（x-5）•5%元．從而求出建房每平方米的綜合費用，利用基本不等式求出最小值即可．

解答：解：（Ⅰ）由圖建立如圖所示的坐標(biāo)系，可知AB所在的直線方程為

x

20

+

y

20

=1，即 x+y=20，設(shè)G（x，y），由y=20-x可知G（x，20-x）．
S=（34-（20-x））（23-5-x）=-x²+4x+18•14=-（x-2）²+256．
由此可知，當(dāng)x=2時，S有最大值256平方米．答：長寬均為16時面積最大．
（Ⅱ）設(shè)應(yīng)把樓房建成x層，則樓房的總面積為256x平方米，每平方米的購地費為4000000÷（256x）元，每平方米的建筑費用為500+500（x-5）•5%元．
于是建房每平方米的綜合費用為
y=500+500（x-5）•5%+

4000000

256x

=375+25x+

4000000

256x

≥375+2•

5•2000

16

=375+1250=1625（元）．
當(dāng)25x=

4000000

256x

，即x²=

4000000

256•25

，x=

2000

16•5

=25時，y有最小值1625．
故為了使該樓每平方米的平均綜合費用最低，學(xué)校應(yīng)把樓房建成25層．

點評：本題主要考查函數(shù)模型的建立和應(yīng)用，主要涉及了用解析法解決平面問題，矩形面積公式，二次函數(shù)法求最值，以及數(shù)形結(jié)合的思想．