(通用版)2020高考數(shù)學一輪復習 2.9 函數(shù)模型及其應用講義 理
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1、第九節(jié)函數(shù)模型及其應用 1.幾類函數(shù)模型 函數(shù)模型 函數(shù)解析式 一次函數(shù)模型 f(x)=ax+b(a,b為常數(shù),a≠0) 反比例函數(shù)模型 f(x)=+b(k,b為常數(shù)且k≠0) 二次函數(shù)模型 f(x)=ax2+bx+c(a,b,c為常數(shù),a≠0) 指數(shù)函數(shù)模型 f(x)=bax+c(a,b,c為常數(shù),b≠0,a>0且a≠1) 對數(shù)函數(shù)模型 f(x)=blogax+c(a,b,c為常數(shù),b≠0,a>0且a≠1) 冪函數(shù)模型 f(x)=axn+b(a,b為常數(shù),a≠0) “對勾”函數(shù)模型 f(x)=x+(a>0)? 2.三種函數(shù)模型的性質 函數(shù)性質
2、y=ax(a>1) y=logax(a>1) y=xn(n>0) 在(0,+∞)上的增減性 單調遞增 單調遞增 單調遞增 增長速度? 越來越快 越來越慢 相對平穩(wěn) 圖象的變化 隨x的增大,逐漸表現(xiàn)為與y軸平行 隨x的增大,逐漸表現(xiàn)為與x軸平行 隨n值變化而各有不同 值的比較 存在一個x0,當x>x0時,有l(wèi)ogax<xn<ax ?對勾函數(shù)y=x+(a>0)在(-∞,-]和[,+∞)上單調遞增,在[-,0)和(0,]上單調遞減. 當x>0時,x=時取最小值2;當 x<0時,x=-時取最大值-2. (1)當描述增長速度變化很快時,選用指數(shù)函數(shù)模型. (2
3、)當要求不斷增長,但又不會增長過快,也不會增長到很大時,選用對數(shù)函數(shù)模型. (3)冪函數(shù)模型y=xn(n>0)可以描述增長幅度不同的變化,當n值較小(n≤1)時,增長較慢;當n值較大(n>1)時,增長較快. [小題查驗基礎] 一、判斷題(對的打“√”,錯的打“×”) (1)某種商品進價為每件100元,按進價增加10%出售,后因庫存積壓降價,若按九折出售,則每件還能獲利.( ) (2)函數(shù)y=2x的函數(shù)值比y=x2的函數(shù)值大.( ) (3)不存在x0,使ax0<x<logax0.( ) (4)在(0,+∞)上,隨著x的增大,y=ax(a>1)的增長速度會超過并遠遠大于y=xa
4、(a>0)的增長速度.( ) (5)“指數(shù)爆炸”是指數(shù)型函數(shù)y=a·bx+c(a≠0,b>0,b≠1)增長速度越來越快的形象比喻.( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× 二、選填題 1.下表是函數(shù)值y隨自變量x變化的一組數(shù)據(jù),它最可能的函數(shù)模型是( ) x 4 5 6 7 8 9 10 y 15 17 19 21 23 25 27 A.一次函數(shù)模型 B.冪函數(shù)模型 C.指數(shù)函數(shù)模型 D.對數(shù)函數(shù)模型 解析:選A 根據(jù)已知數(shù)據(jù)可知,自變量每增加1,函數(shù)值增加2,因此函數(shù)值的增量是均勻的,故為一次函數(shù)模型. 2
5、.小明騎車上學,開始時勻速行駛,途中因交通堵塞停留了一段時間,后為了趕時間加快速度行駛.與以上事件吻合得最好的圖象是( ) 解析:選C 小明勻速行駛時,圖象為一條直線,且距離學校越來越近,故排除A.因交通堵塞停留了一段時間,與學校的距離不變,故排除D.后來為了趕時間加快速度行駛,故排除B.故選C. 3.某種細菌在培養(yǎng)過程中,每15分鐘分裂一次(由一個分裂成兩個),這種細菌由1個繁殖成4 096個需經(jīng)過________小時. 解析:設需經(jīng)過t小時,由題意知24t=4 096,即16t=4 096,解得t=3. 答案:3 4.某城市客運公司確定客票價格的方法是:如果行程不超過100
6、 km,票價是0.5元/km;如果超過100 km,超過100 km的部分按0.4元/km定價,則客運票價y(元)與行程千米數(shù)x(km)之間的函數(shù)關系式是____________. 解析:由題意可得y= 答案:y= 5.生產(chǎn)一定數(shù)量商品的全部費用稱為生產(chǎn)成本,某企業(yè)一個月生產(chǎn)某種商品x萬件時的生產(chǎn)成本為C(x)=x2+2x+20(萬元).一萬件售價是20萬元,為獲取最大利潤,該企業(yè)一個月應生產(chǎn)該商品數(shù)量為________萬件. 解析:設利潤為L(x),則利潤L(x)=20x-C(x)=-(x-18)2+142,當x=18時,L(x)有最大值. 答案:18 [典例精析] 加
7、工爆米花時,爆開且不糊的粒數(shù)占加工總粒數(shù)的百分比稱為“可食用率”.在特定條件下,可食用率p與加工時間t(單位:分鐘)滿足函數(shù)關系p=at2+bt+c(a,b,c是常數(shù)),如圖記錄了三次實驗的數(shù)據(jù).根據(jù)上述函數(shù)模型和實驗數(shù)據(jù),可以得到最佳加工時間為________分鐘. [解析] 根據(jù)圖表,把(t,p)的三組數(shù)據(jù)(3,0.7),(4,0.8),(5,0.5)分別代入函數(shù)關系式, 聯(lián)立方程組得 消去c化簡得解得 所以p=-0.2t2+1.5t-2 =-+-2 =-2+, 所以當t==3.75時,p取得最大值,即最佳加工時間為3.75分鐘. [答案] 3.75 [解題技法] 求解
8、所給函數(shù)模型解決實際問題的關注點 (1)認清所給函數(shù)模型,弄清哪些量為待定系數(shù). (2)根據(jù)已知利用待定系數(shù)法,確定模型中的待定系數(shù). (3)利用該模型求解實際問題. [過關訓練] 1.某市家庭煤氣的使用量x(m3)和煤氣費f(x)(元)滿足關系f(x)=已知某家庭2018年前三個月的煤氣費如表: 月份 用氣量 煤氣費 一月份 4 m3 4元 二月份 25 m3 14元 三月份 35 m3 19元 若四月份該家庭使用了20 m3的煤氣,則其煤氣費為( ) A.11.5元 B.11元 C.10.5元 D.10元 解析:選A 根據(jù)題意可知
9、f(4)=C=4,f(25)=C+B(25-A)=14,f(35)=C+B(35-A)=19,解得A=5,B=,C=4,所以f(x)=所以f(20)=4+×(20-5)=11.5. 2.某商場從生產(chǎn)廠家以每件20元的價格購進一批商品,若該商品零售價定為p元,銷售量為Q件,則銷售量Q(單位:件)與零售價p(單位:元)有如下關系:Q=8 300-170p-p2,則最大毛利潤為(毛利潤=銷售收入-進貨支出)( ) A.30元 B.60元 C.28 000元 D.23 000元 解析:選D 設毛利潤為L(p)元, 則由題意知L(p)=pQ-20Q=Q(p-20) =(8
10、300-170p-p2)(p-20) =-p3-150p2+11 700p-166 000, 所以L′(p)=-3p2-300p+11 700. 令L′(p)=0, 解得p=30或p=-130(舍去). 當p∈(0,30)時,L′(p)>0,當p∈(30,+∞)時,L′(p)<0,故L(p)在p=30時取得極大值,即最大值,且最大值為L(30)=23 000. [分類例析] 類型(一) 構建一、二次函數(shù)模型 [例1] 某企業(yè)為打入國際市場,決定從A,B兩種產(chǎn)品中只選擇一種進行投資生產(chǎn),已知投資生產(chǎn)這兩種產(chǎn)品的有關數(shù)據(jù)如下表(單位:萬美元): 項目 類別 年固定成本
11、 每件產(chǎn)品成本 每件產(chǎn)品銷售價 每年最多可生產(chǎn)的件數(shù) A產(chǎn)品 20 m 10 200 B產(chǎn)品 40 8 18 120 其中年固定成本與年生產(chǎn)的件數(shù)無關,m為待定常數(shù),其值由生產(chǎn)A產(chǎn)品的原料價格決定,預計m∈[6,8],另外,年銷售x件B產(chǎn)品時需上交0.05x2萬美元的特別關稅,假設生產(chǎn)出來的產(chǎn)品都能在當年銷售出去. (1)寫出該廠分別投資生產(chǎn)A,B兩種產(chǎn)品的年利潤y1,y2與生產(chǎn)相應產(chǎn)品的件數(shù)x1,x2之間的函數(shù)關系式,并指明定義域; (2)如何投資才可獲得最大年利潤?請你做出規(guī)劃. [解] (1)由題意得y1=10x1-(20+mx1)=(10-m)x1-2
12、0(0≤x1≤200且x1∈N), y2=18x2-(40+8x2)-0.05x=-0.05x+10x2-40 =-0.05(x2-100)2+460(0≤x2≤120且x2∈N). (2)∵6≤m≤8,∴10-m>0, ∴y1=(10-m)x1-20為增函數(shù). 又0≤x1≤200,x1∈N, ∴當x1=200時,生產(chǎn)A產(chǎn)品的最大利潤為(10-m)×200-20=1 980-200m(萬美元). ∵y2=-0.05(x2-100)2+460(0≤x2≤120,且x2∈N), ∴當x2=100時,生產(chǎn)B產(chǎn)品的最大利潤為460萬美元. (y1)max-(y2)max=(1 980
13、-200m)-460=1 520-200m. 易知當6≤m<7.6時,(y1)max>(y2)max. 即當6≤m<7.6時,投資生產(chǎn)A產(chǎn)品200件可獲得最大年利潤; 當m=7.6時,投資生產(chǎn)A產(chǎn)品200件或投資生產(chǎn)B產(chǎn)品100件,均可獲得最大年利潤; 當7.6<m≤8時,投資生產(chǎn)B產(chǎn)品100件可獲得最大年利潤. 解決一、二次函數(shù)模型問題的3個注意點 (1)二次函數(shù)的最值一般利用配方法與函數(shù)的單調性解決,但一定要密切注意函數(shù)的定義域,否則極易出錯; (2)確定一次函數(shù)模型時,一般是借助兩個點來確定,常用待定系數(shù)法; (3)解決函數(shù)應用問題時,最后要還原到實際問題.
14、 類型(二) 構建指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)模型 [例2] (1)某公司為激勵創(chuàng)新,計劃逐年加大研發(fā)資金投入.若該公司2016年全年投入研發(fā)資金130萬元,在此基礎上,每年投入的研發(fā)資金比上一年增長12%,則該公司全年投入的研發(fā)資金開始超過200萬元的年份是( ) (參考數(shù)據(jù):lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30) A.2018年 B.2019年 C.2020年 D.2021年 (2)某食品的保鮮時間y(單位:小時)與儲藏溫度x(單位:℃)滿足函數(shù)關系y=ekx+b(e=2.718…為自然對數(shù)的底數(shù),k,b為常數(shù)).若該食品在0 ℃的保
15、鮮時間是192小時,在22 ℃的保鮮時間是48小時,則該食品在33 ℃的保鮮時間是( ) A.16小時 B.20小時 C.24小時 D.28小時 [解析] (1)設第n(n∈N*)年該公司全年投入的研發(fā)資金開始超過200萬元. 根據(jù)題意得130(1+12%)n-1>200, 則lg[130(1+12%)n-1]>lg 200, ∴l(xiāng)g 130+(n-1)lg 1.12>lg 2+2, ∴2+lg 1.3+(n-1)lg 1.12>lg 2+2, ∴0.11+(n-1)×0.05>0.30,解得n>, 又∵n∈N*,∴n≥5,∴該公司全年投入的研發(fā)資金開始超過200萬元的
16、年份是2020年.故選C. (2)由已知得192=eb,① 48=e22k+b=e22k·eb,② 將①代入②得e22k=,則e11k=, 當x=33時,y=e33k+b=e33k·eb=3×192=24,所以該食品在33 ℃的保鮮時間是24小時.故選C. [答案] (1)C (2)C 指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)模型的應用技巧 (1)要先學會合理選擇模型,指數(shù)函數(shù)模型是增長速度越來越快(底數(shù)大于1)的一類函數(shù)模型,與增長率、銀行利率有關的問題都屬于指數(shù)函數(shù)模型. (2)在解決指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)模型問題時,一般先需要通過待定系數(shù)法確定函數(shù)解析式,再借助函數(shù)的圖象求解最值問題.
17、 類型(三) 構建y=ax+的函數(shù)模型 [例3] 某養(yǎng)殖場需定期購買飼料,已知該場每天需要飼料200千克,每千克飼料的價格為1.8元,飼料的保管費與其他費用平均每千克每天0.03元,購買飼料每次支付運費300元.求該場多少天購買一次飼料才能使平均每天支付的總費用最少. [解] 設該場x(x∈N*)天購買一次飼料可使平均每天支付的總費用最少,平均每天支付的總費用為y元. 因為飼料的保管費與其他費用每天比前一天少200×0.03=6(元),所以x天飼料的保管費與其他費用共是6(x-1)+6(x-2)+…+6=(3x2-3x)(元). 從而有y=(3x2-3x+300)+200×1.8=
18、+3x+357≥417,當且僅當=3x,即x=10時,y有最小值.故該場10天購買一次飼料才能使平均每天支付的總費用最少. 應用函數(shù)f(x)=ax+模型的關鍵點 (1)明確對勾函數(shù)是正比例函數(shù)f(x)=ax與反比例函數(shù)f(x)=疊加而成的. (2)解決實際問題時一般可以直接建立f(x)=ax+的模型,有時可以將所列函數(shù)關系式轉化為f(x)=ax+的形式. (3)利用模型f(x)=ax+求解最值時,要注意自變量的取值范圍,及取得最值時等號成立的條件. 類型(四) 構建分段函數(shù)模型 [例4] 某景區(qū)提供自行車出租,該景區(qū)有50輛自行車供游客租賃使用,管理這些自行車的費用是
19、每日115元.根據(jù)經(jīng)驗,若每輛自行車的日租金不超過6元,則自行車可以全部租出;若超出6元,則每超過1元,租不出的自行車就增加3輛.為了便于結算,每輛自行車的日租金x(元)只取整數(shù),并且要求租自行車一日的總收入必須高于這一日的管理費用,用y(元)表示出租自行車的日凈收入(即一日中出租自行車的總收入減去管理費用后得到的部分). (1)求函數(shù)y=f(x)的解析式; (2)試問當每輛自行車的日租金為多少元時,才能使一日的凈收入最多? [解] (1)當x≤6時,y=50x-115, 令50x-115>0,解得x>2.3, ∵x為整數(shù),∴3≤x≤6,x∈Z. 當x>6時,y=[50-3(x-6
20、)]x-115=-3x2+68x-115. 令-3x2+68x-115>0,有3x2-68x+115<0,結合x為整數(shù)得6<x≤20,x∈Z. ∴f(x)= (2)對于y=50x-115(3≤x≤6,x∈Z), 顯然當x=6時,ymax=185; 對于y=-3x2+68x-115 =-32+(6<x≤20,x∈Z), 當x=11時,ymax=270. ∵270>185,∴當每輛自行車的日租金定為11元時,才能使一日的凈收入最多. 解決分段函數(shù)模型問題的3個注意點 (1)實際問題中有些變量間的關系不能用同一個關系式給出,而是由幾個不同的關系式構成,如出租車票價與路程之間的
21、關系,應構建分段函數(shù)模型求解; (2)構造分段函數(shù)時,要力求準確、簡捷,做到分段合理、不重不漏; (3)分段函數(shù)的最值是各段的最大(最小)值的最大(最小)者. [共性歸納] 建立函數(shù)模型解應用題的4步驟 審題 弄清題意,分清條件和結論,理順數(shù)量關系,初步選擇模型 建模 將文字語言轉化為數(shù)學語言,利用數(shù)學知識,建立相應的數(shù)學模型 求模 求解數(shù)學模型,得出數(shù)學結論 還原 將利用數(shù)學知識和方法得出的結論,還原到實際問題中 [過關訓練] 1.某電信公司推出兩種手機收費方式:A種方式是月租20元,B種方式是月租0元.一個月的本地網(wǎng)內(nèi)打出電話時間t(分鐘)與打出
22、電話費s(元)的函數(shù)關系如圖,當通話150分鐘時,這兩種方式電話費相差( ) A.10元 B.20元 C.30元 D.元 解析:選A 設A種方式對應的函數(shù)解析式為s=k1t+20,B種方式對應的函數(shù)解析式為s=k2t, 當t=100時,100k1+20=100k2, 化簡得k2-k1=. 當t=150時,150k2-150k1-20=150×-20=10(元). 2.某新型企業(yè)為獲得更大利潤,須不斷加大投資,若預計年利潤低于10%時,則該企業(yè)就考慮轉型,下表顯示的是某企業(yè)幾年來利潤y(百萬元)與年投資成本x(百萬元)變化的一組數(shù)據(jù): 年份 2015 2016 201
23、7 2018 投資成本x 3 5 9 17 … 年利潤y 1 2 3 4 … 給出以下3個函數(shù)模型:①y=kx+b(k≠0);②y=abx(a≠0,b>0,且b≠1);③y=loga(x+b)(a>0,且a≠1). (1)選擇一個恰當?shù)暮瘮?shù)模型來描述x,y之間的關系; (2)試判斷該企業(yè)年利潤超過6百萬元時,該企業(yè)是否要考慮轉型. 解:(1)將(3,1),(5,2)代入y=kx+b(k≠0), 得解得∴y=x-. 當x=9時,y=4,不符合題意; 將(3,1),(5,2)代入y=abx(a≠0,b>0,且b≠1), 得解得 ∴y=·x=2. 當
24、x=9時,y=2=8,不符合題意; 將(3,1),(5,2)代入y=loga(x+b)(a>0,且a≠1), 得解得∴y=log2(x-1). 當x=9時,y=log28=3; 當x=17時,y=log216=4. 故可用③來描述x,y之間的關系. (2)令log2(x-1)≥6,則x≥65. ∵年利潤<10%,∴該企業(yè)要考慮轉型. 1.某品牌電視新品投放市場后第一個月銷售100臺,第二個月銷售200臺,第三個月銷售400臺,第四個月銷售790臺,則下列函數(shù)模型
25、中能較好地反映銷售y(單位:臺)與投放市場的月數(shù)x之間關系的是( ) A.y=100x B.y=50x2-50x+100 C.y=50×2x D.y=100log2x+100 解析:選C 根據(jù)函數(shù)模型的增長差異和題目中的數(shù)據(jù)可知,應為指數(shù)型函數(shù)模型,代入數(shù)據(jù)驗證即可,故選C. 2.某家具的標價為132元,若降價以九折出售(即優(yōu)惠10%),仍可獲利10%(相對于進價),則該家具的進價是( ) A.118元 B.105元 C.106元 D.108元 解析:選D 設進價為a元,由題意知132×(1-10%)-a=10%·a,解得a=108.故選D. 3.(20
26、18·北京石景山聯(lián)考)小明在如圖1所示的跑道上勻速跑步,他從點A出發(fā),沿箭頭方向經(jīng)過點B跑到點C,共用時30 s,他的教練選擇了一個固定的位置觀察小明跑步的過程,設小明跑步的時間為t(s),他與教練間的距離為y(m),表示y與t的函數(shù)關系的圖象大致如圖2所示,則這個固定位置可能是圖1中的( ) A.點M B.點N C.點P D.點Q 解析:選D 假設這個位置在點M,則從A至B這段時間,y不隨時間的變化改變,與函數(shù)圖象不符,故A選項錯誤;假設這個位置在點N,則從A至C這段時間,A點與C點對應y的大小應該相同,與函數(shù)圖象不符,故B選項錯誤;假設這個位置在點P,則由函數(shù)圖象可得,從A
27、到C的過程中,會有一個時刻,教練到小明的距離等于經(jīng)過30 s時教練到小明的距離,而點P不符合這個條件,故C選項錯誤;經(jīng)判斷點Q符合函數(shù)圖象,故D選項正確,選D. 4.(2019·洛陽模擬)某校為了規(guī)范教職工績效考核制度,現(xiàn)準備擬定一函數(shù)用于根據(jù)當月評價分數(shù)x(正常情況下0≤x≤100,且教職工平均月評價分數(shù)在50分左右,若有突出貢獻可以高于100分)計算當月績效工資y(元).要求績效工資不低于500元,不設上限,且讓大部分教職工績效工資在600元左右,另外績效工資越低或越高時,人數(shù)要越少.則下列函數(shù)最符合要求的是( ) A.y=(x-50)2+500 B.y=10+500 C.y=(
28、x-50)3+625 D.y=50[10+lg(2x+1)] 解析:選C 由題意知,擬定函數(shù)應滿足:①是單調遞增函數(shù),且增長速度先快后慢再快;②在x=50左右增長速度較慢,最小值為500.A中,函數(shù)y=(x-50)2+500先減后增,不符合要求;B中,函數(shù)y=10+500是指數(shù)型函數(shù),增長速度是越來越快,不符合要求;D中,函數(shù)y=50[10+lg(2x+1)]是對數(shù)型函數(shù),增長速度是越來越慢,不符合要求;而C中,函數(shù)y=(x-50)3+625是由函數(shù)y=x3經(jīng)過平移和伸縮變換得到的,符合要求.故選C. 5.(2019·邯鄲名校聯(lián)考)某企業(yè)準備投入適當?shù)膹V告費對甲產(chǎn)品進行促銷宣傳,在一年內(nèi)
29、預計銷售量y(萬件)與廣告費x(萬元)之間的函數(shù)關系為y=1+(x≥0).已知生產(chǎn)此產(chǎn)品的年固定投入為4萬元,每生產(chǎn)1萬件此產(chǎn)品仍需再投入30萬元,且能全部售完. 若每件甲產(chǎn)品售價(元)定為“平均每件甲產(chǎn)品所占生產(chǎn)成本的150%”與“年平均每件甲產(chǎn)品所占廣告費的50%”之和,則當廣告費為1萬元時,該企業(yè)甲產(chǎn)品的年利潤為( ) A.30.5萬元 B.31.5萬元 C.32.5萬元 D.33.5萬元 解析:選B 由題意,產(chǎn)品的生產(chǎn)成本為(30y+4)萬元,銷售單價為×150%+×50%,故年銷售收入為z=·y=45y+6+x.∴年利潤W=z-(30y+4)-x=15y+2-=17+-(
30、萬元).∴當廣告費為1萬元時,即x=1,該企業(yè)甲產(chǎn)品的年利潤為17+-=31.5(萬元).故選B. 6.擬定甲、乙兩地通話m分鐘的電話費(單位:元)由f(m)=1.06(0.5[m]+1)給出,其中m>0,[m]是不超過m的最大整數(shù)(如[3]=3,[3.7]=3,[3.1]=3),則甲、乙兩地通話6.5分鐘的電話費為________元. 解析:∵m=6.5,∴[m]=6,則f(m)=1.06×(0.5×6+1)=4.24. 答案:4.24 7.(2019·唐山模擬)某人計劃購買一輛A型轎車,售價為14.4萬元,購買后轎車每年的保險費、汽油費、車檢費、停車費等約需2.4萬元,同時汽車年折
31、舊率約為10%(即這輛車每年減少它的價值的10%),試問,大約使用________年后,用在該車上的費用(含折舊費)達到14.4萬元. 解析:設使用x年后花費在該車上的費用達到14.4萬元,依題意可得,14.4(1-0.9x)+2.4x=14.4. 化簡得x-6×0.9x=0. 令f(x)=x-6×0.9x, 易得f(x)為單調遞增函數(shù),又f(3)=-1.374<0,f(4)=0.063 4>0,所以函數(shù)f(x)在(3,4)上有一個零點. 故大約使用4年后,用在該車上的費用達到14.4萬元. 答案:4 8.某地區(qū)要建造一條防洪堤,其橫斷面為等腰梯形ABCD,腰與底邊夾角為60°(
32、如圖),考慮防洪堤堅固性及石塊用料等因素,設計其橫斷面面積為9平方米,且高度不低于米.記防洪堤橫斷面的腰長為x米,外周長(梯形的上底線段BC與兩腰長的和)為y米.要使防洪堤橫斷面的外周長不超過10.5米,則其腰長x的取值范圍為________. 解析:根據(jù)題意知,9=(AD+BC)h,其中AD=BC+2×=BC+x,h=x, 所以9=(2BC+x)x,得BC=-, 由得2≤x<6. 所以y=BC+2x=+(2≤x<6), 由y=+≤10.5,解得3≤x≤4. 因為[3,4] ?[2,6),所以腰長x的取值范圍為[3,4]. 答案:[3,4] 9.如圖,已知邊長為8米的正方形鋼板
33、有一個角被銹蝕,其中AE=4米,CD=6米.為了合理利用這塊鋼板,在五邊形ABCDE內(nèi)截取一個矩形BNPM,使點P在邊DE上. (1)設MP=x米,PN=y(tǒng)米,將y表示成x的函數(shù),并求該函數(shù)的解析式及定義域; (2)求矩形BNPM面積的最大值. 解:(1)如圖,作PQ⊥AF于Q,所以PQ=8-y,EQ=x-4, 在△EDF中,=, 所以=, 所以y=-x+10, 定義域為{x|4≤x≤8}. (2)設矩形BNPM的面積為S, 則S(x)=xy=x=-(x-10)2+50, 所以S(x)是關于x的二次函數(shù),且其圖象開口向下,對稱軸為直線x=10,所以當x∈[4,8]時,S(x
34、)單調遞增, 所以當x=8時,矩形BNPM的面積取得最大值,最大值為48平方米. 10.近年來,某企業(yè)平均每年繳納的電費約24萬元,為了節(jié)能減排,決定安裝一個可使用15年的太陽能供電設備接入本企業(yè)電網(wǎng),安裝這種供電設備的費用(單位:萬元)與太陽能電池板的面積(單位:平方米)成正比,比例系數(shù)約為0.5.為了保證正常用電,安裝后采用太陽能和電能互補供電的模式.假設在此模式下,安裝后該企業(yè)平均每年繳納的電費C(單位:萬元)與安裝的這種太陽能電池板的面積x(單位:平方米)之間的函數(shù)關系是C(x)=(x≥0,k為常數(shù)) .記y為該企業(yè)安裝這種太陽能供電設備的費用與該企業(yè)今后15年共將繳納的電費之和.
35、 (1)試解釋C(0)的實際意義,并建立y關于x的函數(shù)關系式; (2)當x為多少時,y取得最小值?最小值是多少萬元? 解:(1)C(0)的實際意義是安裝這種太陽能電池板的面積為0時該企業(yè)平均每年繳納的電費,即未安裝太陽能供電設備時,該企業(yè)平均每年繳納的電費.由C(0)==24,得k=2 400, 所以y=15×+0.5x=+0.5x(x≥0). (2)因為y=+0.5(x+5)-2.5≥2-2.5=57.5, 當且僅當=0.5(x+5),即x=55時取等號, 所以當x為55時,y取得最小值,最小值為57.5萬元. 11.[選做題]某快遞公司在某市的貨物轉運中心,擬引進智能機器人
36、分揀系統(tǒng),以提高分揀效率和降低物流成本,已知購買x臺機器人的總成本p(x)=萬元. (1)若使每臺機器人的平均成本最低,問應買多少臺? (2)現(xiàn)按(1)中的數(shù)量購買機器人,需要安排m人將郵件放在機器人上,機器人將郵件送達指定落袋格口完成分揀,經(jīng)實驗知,每臺機器人的日平均分揀量q(m)=(單位:件),已知傳統(tǒng)人工分揀每人每日的平均分揀量為1 200件,問引進機器人后,日平均分揀量達最大值時,用人數(shù)量比引進機器人前的用人數(shù)量最多可減少百分之幾? 解:(1)由總成本p(x)=萬元,可得每臺機器人的平均成本y===x++1≥2+1=2.當且僅當x=,即x=300時,上式等號成立.∴若使每臺機器人的平均成本最低,應買300臺. (2)引進機器人后,每臺機器人的日平均分揀量 q(m)=當1≤m≤30時,300臺機器人的日平均分揀量為160m(60-m)=-160m2+9 600m,∴當m=30時,日平均分揀量有最大值144 000件.當m>30時,日平均分揀量為480×300=144 000(件).∴300臺機器人的日平均分揀量的最大值為144 000件.若傳統(tǒng)人工分揀144 000件,則需要人數(shù)為=120(人).∴日平均分揀量達最大值時,用人數(shù)量比引進機器人前的用人數(shù)量最多可減少×100%=75%. 15
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