- 对数函数模型的应用
- 共1344题
要在墙上开一个上部为半圆,下部为矩形的窗户(如图所示),在窗框总长度为l的条件下,
(1)请写出窗户的面积S与圆的直径x的函数关系;
(2)要使窗户透光面积最大,窗户应具有怎样的尺寸?并写出最大值.
正确答案
(1)设半圆的直径为x,矩形的高度为y,
窗户透光面积为S,
则窗框总长l=+x+2y
∴y=
S=x2 +xy=
x2+
•x
∴S=-x2+
x (0<x<
)
(2)S=-(x-
)2+
当x=时,Smax=
此时,y==
…7分
答:窗户中的矩形高为,且半径等于矩形的高时,窗户的透光面积最大.
某建筑公司用8000万元购得一块空地,计划在该地块上建造一栋至少12层、每层4000平方米的楼房.经初步估计得知,如果将楼房建为x(x≥12)层,则每平方米的平均建筑费用为Q(x)=3000+50x(单位:元).为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少层?每平方米的平均综合费最小值是多少?
(注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地费用=)
正确答案
设楼房每平方米的平均综合费为f(x)元,依题意得f(x)=Q(x)+=50x+
+3000(x≥12,x∈N)
【方法一】因为f(x)=50x++3000≥2
+3000=5000;
当且仅当50x=即x=20上式取”=”;
因此,当x=20时,f(x)取得最小值5000(元).
所以,为了使楼房每平方米的平均综合费最少,该楼房应建为20层,每平方米的平均综合费最小值为5000元
【方法二】因为f(x)=50x++3000,f′(x)=50-
;
令f′(x)=0(其中x>0),得x=20;当0<x<20时,f′(x)<0,f(x)是减函数;当x>20时,f′(x)>0,f(x)是增函数;所以,当且仅当x=20时,f(x)有最小值,为f(20)=5000;即为了使楼房每平方米的平均综合费最少,该楼房应建为20层,每平方米的平均综合费最小值为5000元.
某城市自来水厂蓄水池现有水9千吨,水厂每小时向池中注水2千吨,同时向全市供水,x小时内供水总量为8千吨,问:
(1)多少小时后,蓄水池内水量最少?
(2)当蓄水池水量少于3千吨时,供水会出现紧张现象,现决定扩大生产,每小时向池内注水3千吨,能否消除供水紧张现象,为什么?
正确答案
设x小时后,蓄水池有水y千吨,…(1分)
(1)y=9+2x-8=2(
-2)2+1,当x=4时,y最小=1…(8分)
即4小时后,水量最少;…(9分)
(2)y=9+3x-8=3(
-
)2+
>3,…(12分)
即扩大生产后,蓄水池水量最少是千吨,可以消除供水紧张现象.…(14分)
某地区上年度电价为0.8元/kW•h,年用电量为akW•h,本年度计划将电价降到0.55元/kW•h至0.75元/kW•h之间,而用户期望电价为0.4元/kW•h经测算,下调电价后新增的用电量与实际电价和用户期望电价的差成反比(比例系数为K).该地区电力的成本为0.3元/kW•h.
(1)写出本年度电价下调后,电力部门的收益y与实际电价x的函数关系式;
(2)设k=0.2a,当电价最低定为多少时仍可保证电力部门的收益比上年至少增长20%?
(注:收益=实际用电量×(实际电价-成本价))
正确答案
(1):设下调后的电价为x元/kw•h,依题意知用电量增至+a,电力部门的收益为
y=(+a)(x-0.3)(0.55≤x≤0.75)(5分)
(2)依题意有
(9分)
整理得
解此不等式得0.60≤x≤0.75
答:当电价最低定为0.6x元/kw•h仍可保证电力部门的收益比上年至少增长20%.
(文)某企业自2009年1月1日正式投产,环保监测部门从该企业投产之日起对它向某湖区排放污水进行了四个月的跟踪监测,检测的数据如下表.并预测,如果不加以治理,该企业每月向湖区排放污水的量将成等比数列.
(1)如果不加以治理,求从2009年1月起,m个月后,该企业总计向某湖区排放了多少立方米的污水?
(2)为保护环境,当地政府和企业决定从7月份开始投资安装污水处理设备,预计7月份的污水排放量比6月份减少4万立方米,以后每月的污水排放量均比上月减少4万立方米,当企业停止排放污水后,再以每月16万立方米的速度处理湖区中的污水,请问什么时候可以使湖区中的污水不多于50万立方米?
正确答案
(1)由题意知企业每月向湖区排放的污水量成等比数列,
设第一个月污水排放量为a1,则a1=1,公比为2,
则第m个月的污水排放量为am=2m-1.
如果不治理,m个月后的污水总量为:Sm=1+2+22++2m-1==2m-1(万立方米).
(2)由(1)知a6=32,则a7=28
由题意知,从7月份开始,企业每月向湖区排放的污水量成等差数列,公差为-4,
记7月份企业向湖区排放的污水量为b1,则bn=28+(n-1)×(-4)=32-4n.
令bn=32-4n=0,得n=8,
所以,该企业2010年2月向湖区停止污水排放,
则该企业共排污水S6+=63+112=175(万立方米).
设x个月后污水不多于50万立方米,
则175-16x≤50,x≥.
因为7<<8,所以8个月后即2010年10月污水不多于50万立方米.
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