- 对数函数模型的应用
- 共1344题
已知某企业的原有产品每年投入x万元,可获得的年利润表示为函数:P(x)=-(x-30)2+20(万元).现准备开发一个回报率高,科技含量高的新产品从“十一五”计划(此计划历时5年)的第一年开始,用两年的时间完成.这两年,每年从100万元的生产准备金中拿出80万元投入新产品的开发,从第三年开始这100万元就可全部用于新旧两种产品的生产投入.经预测,新产品每年投入x万元,可获得的年利润表示为函数:Q(x)=-
(100-x)2+48(100-x)(万元).
(1)为了解决资金缺口,第一年初向银行贷款1000万元,年利率为5.5%(不计复利),第五年底一次性向银行偿还本息共计多少万元?
(2)从新产品投入生产的第三年开始,从100万元的生产准备金中,新旧两种产品各应投入多少万元,才能使后三年的年利润最大?
(3)从新旧产品的五年最高总利润中拿出70%来,能否还清对银行的欠款?
正确答案
(1)1000+1000×5.5%×5=1275(万元)--(5分)
(2)设从第三年起每年旧产品投入x万元,新产品投入100-x万元,--(7分)
则每年的年利润y=P(x)+Q(100-x)=[-(x-30)2+20]+[-
(100-100+x)2+48(100-100+x)]
=-(x-27)2+659.--(10分)
所以投入旧产品27万元,投入新产品73万元时,每年可获最大利润659万元.--(12分)
(3)因为P(x)在(0,30)上为增函数,
所以前两年利润为y1=2P(20)=20(万元)
后三年利润y2=3[P(27)+Q(73)]=3×659=1977(万元)--(15分)
由(20+1977)×70%=1397.9>1275,故能还清对银行的欠款.--(17分)
经研究发现,学生的接受能力依赖于老师引入概念和描述总量所用的时间,开始讲题时,学生的兴趣保持较理想的状态,随后学生的注意力开始分散.分析结果和实验表明,用f(x)表示学生掌握和接受概念的能力,x表示提出和讲授概念的时间(单位:分),有以下的公式:
f(x)=
(1)开讲后5分钟与开讲后20分钟比较,学生的接受能力何时强呢?
(2)开讲后多少分钟,学生的接受能力最强?能维持多长的时间?
(3)若讲解这道数学题需要55的接受能力以及13分钟的时间,老师能否及时在学生一直达到所需接受能力的状态下讲完这道题?
正确答案
(1)f(5)=53.5,f(20)=47⇒f(5)>f(20)⇒.
开讲后5分钟学生的接受能力比开讲后20分钟强.
(2)当0<x≤10时,f(x)=-0.1(x-13)2+59.9⇒f(x)是增函数⇒最大值是
f(10)=59;当16<x<30时,f(x)是递减的函数,
⇒f(x)<f(16)=59,故开讲后10钟学生达到最强的接受能力,并维持6分钟.
(3)当0<x<10时,令f(x)>55,则6<x<10;
当16<x<30时,令f(x)>55,则16<x<17.3
因此,学生达到或超过55的接受能力的时间11.3分钟,
小于13分钟,故这位老师不能在学生所需状态下讲完这道题.
已知函数,
(1)若曲线与
在公共点
处有相同的切线,求实数
、
的值;
(2)当时,若曲线
与
在公共点
处有相同的切线,求证:点
唯一;
(3)若,
,且曲线
与
总存在公切线,求正实数
的最小值
正确答案
(1);(2)详见解析;(3)正实数
的最小值为1
试题分析:(1)求实数、
的值,因为曲线
与
在公共点
处有相同的切线,由导数的几何意义可得,
,解出即可;(2)当
时,若曲线
与
在公共点
处有相同的切线,求证:点
唯一,可设
,由题设得
,
,转化为关于
的方程
只有一解,进而构造函数,转化为函数只有一个零点,可利用导数即可证明;(3)设曲线
在点
处的切线方程为
,则只需使该切线
相切即可,也即方程组
只有一解即可,所以消
后
,问题转化关于
的方程总有解,分情况借助导数进行讨论即可求得
值最小值
试题解析:(1),
∵曲线
与
在公共点
处有相同的切线∴
, 解得,
3分
(2)设,则由题设有
①又在点
有共同的切线
∴代入①得
5分
设,则
,
∴在
上单调递增,所以
=0最多只有
个实根,
从而,结合(1)可知,满足题设的点只能是
7分
(3)当,
时,
,
,
曲线在点
处的切线方程为
,即
由,得
∵ 曲线与
总存在公切线,∴ 关于
的方程
,
即
总有解 9分
若,则
,而
,显然
不成立,所以
10分
从而,方程可化为
令,则
∴ 当时,
;当
时,
,即
在
上单调递减,在
上单调递增 ∴
在
的最小值为
,
所以,要使方程有解,只须
,即
14分
(满分12分)某专卖店销售一新款服装,日销售量(单位为件)f (n) 与时间n(1≤n≤30、nÎ N*)的函数关系如下图所示,其中函数f (n) 图象中的点位于斜率为 5 和-3 的两条直线上,两直线交点的横坐标为m,且第m天日销售量最大.
(Ⅰ)求f (n) 的表达式,及前m天的销售总数;
(Ⅱ)按以往经验,当该专卖店销售某款服装的总数超过 400 件时,市面上会流行该款服装,而日销售量连续下降并低于 30 件时,该款服装将不再流行.试预测本款服装在市面上流行的天数是否会超过 10 天?请说明理由.
正确答案
(Ⅰ) f (n) = ,(nÎN*)
前 12 天的销售总量为 354 件
(Ⅱ) 见解析
(I) 根据题意,设f (n) = (nÎN*), 1分
而 f (1) = 2,∴ 5 + a =" 2" Þa = -3. 2分
又 5m + a = -3m + b,∴b = 8m + a = 8m-3, 3分
∴ f (n) = (nÎN*). 4分
由 f (m) = 57得m = 12. 5分
∴ f (n) = ,(nÎN*) 6分
前 12 天的销售总量为 5 (1 + 2 + 3 + … + 12)-3×12 =" 354" 件. 7分
(II) 第 13 天的销售量为f (13) = -3×13 + 93 =" 54" 件, 8分
而 354 + 54 > 400 件,
∴ 从第 14 天开始销售总量超过 400 件,即开始流行. 9分
设第x 天的日销售量开始低于 30 件 (12 < x≤ 30),
即f (x) = -3x + 93 < 30 , 10分
解得x > 21. 11分
∴ 从第 22 天开始日销售量低于 30 件.
∵ 21-13 = 8,
∴ 该服装流行的时间不超过10天. 12分
(满分12分)设f (x) 是定义在 [-1,1] 上的偶函数,f (x) 与g(x) 的图象关于x =" 1" 对称,且当x Î [2,3] 时,g(x) = a (x-2)-2 (x-2) 3(a 为常数).
(Ⅰ)求f (x) 的解析式;
(Ⅱ)若f (x) 在 [0,1] 上是增函数,求实数a 的取值范围;
(Ⅲ)若a Î (-6,6),问能否使f (x) 的最大值为 4?请说明理由.
正确答案
(Ⅰ) f (x) =
(Ⅱ) a≥6,即aÎ [6,+¥)
(Ⅲ)当aÎ (-6,6) 时,f (x) 的最大值不可能为 4
(I) ∵ f (x) 与g(x) 的图象关于直线x =" 1" 对称,
∴ f (x) = g(2-x) . 1分
∴ 当xÎ [-1,0] 时,2-xÎ [2,3],
∴ f (x) = g(2-x) = -ax + 2x 3 . 2分
又∵ f (x) 为偶函数,
∴ xÎ [0,1] 时,-xÎ [-1,0],
∴ f (x) = f (-x) = ax-2x 3. 3分
∴ f (x) = . 4分
(II) ∵ f (x) 为 [0,1] 上的增函数,
∴ f’(x) = a-6x 2≥0 Þa≥6x 2 在区间 [0,1] 上恒成立. 6分
∵ xÎ [0,1] 时,6x 2≤6 , 7分
∴ a≥6,即aÎ [6,+¥) . 8分
(III) 由f (x) 为偶函数,故只需考虑xÎ [0,1],
由f’(x) =" 0" 得x = , 9分
由f () =" 4" Þa =" 6" , 10分
此时x = 1, 11分
当aÎ (-6,6) 时,f (x) 的最大值不可能为 4 . 12分
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