- 基本初等函数(1)
- 共14786题
汽车和自行车分别从A地和C地同时开出,如图,各沿箭头方向(两方向垂直)匀速前进,汽车和自行车的速度分别是10米/秒和5米/秒,已知AC=100米.(汽车开到C地即停止)
(1)经过t秒后,汽车到达B处,自行车到达D处,设B、D间距离为y,写出y关于t的函数关系式,并求出定义域.
(2)经过多少时间后,汽车和自行车之间的距离最短?最短距离是多少?
正确答案
解:(1)经过t秒后,汽车到达B处、自行车到达D处,
则BD2=BC2+CD2=(100-10t)2+(5t)2=125(t2-16t+80)=125[(t-8)2+16]…(4分)
所以…(6分)
定义域为:t∈[0,10]…(8分)
(2)∵,t∈[0,10]
∴当t=8时,…(12分)
答:经过8秒后,汽车和自行车之间的距离最短.最短距离是米.…(13分)
解析
解:(1)经过t秒后,汽车到达B处、自行车到达D处,
则BD2=BC2+CD2=(100-10t)2+(5t)2=125(t2-16t+80)=125[(t-8)2+16]…(4分)
所以…(6分)
定义域为:t∈[0,10]…(8分)
(2)∵,t∈[0,10]
∴当t=8时,…(12分)
答:经过8秒后,汽车和自行车之间的距离最短.最短距离是米.…(13分)
为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,一般都要在屋顶和外墙建造隔热层.某建筑物要造可使用30年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元,该建筑物每年的能耗费用W(单位:万元)与隔热层厚度x(单位:厘米)满足关系,(0≤x≤15),若不建隔热层,每年能耗为10万元.设f(x)为隔热层的建造费用与30年总计的能耗费用之和.
(1)求m的值和f(x);
(2)当x=4时,以隔热层使用寿命30年计算,平均每年比不建隔热层节约多少钱?
正确答案
解:(1)设隔热层厚度为xcm,由题设,每年能源消耗费用为,(0≤x≤15),
再由W(0)=10,得=10,
解得m=40.
∴W=,(0≤x≤15).
而建造费用为W1(x)=6x,
最后得隔热层建造费用与30年的能源消耗费用之和为
f(x)=30W+W1(x)=30×+6x=
+6x(0≤x≤15).
(2)当x=4,f(4)==99.
∴x=4时,以隔热层使用寿命30年计算,平均每年需(万元),
∴当x=4时,以隔热层使用寿命30年计算,平均每年比不建隔热层节约:
10-3.3=6.7(万元).
解析
解:(1)设隔热层厚度为xcm,由题设,每年能源消耗费用为,(0≤x≤15),
再由W(0)=10,得=10,
解得m=40.
∴W=,(0≤x≤15).
而建造费用为W1(x)=6x,
最后得隔热层建造费用与30年的能源消耗费用之和为
f(x)=30W+W1(x)=30×+6x=
+6x(0≤x≤15).
(2)当x=4,f(4)==99.
∴x=4时,以隔热层使用寿命30年计算,平均每年需(万元),
∴当x=4时,以隔热层使用寿命30年计算,平均每年比不建隔热层节约:
10-3.3=6.7(万元).
桑基鱼塘是某地一种独具地方特色的农业生产形式,某研究单位打算开发一个桑基鱼塘项目,该项目准备购置一块1800平方米的矩形地块,中间挖成三个矩形池塘养鱼,挖出的泥土堆在池塘四周形成基围(阴影部分所示)种植桑树,池塘周围的基围宽均为2米,如图,设池塘所占总面积为S平方米.
(Ⅰ)试用x表示S;
(Ⅱ)当x取何值时,才能使得S最大?并求出S的最大值.
正确答案
解:(1)由题可得:xy=1800,则x=a+2a+6=3a+6,即a=
∴S=(y-4)a+(y-6)×2a=(3y-16)a=1832-6x-y=1832-
(16x+
)(x>0).
(2)∵16x+≥1440,当且仅当16x=
,即x=45m时,取等号,
∴x=45m时,S取得最大值1352,此时y=40.
解析
解:(1)由题可得:xy=1800,则x=a+2a+6=3a+6,即a=
∴S=(y-4)a+(y-6)×2a=(3y-16)a=1832-6x-y=1832-
(16x+
)(x>0).
(2)∵16x+≥1440,当且仅当16x=
,即x=45m时,取等号,
∴x=45m时,S取得最大值1352,此时y=40.
如图所示,为处理含有某种杂质的污水,要制造一底宽为2米的无盖长方体沉淀箱,污水从A孔流入,经沉淀后从B孔流出,设箱体的长度为a米,高度为b米.已知流出的水中该杂质的质量分数与a,b的乘积ab成反比,现有制箱材料60平方米.(注:制箱材料必须用完)
(1)求出a,b满足的关系式;
(2)问当a,b各为多少米时,经沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小(A、B孔的面积忽略不计)?
正确答案
解:(1)由题意可得,即
------------------------(6分)
(2)因为该杂质的质量分数与a,b的乘积ab成反比,所以当ab最大时,该杂质的质量分数最小
由均值不等式得(当且仅当a=2b时取等号)
所以,
即(当且仅当a=2b时取等号)---------(8分)
即,
因为,所以
,所以ab≤18-------------(10分)
所以当且仅当即
时,ab取得最大值18,此时该杂质的质量分数最小---------(12分)
解析
解:(1)由题意可得,即
------------------------(6分)
(2)因为该杂质的质量分数与a,b的乘积ab成反比,所以当ab最大时,该杂质的质量分数最小
由均值不等式得(当且仅当a=2b时取等号)
所以,
即(当且仅当a=2b时取等号)---------(8分)
即,
因为,所以
,所以ab≤18-------------(10分)
所以当且仅当即
时,ab取得最大值18,此时该杂质的质量分数最小---------(12分)
有一个自来水厂,蓄水池有水450吨. 水厂每小时可向蓄水池注水80吨,同时蓄水池又向居民小区供水,t小时内供水量为160吨. 现在开始向池中注水并同时向居民供水. 问多少小时后蓄水池中水量最少?并求出最少水量.
正确答案
解:设t小时后蓄水池内水量为y吨,(1分)
根据题意,得(5分)
=
=
=(10分)
当,即t=5时,y取得最小值是50.(11分)
答:5小时后蓄水池中的水量最少,为50吨.(12分)
解析
解:设t小时后蓄水池内水量为y吨,(1分)
根据题意,得(5分)
=
=
=(10分)
当,即t=5时,y取得最小值是50.(11分)
答:5小时后蓄水池中的水量最少,为50吨.(12分)
已知函数f(x)满足f(1)=1,f(2)=4
(1)写出两个符合上述条件的函数
(2)是否存在满足上述条件的形式为的函数?如果存在,求出这样的函数;如果不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)f(x)=x2,y=3x-2
(2)假设存在
则
即
解得
从而可知,这样的函数存在,且
解析
解:(1)f(x)=x2,y=3x-2
(2)假设存在
则
即
解得
从而可知,这样的函数存在,且
某公司今年年初用36万元引进一种新的设备,投入设备后每年收益为21万元.同时,公司每年需要付出设备的维修和工人工资等费用,第一年各种费用2万元,第二年各种费用4万元,以后每年各种费用都增加2万元.
(1)引进这种设备后,第几年后该公司开始获利;
(2)这种设备使用多少年,该公司的年平均获利最大?
正确答案
解:(1)由题意知,每年的费用是以2为首项,2为公差的等差数列,
设纯收益与使用年数n的关系为f(n),
则f(n)=21n-[2n+]-36=20n-n2-36.…(4分)
由f(n)>0,得n2-20n+36<0,
解得:2<n<18,
∵n∈N,
∴第2年末的收益与支出恰好相等,故从第3年起该公司开始获利.…(6分)
(2)年平均收益为:=20-(n+
)≤20-2
=8.…(10分)
当且仅当n=,即n=6时,
取得最大值.
即这种设备使用6年,该公司的年平均收益最大.…(12分)
解析
解:(1)由题意知,每年的费用是以2为首项,2为公差的等差数列,
设纯收益与使用年数n的关系为f(n),
则f(n)=21n-[2n+]-36=20n-n2-36.…(4分)
由f(n)>0,得n2-20n+36<0,
解得:2<n<18,
∵n∈N,
∴第2年末的收益与支出恰好相等,故从第3年起该公司开始获利.…(6分)
(2)年平均收益为:=20-(n+
)≤20-2
=8.…(10分)
当且仅当n=,即n=6时,
取得最大值.
即这种设备使用6年,该公司的年平均收益最大.…(12分)
在边长分别为6dm和4dm的长方形铁皮的四角切去边长相等的正方形,再把它的边沿虚线折起如图,做成一个无盖的长方形铁皮箱.切去的正方形边长为多少时,铁皮箱的容积最大.
正确答案
解:设切去的小正方形边长为x,其中x∈(0,2);
则长方体铁皮箱的底面长为(6-2x),宽为(4-2x),高为x;
铁皮箱的容积为V(x)=(6-2x)(4-2x)x,x∈(0,2);
求导,得V′(x)=12x2-40x+24,令V′(x)=0,解得x=,或x=
(舍去);
当x∈(0,)时,V′(x)>0,函数单调递增,当x∈(
,2)时,V′(x)<0,函数单调递减;
所以,函数V(x)在x=时取得最大值;即切去的正方形边长为
dm时,铁皮箱的容积最大.
解析
解:设切去的小正方形边长为x,其中x∈(0,2);
则长方体铁皮箱的底面长为(6-2x),宽为(4-2x),高为x;
铁皮箱的容积为V(x)=(6-2x)(4-2x)x,x∈(0,2);
求导,得V′(x)=12x2-40x+24,令V′(x)=0,解得x=,或x=
(舍去);
当x∈(0,)时,V′(x)>0,函数单调递增,当x∈(
,2)时,V′(x)<0,函数单调递减;
所以,函数V(x)在x=时取得最大值;即切去的正方形边长为
dm时,铁皮箱的容积最大.
(2015秋•武汉校级期末)华师一“长飞班”由m位同学组成,学校专门安排n位老师作为指导老师,在该班级的一次活动中,每两位同学之间相互向对方提一个问题,每位同学又向每位指导老师各提出一个问题,并且每位指导老师也向全班提出一个问题,以上所有问题互不相同,这样共提出了51个问题,则m+n=______.
正确答案
9
解析
解:由题意得m(m-1)+mn+n=51,
化简得:m2+(n-1)m+n-51=0,
故△=(n-1)2-4(n-51)=n2-6n+205=(n-3)2+196,
∵m∈N*,
∴△必为完全平方数,
设(n-3)2+196=k2(k为自然数),则(n-3+k)(n-3-k)=-196,
其中n-3+k与n-3-k具有相同的奇偶性,且n-3+k≥n-3-k,
∴(1)或
(2)或
(3),
由(1)得:n=-45(舍),
由(2)得:n=51,此时原方程为m2+50m=0,解得m1=-50,m2=0(舍),
由(3)得n=3,此时原方程为m2+2m-48=0,解得m1=6,m2=-8(舍),
∴m=6,n=3.
∴m+n=9,
故答案为:9.
A、B两城相距100km,在两地之间距A城xkm处D地建一核电站给A、B两城供电,为保证城市安全.核电站距市距离不得少于10km.已知供电费用与供电距离的平方和供电量之积成正比,比例系数λ=0.25.若A城供电量为20亿度/月,B城为10亿度/月.
(Ⅰ)把月供电总费用y表示成x的函数,并求定义域;
(Ⅱ)核电站建在距A城多远,才能使供电费用最小.
正确答案
解:(Ⅰ)A城供电费用为y1=0.25×20x2,B城供电费用y2=0.25×10(100-x)2; 所以总费用为:y=y1+y2=7.5x2-500x+25000(其中10≤x≤90);
∵核电站距A城xkm,则距B城(100-x)km,∴x≥10,且100-x≥10,解得10≤x≤90; 所以x的取值范围是{x|10≤x≤90}.
(Ⅱ)因为函数y=7.5x2-500x+25000(其中10≤x≤90),当x=-=
时,此函数取得最小值;
所以,核电站建在距A城 km处,能使A、B两城月供电总费用最小.
解析
解:(Ⅰ)A城供电费用为y1=0.25×20x2,B城供电费用y2=0.25×10(100-x)2; 所以总费用为:y=y1+y2=7.5x2-500x+25000(其中10≤x≤90);
∵核电站距A城xkm,则距B城(100-x)km,∴x≥10,且100-x≥10,解得10≤x≤90; 所以x的取值范围是{x|10≤x≤90}.
(Ⅱ)因为函数y=7.5x2-500x+25000(其中10≤x≤90),当x=-=
时,此函数取得最小值;
所以,核电站建在距A城 km处,能使A、B两城月供电总费用最小.
某城市上年度电价为0.80元/千瓦时,年用电量为a千瓦时.本年度计划将电价降到0.55元/千瓦时~0.75元/千瓦时之间,而居民用户期望电价为0.40元/千瓦时(该市电力成本价为0.30元/千瓦时)经测算,下调电价后,该城市新增用电量与实际电价和用户期望电价之差成反比,比例系数为0.2a.试问当地电价最低为多少时,可保证电力部门的收益比上年度至少增加20%.
正确答案
解:设新电价为x元/千瓦时(0.55≤x≤0.75),则新增用电量为千瓦时.
依题意,有,
即(x-0.2)(x-0.3)≥0.6(x-0.4),
整理,得x2-1.1x+0.3≥0,
解此不等式,得x≥0.6或x≤0.5,
又0.55≤x≤0.75,
所以,0.6≤x≤0.75,
因此,xmin=0.6,即电价最低为0.6元/千瓦时,可保证电力部门的收益比上一年度至少增加20%.
解析
解:设新电价为x元/千瓦时(0.55≤x≤0.75),则新增用电量为千瓦时.
依题意,有,
即(x-0.2)(x-0.3)≥0.6(x-0.4),
整理,得x2-1.1x+0.3≥0,
解此不等式,得x≥0.6或x≤0.5,
又0.55≤x≤0.75,
所以,0.6≤x≤0.75,
因此,xmin=0.6,即电价最低为0.6元/千瓦时,可保证电力部门的收益比上一年度至少增加20%.
某公司为一家制冷设备厂设计生产一种长方形薄板,其周长为4米,这种薄板须沿其对角线折叠后使用.如图所示,ABCD(AB>AD)为长方形薄板,沿AC折叠后,AB′交DC于点P.当△ADP的面积最大时最节能,凹多边形ACB′PD的面积最大时制冷效果最好.
(1)设AB=x米,用x表示图中DP的长度,并写出x的取值范围;
(2)若要求最节能,应怎样设计薄板的长和宽?
(3)若要求制冷效果最好,应怎样设计薄板的长和宽?
正确答案
解:(1)由题意,AB=x,BC=2-x.因x>2-x,故1<x<2
设DP=y,则PC=x-y.
因△ADP≌△CB′P,故PA=PC=x-y.
由PA2=AD2+DP2,得(x-y)2=(2-x)2+y2,即
(2)记△ADP的面积为1,则1==
,
当且仅当x=∈(1,2)时,1取得最大值
故当薄板长为米,宽为
米时,节能效果最好
(3)记凹多边形ACB‘PD的面积为,则S2==
,
于是S2′=,∴
,
关于x的函数S2在(1,)上递增,在(
,2)上递减.
所以当时,S2取得最大值
故当薄板长为米,宽为
米时,制冷效果最好
解析
解:(1)由题意,AB=x,BC=2-x.因x>2-x,故1<x<2
设DP=y,则PC=x-y.
因△ADP≌△CB′P,故PA=PC=x-y.
由PA2=AD2+DP2,得(x-y)2=(2-x)2+y2,即
(2)记△ADP的面积为1,则1==
,
当且仅当x=∈(1,2)时,1取得最大值
故当薄板长为米,宽为
米时,节能效果最好
(3)记凹多边形ACB‘PD的面积为,则S2==
,
于是S2′=,∴
,
关于x的函数S2在(1,)上递增,在(
,2)上递减.
所以当时,S2取得最大值
故当薄板长为米,宽为
米时,制冷效果最好
某影视城为提高旅游增加值,现需要对影视城内景点进行改造升级.经过市场调查,改造后旅游收入y(万元)与投入x(万元)之间满足关系:y=-ax2,x∈[t,+∞),其中t为大于
的常数.当x=10万元时,y=9.2万元,又每投入x万元需缴纳(3+ln
)万元的增值税(旅游增加值=旅游收入-增值税).
(I)若旅游增加值为了f(x),求f(x)的解析式;
(Ⅱ)求旅游增加值f(x)的最大值M.
正确答案
解:(I)当x=10时,y=9.2,即-100a=9.2,∴a=
∴f(x)=,x∈[t,+∞),
(Ⅱ)
①t∈(50,+∞)时,f′(x)<0,f(x)在(t,+∞)上是减函数
∴f(x)在x=t时取得最大值,M=f(t)=
②t∈[1,50]时,x∈(t,50),f′(x)>0,f(x)单调递增,x∈(50,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减
∴f(x)在x=50时取得最大值,M=f(50)=23-ln5‘
③t∈时,x∈(t,1),f′(x)<0,f(x)单调递减;x∈(1,50),f′(x)>0,f(x)单调递增;x∈(50,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减
∵f(5)>f()>f(t),M=f(50)=23-ln5
∴M=
解析
解:(I)当x=10时,y=9.2,即-100a=9.2,∴a=
∴f(x)=,x∈[t,+∞),
(Ⅱ)
①t∈(50,+∞)时,f′(x)<0,f(x)在(t,+∞)上是减函数
∴f(x)在x=t时取得最大值,M=f(t)=
②t∈[1,50]时,x∈(t,50),f′(x)>0,f(x)单调递增,x∈(50,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减
∴f(x)在x=50时取得最大值,M=f(50)=23-ln5‘
③t∈时,x∈(t,1),f′(x)<0,f(x)单调递减;x∈(1,50),f′(x)>0,f(x)单调递增;x∈(50,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减
∵f(5)>f()>f(t),M=f(50)=23-ln5
∴M=
为了在“十一”黄金周期间降价搞促销,某超市对顾客实行购物优惠活动,规定一次购物付款总额:
①如果不超过200元,则不予优惠;
②如果超过200元,但不超过500元,则按标价给予9折优惠;
③如果超过500元,其中500元按第②条给予优惠,超过500元的部分给予7折优惠.
辛云和她母亲两次去购物,分别付款168元和423元,假设她们一次性购买上述同样的商品,则应付款额为______元.
正确答案
546.6
解析
解:依题意,付款总额y与标价x之间的关系为(单位为元)y=
∵辛云和她母亲两次去购物,分别付款168元和423元,
∴优惠前,购物应付款168+=638元
∴一次性购买上述同样的商品,应付款额为0.9×500+0.7(638-500)=546.6元
故答案为:546.6
某家报刊销售点从报社买进报纸的价格是每份0.35元,卖出的价格是每份0.50元,卖不掉的报纸还可以每份0.08元的价格退回报社.在一个月(30天)里,有20天每天可以卖出400份,其余10天每天只能卖出250份.设每天从报社买进的报纸的数量相同,则应该每天从报社买进多少份报纸,才能使每月获得的利润最大?并计算该销售点一个月最多可赚得多少元?
正确答案
解:设每天应从报社买进x份报纸,则250≤x≤400.
设每月赚得y元,则y=0.5•x•20+0.5×250×10+(x-250)×0.08×10-0.35•x•30=0.3x+1050(250≤x≤400),
函数为单调增函数,所以当x=400时,ymax=120+1050=1170.
故应该每天从报社买进400份报纸,才能使每月所获得的利润最大,该销售点一个月最多可赚得1170元.
解析
解:设每天应从报社买进x份报纸,则250≤x≤400.
设每月赚得y元,则y=0.5•x•20+0.5×250×10+(x-250)×0.08×10-0.35•x•30=0.3x+1050(250≤x≤400),
函数为单调增函数,所以当x=400时,ymax=120+1050=1170.
故应该每天从报社买进400份报纸,才能使每月所获得的利润最大,该销售点一个月最多可赚得1170元.
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