- 基本初等函数(1)
- 共14786题
岳阳市临港新区自2009年6月8日开港来,吸引了一批投资过亿元的现代工业和物流储运企业落户.根据规划,2025年新港将全部建成13个泊位,从2014年(第一年)开始对其中某个子港口今后10年的发展规划,有如下两种方案:
方案甲:按现状进行运营.据测算,每年可收入800万元,但由于港口淤积日益严重,从明年开始需投资进行清淤,第一年投资50万元,以后逐年递增20万元.
方案乙:从2014年起开始投资4000万元进港口改造,以彻底根治港口淤积并提高吞吐能力.港口改造需用时4年,在此期间边改造边运营.据测算,开始改造后港口第一年的收入为400万元,在以后的4年中,每年收入都比上一年增长50%,而后各年的收入都稳定在第5年的水平上.
(Ⅰ)至少经过多少年,方案乙能收回投资(累计总收益为正数)?
(Ⅱ)到哪一年,方案乙的累计总收益超过方案甲?(收益=收入-投资)
正确答案
解:(I)设从2014年开始经过n年,方案乙的累计总收益为正数.
在方案乙中,前4年的总收入为=3250<4000,
故n必定不小于4,则由3250+4000×1.54(n-4)>4000,解得n>4,故n的最小值为5.
答:从2014开始至少经过5年,方案乙能收回投资.
(II)设从2014年开始经过n年方案甲与方案乙的累计总收益分别为y1,y2万元,则
y1=800-[50n+]=-10n2+760n
当n≤4时,则y1>0,y2<0,可得y1>y2.
当n≥5时,y2=3250+400×1.54(n-4)-4000=2025n-8850
令y1<y2,可得2025n-8850>-10n2+760n,即n(2n+253)>1770
由7(14+253)>1770,6(12+253)<1770,可得n的最小值为7.
答:到2020年,方案乙的累计总收益超过方案甲.
解析
解:(I)设从2014年开始经过n年,方案乙的累计总收益为正数.
在方案乙中,前4年的总收入为=3250<4000,
故n必定不小于4,则由3250+4000×1.54(n-4)>4000,解得n>4,故n的最小值为5.
答:从2014开始至少经过5年,方案乙能收回投资.
(II)设从2014年开始经过n年方案甲与方案乙的累计总收益分别为y1,y2万元,则
y1=800-[50n+]=-10n2+760n
当n≤4时,则y1>0,y2<0,可得y1>y2.
当n≥5时,y2=3250+400×1.54(n-4)-4000=2025n-8850
令y1<y2,可得2025n-8850>-10n2+760n,即n(2n+253)>1770
由7(14+253)>1770,6(12+253)<1770,可得n的最小值为7.
答:到2020年,方案乙的累计总收益超过方案甲.
某单位建造一间背面靠墙的房子,俯视图如图.地面面积为12m2,房屋正面每平方米的造价为1200元,房屋侧面每平方米的造价为800元,屋顶的造价共5200元.如果墙高为3m,且不计房屋背面和地面的造价.问怎样设计房屋能使总造价最低?最低总造价是多少?
正确答案
解:设总造价为Z元,则
∴Z=3y×1200+6x×800+5200
=…(3分)
=34000 …(6分)
当时,即x=3时,Z有最小值34000,此时y=4
答:长4m,宽3m.最低总造价为34000元…(8分)
解析
解:设总造价为Z元,则
∴Z=3y×1200+6x×800+5200
=…(3分)
=34000 …(6分)
当时,即x=3时,Z有最小值34000,此时y=4
答:长4m,宽3m.最低总造价为34000元…(8分)
一种药在病人血液中的含量不低于2克时,它才能起到有效治疗的作用,已知每服用m(1≤m≤4且m∈R)个单位的药剂,药剂在血液中的含量y(克)随着时间x(小时)变化的函数关系式近似为y=m•f(x),其中f(x)=.
(1)若病人一次服用3个单位的药剂,则有效治疗时间可达多少小时?
(2)若病人第一次服用2个单位的药剂,6个小时后再服用m个单位的药剂,要使接下来的2小时中能够持续有效治疗,试求m的最小值.
正确答案
解:(1)∵m=3,∴y=;
当0≤x<6时,>
=3>2;
当6≤x≤8时,12-x≥2得,x≤
;
故若病人一次服用3个单位的药剂,则有效治疗时间可达小时.
(2)当6≤x≤8时,y=2(4-x)+m[
]
=8-x+,
∵8-x+≥2对6≤x≤8恒成立,
故m≥对6≤x≤8恒成立,
令g(x)=,
则g(x)在[6,8]上是增函数,
故gmax(x)=;
故m≥;
故m的最小值为.
解析
解:(1)∵m=3,∴y=;
当0≤x<6时,>
=3>2;
当6≤x≤8时,12-x≥2得,x≤
;
故若病人一次服用3个单位的药剂,则有效治疗时间可达小时.
(2)当6≤x≤8时,y=2(4-x)+m[
]
=8-x+,
∵8-x+≥2对6≤x≤8恒成立,
故m≥对6≤x≤8恒成立,
令g(x)=,
则g(x)在[6,8]上是增函数,
故gmax(x)=;
故m≥;
故m的最小值为.
我国是世界上人口最多的国家,1982年十二大,计划生育被确定为基本国策.实行计划生育,严格控制人口增长,坚持少生优生,这是直接关系到人民生活水平的进一步提高,也是造福子孙后代的百年大计.
(1)据统计1995年底,我国人口总数约12亿,如果人口的自然年增长率控制在1%,到2020年底我国人口总数大约为多少亿(精确到亿)?
(2)当前,我国人口发展已经出现转折性变化.2015年10月26日至10月29日召开的党的十八届五中于全会决定,坚持计划生育的基本国策,完善人口发展战略,全面实施一对夫妇可生育两个孩子政策,积极开展应对人口老龄化行动.这是继2013年,十八届三中全会决定启动实施“单独二孩”政策之后的又一次人口政策调整.据统计2015年中国人口实际数量大约14亿,若实行全面两孩政策后,预计人口年增长率实际可达1%,那么需经过多少年我国人口可达16亿?
(参考数字:1.0125≈1.2824,lg2≈0.3010,lg7≈0.8451,lg1.01≈0.0043)
正确答案
解:(1)由1995年底到2020年底,经过25年,
由题意可得2020年底我国人口总数大约为
12×(1+1%)25≈12×1.2824≈15(亿);
(2)设需经过x年我国人口可达16亿,
由题意可得14×(1+1%)x=16,
两边取常用对数,可得
lg14+xlg1.01=lg16,
即有x==
≈≈14.
则需经过14年我国人口可达16亿.
解析
解:(1)由1995年底到2020年底,经过25年,
由题意可得2020年底我国人口总数大约为
12×(1+1%)25≈12×1.2824≈15(亿);
(2)设需经过x年我国人口可达16亿,
由题意可得14×(1+1%)x=16,
两边取常用对数,可得
lg14+xlg1.01=lg16,
即有x==
≈≈14.
则需经过14年我国人口可达16亿.
某服装厂生产一种服装,每件服装的成本为40元,出厂单价定为60元,该厂为鼓励销售商订购,决定当一次订购量超过100件时,每多订购一件,订购的全部服装的出场单价就降低0.02元,根据市场调查,销售商一次订购量不会超过600件.
(1)设一次订购x件,服装的实际出厂单价为p元,写出函数p=f(x)的表达式;
(2)当销售商一次订购多少件服装时,该厂获得的利润最大?其最大利润是多少?
正确答案
解:(1)当0<x≤100时,p=60;
当100<x≤600时,
p=60-(x-100)×0.02=62-0.02x.
∴p=
(2)设利润为y元,则
当0<x≤100时,y=60x-40x=20x;
当100<x≤600时,y=(62-0.02x)x-40x=22x-0.02x2.
∴y=
当0<x≤100时,y=20x是单调增函数,当x=100时,y最大,此时y=20×100=2 000;
当100<x≤600时,y=22x-0.02x2=-0.02(x-550)2+6 050,
∴当x=550时,y最大,此时y=6 050.
显然6050>2000.
所以当一次订购550件时,利润最大,最大利润为6050元.
解析
解:(1)当0<x≤100时,p=60;
当100<x≤600时,
p=60-(x-100)×0.02=62-0.02x.
∴p=
(2)设利润为y元,则
当0<x≤100时,y=60x-40x=20x;
当100<x≤600时,y=(62-0.02x)x-40x=22x-0.02x2.
∴y=
当0<x≤100时,y=20x是单调增函数,当x=100时,y最大,此时y=20×100=2 000;
当100<x≤600时,y=22x-0.02x2=-0.02(x-550)2+6 050,
∴当x=550时,y最大,此时y=6 050.
显然6050>2000.
所以当一次订购550件时,利润最大,最大利润为6050元.
经市场调查,某商场的一种商品在过去的一个月内(以30天计)销售价格f(t)(元)与时间t(天)的函数关系近似满足f(t)=100(1+)(k为正常数),日销售量g(t)(件)与时间t(天)的函数关系近似满足g(t)=125-|t-25|,且第25天的销售金额为13000元.
(1)求k的值;
(2)写出该商品的日销售金额w(t)关于时间t(1≤t≤30,t∈N)的分段函数关系式;
(3)试问在过去的一个月内(以30天计)的哪一天销售金额为12100元?
正确答案
解:(1)由题意,得f(25)•g(25)=13000,
即100(1+)•125=13000,解得k=1
(2)w(t)=100(1+)(125-|t-25|)=
(t∈N);
(Ⅲ)当1≤t<25时,因为t+≥20,
当且仅当当t=10时,w(t)有最小值12100
②当25≤t≤30时,∵-t在[25,30]上递减,
∴当t=30时,w(t)有最小值12400
∴t=10时,w(t)有最小值12100.
解析
解:(1)由题意,得f(25)•g(25)=13000,
即100(1+)•125=13000,解得k=1
(2)w(t)=100(1+)(125-|t-25|)=
(t∈N);
(Ⅲ)当1≤t<25时,因为t+≥20,
当且仅当当t=10时,w(t)有最小值12100
②当25≤t≤30时,∵-t在[25,30]上递减,
∴当t=30时,w(t)有最小值12400
∴t=10时,w(t)有最小值12100.
某海滨城市坐落在一个三角形海域的顶点O处(如图),一条海岸线AO在城市O的正东方向,另一条海岸线OB在城市O北偏东
方向,位于城市O北偏东
方向15km的P处有一个美丽的小岛.旅游公司拟开发如下一条旅游观光线路:从城市O出发沿海岸线OA到达C处,再从海面直线航行,途经小岛P到达海岸线OB的D处,然后返回城市O.为了节省开发成本,要求这条旅游观光线路所围成的三角形区域面积最小,问C处应选址何处?并求这个三角形区域的最小面积.
正确答案
解:以O为原点,直线OA为x轴建立平面直角坐标系.直线OB的倾斜角为,
从而直线OB的方程为y=3x.(2分)
由已知∠POC=α,|OP|=15,,得点P的坐标为(9,12).(4分)
设点C的坐标为(t,0),则直线PC的方程为:,(5分)
联立y=3x,得,∴
,∴t>5.((7分))
∴(9分)
==120.(11分)
上式当且仅当,即t=10时取等号.
而当t=9时,
∴当t=10时,S△OCD取最小值120.(14分)
答:当C地处于城市O正东方向10km处时,能使三角形区域面积最小,其最小面积为120(km)2.(16分)
解析
解:以O为原点,直线OA为x轴建立平面直角坐标系.直线OB的倾斜角为,
从而直线OB的方程为y=3x.(2分)
由已知∠POC=α,|OP|=15,,得点P的坐标为(9,12).(4分)
设点C的坐标为(t,0),则直线PC的方程为:,(5分)
联立y=3x,得,∴
,∴t>5.((7分))
∴(9分)
==120.(11分)
上式当且仅当,即t=10时取等号.
而当t=9时,
∴当t=10时,S△OCD取最小值120.(14分)
答:当C地处于城市O正东方向10km处时,能使三角形区域面积最小,其最小面积为120(km)2.(16分)
襄荆高速公路连接襄阳、荆门、荆州三市,全长约188公里,是湖北省大三角经济主骨架的干线公路之一.若某汽车从进入该高速公路后以不低于60千米/时且不高于120千米/时的速度匀速行驶,已知该汽车每小时的运输成本由固定部分和可变部分组成,固定部分为200元,可变部分与速度v(千米/时)的平方成正比(比例系数记为k).当汽车以最快速度行驶时,每小时的运输成本为488元.若使汽车的全程运输成本最低,其速度为( )
正确答案
解析
解:每小时的可变成本为:kv2(60≤v≤120),每小时固定成本为200.每小时的运输成本为:kv2+200.
因为速度最大时每小时的运输成本为488,所以k1202+200=488,所以k=0.02,
运输时间为:t==
,
所以全程的运输成本为:f(v)=(0.02v2+200)•=188(
+0.02v)≥188×2
=752,
当且仅当=0.02v,即v=100时,“=”成立,
故选:C.
某食品厂定期购买面粉,已知该厂每天需要面粉6吨,每吨面粉的价格为1800元,面粉的保管等其它费用为平均每吨每天3元,购面粉每次需支付运费900元.求该厂多少天购买一次面粉,才能使平均每天所支付的总费用最少?
正确答案
解:由题意,设该厂x天购买一次面粉,其购买量为6xt,平均每天所支付的费用为y元,
∴购买面粉的费用为6×1800x=10800x元,
面粉的保管等其他费用为3[6x+6(x-1)+…+6×2+6×1]=9x(x+1),
∴
当时,y的最小值10989,
答:该厂10天购买一次面粉,才能使平均每天所支付的总费用最少
解析
解:由题意,设该厂x天购买一次面粉,其购买量为6xt,平均每天所支付的费用为y元,
∴购买面粉的费用为6×1800x=10800x元,
面粉的保管等其他费用为3[6x+6(x-1)+…+6×2+6×1]=9x(x+1),
∴
当时,y的最小值10989,
答:该厂10天购买一次面粉,才能使平均每天所支付的总费用最少
国家助学贷款是由财政贴息的信用贷款,旨在帮助高校家庭经济困难学生支付在校学习期间所需的学费、住宿费及生活费.每一年度申请总额不超过6000元.某大学2010届毕业生李顺在本科期间共申请了24000元助学贷款,并承诺在毕业后3年内(按36个月计)全部还清.签约的单位提供的工资标准为第一年内每月1500元,第13个月开始,每月工资比前一个月增加5%直到4000元.李顺同学计划前12个月每个月还款额为500元,第13个月开始,每月还款额比前一月多x元.
(1)若李顺恰好在第36个月(即毕业后三年)还清贷款,求x的值;
(2)当x=50时,李顺同学将在第几个月还清最后一笔贷款?他还清贷款的那一个月的工资余额是多少?
(参考数据:1.0518=2.406,1.0519=2.526,1.0520=2.653,1.0521=2.786)
正确答案
解:(1)依题意,从第13个月开始,每月还款额比前一个月多x元,
故12×500+(500+x)+(500+2x)+…+(500+24x)=24000
即36×500+(1+2+3+…+24)x=24000,解得x=20(元).(6分)
即要使在三年全部还清,第13个月起每个月必须比上一个月多还20元.(7分)
(2)设李顺第n个月还清,则应有12×500+(500+50)+(500+2×50)+…+[500+(n-12)×50]≥24000
即n2-3n-828≥0,解之得n≥>30,取n=31.(10分)
即李顺工作31个月就可以还清贷款.
这个月李顺的还款额为24000-[12×500+(500+50)×(30-12)+•50]=450元(12分)
第31个月李顺的工资为1500×1.0519=1500×2.526=3789元.
因此,李顺的剩余工资为3789-450=3339.(14分)
解析
解:(1)依题意,从第13个月开始,每月还款额比前一个月多x元,
故12×500+(500+x)+(500+2x)+…+(500+24x)=24000
即36×500+(1+2+3+…+24)x=24000,解得x=20(元).(6分)
即要使在三年全部还清,第13个月起每个月必须比上一个月多还20元.(7分)
(2)设李顺第n个月还清,则应有12×500+(500+50)+(500+2×50)+…+[500+(n-12)×50]≥24000
即n2-3n-828≥0,解之得n≥>30,取n=31.(10分)
即李顺工作31个月就可以还清贷款.
这个月李顺的还款额为24000-[12×500+(500+50)×(30-12)+•50]=450元(12分)
第31个月李顺的工资为1500×1.0519=1500×2.526=3789元.
因此,李顺的剩余工资为3789-450=3339.(14分)
某渔业公司年初用98万元购买一艘捕鱼船,第一年各种费用12万元,以后每年都增加4万元,每年捕鱼收益50万元.
(1)问第几年开始获利?
(2)若干年后,有两种处理方案:
①年平均获利最大时,以26万元出售该渔船;
②总纯收入获利最大时,以8万元出售该渔船.
问哪种方案更合算?
正确答案
解:(1)由题设知每年的费用是以12为首项,4为公差的等差数列.
设纯收入与年数的关系为f(n),
则f(n)=50n-[12+16+…+(8+4n)]-98=40n-2n2-98,
由f(n)>0,
得10-
又∵n∈N*,
∴3≤n≤17.
即从第3年开始获利.
(2)①年平均收入为40-2×14=12,
当且仅当n=7时,年平均获利最大,为12万元/年.
此时,总收益为12×7+26=110(万元).
②f(n)=-2(n-10)2+102,∵当n=10时,f(n)max=102(万元).
此时,总收益为102+8=110(万元).
由于这两种方案总收入都为110万元,而方案①只需7年、而方案②需要10年,故方案①更合算.
解析
解:(1)由题设知每年的费用是以12为首项,4为公差的等差数列.
设纯收入与年数的关系为f(n),
则f(n)=50n-[12+16+…+(8+4n)]-98=40n-2n2-98,
由f(n)>0,
得10-
又∵n∈N*,
∴3≤n≤17.
即从第3年开始获利.
(2)①年平均收入为40-2×14=12,
当且仅当n=7时,年平均获利最大,为12万元/年.
此时,总收益为12×7+26=110(万元).
②f(n)=-2(n-10)2+102,∵当n=10时,f(n)max=102(万元).
此时,总收益为102+8=110(万元).
由于这两种方案总收入都为110万元,而方案①只需7年、而方案②需要10年,故方案①更合算.
某市一家庭今年一月份、二月份和三月份煤气用量和支付费用如下表所示:
该市煤气收费的方法是:煤气费=基本费十超额费十保险费.若每月用气量不超过最低额度A(A>4))立方米时,只付基本费3元和每户每月定额保险费C(0<C≤5)元;若用气量超过A立方米时,超过部分每立方米付B元.
(1)根据上面的表格求A、B、C的值;
(2)若用户第四月份用气30立方米,则应交煤气费多少元?
正确答案
解:(1)设每月用气量为x立方米,支付费用为y元,
根据题意,得(4分)
由题设知,A>4,0<C≤5,因此3+C≤8
从表格中可以看出第二、三月份的费用均大于8元.
故用气量25立方米、35立方米均应大于最低额A立方米,
从而将x=25,x=35代入②得(6分)
解得:(8分)
(2)由(1)得 (10分)
把x=30代入,得y=16.5(11分)
答:4月份煤气应付16.5元.(12分)
解析
解:(1)设每月用气量为x立方米,支付费用为y元,
根据题意,得(4分)
由题设知,A>4,0<C≤5,因此3+C≤8
从表格中可以看出第二、三月份的费用均大于8元.
故用气量25立方米、35立方米均应大于最低额A立方米,
从而将x=25,x=35代入②得(6分)
解得:(8分)
(2)由(1)得 (10分)
把x=30代入,得y=16.5(11分)
答:4月份煤气应付16.5元.(12分)
如图,直线l为一森林的边界,AC⊥l,AC=6,B为AC的中点.野兔与狼分别于A、B同时匀速奔跑,其中野兔的速度是狼的两倍.如果狼比野兔提前或同时跑到某一点,则就认为野兔在这点能被狼抓住.野兔是沿着AD直线奔跑的.问直线l上的点D处在什么位置时,野兔在AD上不可能被狼抓住?
正确答案
解:如图所示,建立平面直角坐标系x0y,并设M(x,y).
则A(0,6),B(0,3),D(a,0),(a>0)
野兔在AD上不可能被狼则:>
.
即2|BM|>|AM|
∴2>
两边平方,整理得:x2+y2-4y>0
即:x2+(y-2)2>4,
所以,野兔在AD上不可能被狼抓住的区域为圆的外部,
直线AD的方程为,即6x+ay-6a=0,
圆心(0,2)到直线的距离d==
>2,
平方得a2>12,
即a>2或a<-2
(舍).
直线l上的点D处在距离大于2时,野兔在AD上不可能被狼抓住.
解析
解:如图所示,建立平面直角坐标系x0y,并设M(x,y).
则A(0,6),B(0,3),D(a,0),(a>0)
野兔在AD上不可能被狼则:>
.
即2|BM|>|AM|
∴2>
两边平方,整理得:x2+y2-4y>0
即:x2+(y-2)2>4,
所以,野兔在AD上不可能被狼抓住的区域为圆的外部,
直线AD的方程为,即6x+ay-6a=0,
圆心(0,2)到直线的距离d==
>2,
平方得a2>12,
即a>2或a<-2
(舍).
直线l上的点D处在距离大于2时,野兔在AD上不可能被狼抓住.
如图,某新建小区有一片边长为1(单位:百米)的正方形剩余地块ABCD,中间部分MNK是一片池塘,池塘的边缘曲线段MN为函数
的图象,另外的边缘是平行于正方形两边的直线段.为了美化该地块,计划修一条穿越该地块的直路(宽度不计),直路l与曲线段MN相切(切点记为P),并把该地块分为两部分.记点P到边AD距离为t,f(t)表示该地块在直路左下部分的面积.
(1)求f(t)的解析式;
(2)求面积S=f(t)的最大值.
正确答案
解:(1)因为,所以
,又P(t,
),
所以过点P的切线方程为,即
,
令x=0,得,令y=0,得x=2t.
所以切线与x轴交点E(2t,0),切线与y轴交点.
①当,即
时,切线左下方的区域为一直角三角形,
所以;
②当,即
时,切线左下方的区域为一直角梯形,
;
③当,即
时,切线左下方的区域为一直角梯形,
所以.
综上.
(2)当时,
=
,
当时,
=
,
所以.
所以面积S=f(t)的最大值为.
解析
解:(1)因为,所以
,又P(t,
),
所以过点P的切线方程为,即
,
令x=0,得,令y=0,得x=2t.
所以切线与x轴交点E(2t,0),切线与y轴交点.
①当,即
时,切线左下方的区域为一直角三角形,
所以;
②当,即
时,切线左下方的区域为一直角梯形,
;
③当,即
时,切线左下方的区域为一直角梯形,
所以.
综上.
(2)当时,
=
,
当时,
=
,
所以.
所以面积S=f(t)的最大值为.
为了保护环境,某工厂在国家的号召下,把废弃物回收转化为某种产品,经测算,处理成本y(万元)与处理量x(吨)之间的函数关系可近似的表示为:y=x2-40x+900,
(1)当处理量为多少吨时,每吨的平均处理成本最少?
(2)若每处理一吨废弃物可得价值为20万元的某种产品,同时获得国家补贴10万元.当x∈[20,25]时,判断该项举措能否获利?如果能获利,求出最大利润;如果不能获利,请求出国家最少补贴多少万元,该工厂才不会亏损?
正确答案
解:(1)∵处理成本y(万元)与处理量x(吨)之间的函数关系可近似的表示为:y=x2-40x+900,
∴每吨的平均处理成本P==x+
-40
=60-40=20,
当且仅当x=,即x=30吨时,取等号,此时平均处理成本最少.
(2)根据题意得,利润P和处理量x之间的关系:
P=(20+10)x-y=30x-y=30x-(x2-40x+900)
=-x2+70x-900
=-(x-35)2+325,x∈[20,25].
∵x=35∉[20,25],P=-(x-35)2+325在[20,25]上为增函数,
可求得P∈[100,225].
则最大获利225万元.
∴国家只需要补贴75万元,该工厂就不会亏损.
解析
解:(1)∵处理成本y(万元)与处理量x(吨)之间的函数关系可近似的表示为:y=x2-40x+900,
∴每吨的平均处理成本P==x+
-40
=60-40=20,
当且仅当x=,即x=30吨时,取等号,此时平均处理成本最少.
(2)根据题意得,利润P和处理量x之间的关系:
P=(20+10)x-y=30x-y=30x-(x2-40x+900)
=-x2+70x-900
=-(x-35)2+325,x∈[20,25].
∵x=35∉[20,25],P=-(x-35)2+325在[20,25]上为增函数,
可求得P∈[100,225].
则最大获利225万元.
∴国家只需要补贴75万元,该工厂就不会亏损.
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