- 函数解析式的求解及常用方法
- 共158题
设常数,函数
.
(1)令,求
的最小值,并比较
的最小值与零的大小;
(2)求证:在
上是增函数;
(3)求证:当时,恒有
。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵,
∴,
∴,
∴,令
,得
,
列表如下:
∴在
处取得极小值
,
即的最小值为
,
,
∵,∴
,又
,∴
,
证明(2)由(1)知,的最小值是正数,
∴对一切,恒有
,
从而当时,恒有
,
故在
上是增函数,
证明(3)由(2)知:在
上是增函数,
∴当时,
,
又,
∴,即
,
∴
故当时,恒有
,
知识点
某工厂生产一种仪器的元件,由于受生产能力和技术水平的限制,会产生一些次品,根据经验知道,其次品率与日产量
(万件)之间大体满足关系:
(其中
为小于6的正常数)
(注:次品率=次品数/生产量,如表示每生产10件产品,有1件为次品,其余为合格品)
已知每生产1万件合格的仪器可以盈利2万元,但每生产1万件次品将亏损1万元,故厂方希望定出合适的日产量。
(1)试将生产这种仪器的元件每天的盈利额(万元)表示为日产量
(万件)的函数;
(2)当日产量为多少时,可获得最大利润?
正确答案
见解析
解析
(1)当时,
,
当时,
,
综上,日盈利额(万元)与日产量
(万件)的函数关系为:
(2)由(1)知,当时,每天的盈利额为0
当时,
当且仅当时取等号
所以(i)当时,
,此时
(ii)当时,由
知
函数在
上递增,
,此时
综上,若,则当日产量为3万件时,可获得最大利润
若,则当日产量为
万件时,可获得最大利润 -
知识点
某化工企业2007年底投入100万元,购入一套污水处理设备,该设备每年的运转费用是0.5万元,此外每年都要花费一定的维护费,第一年的维护费为2万元,由于设备老化,以后每年的维护费都比上一年增加2万元。
(1)求该企业使用该设备年的年平均污水处理费用
(万元);
(2)问为使该企业的年平均污水处理费用最低,该企业几年后需要重新更换新的污水处理设备?
正确答案
见解析。
解析
(1)
即(
);
(将定义域写成也行)
由均值不等式得:
(2)(万元)
当且仅当,即
时取到等号。
答:该企业10年后需要重新更换新设备。
知识点
为配合国庆黄金周,促进旅游经济的发展,某火车站在调查中发现:开始售票前,已有a人在排队等候购票,开始售票后,排队的人数平均每分钟增b人,假设每个窗口的售票速度为c人/分钟,且当开放两个窗口时,25分钟后恰好不会出现排队现象(即排队的人刚好购完);若同时开放三个窗口时,则15分钟后恰好不会出现排队现象。
(1)若要求售票10分钟后不会出现排队现象,则至少需要同时开几个窗口?
(2)若a=60,在只开一个窗口的情况下,试求第n(且
)个购票者的等待时间
关于
的函数,并求出第几个购票者的等待时间最长?
(注:购票者的等待时间指从开即始排队(售票开始前到达的人,从售票开始计时)到开始购票时止)
正确答案
见解析。
解析
(1)设需同时开x个窗口,
则根据题意有,
由(1)(2)得,代入(3)得,
,
∴,即至少同时开5个窗口才能满足要求。
(2)由得,
,设第
个人的等待时间为
,则由题意有,
当时,
;
当时,设第
个人是售票开始后第
分钟来排队的,
则,此时已有
人购到票离开队伍,即实际排队的人数为
,
∴,
综上,关于
的函数为
,
∵当时,
分钟,
当时,
分钟,
∴第60个购票者的等待时间最长。
知识点
已知二次函数g(x)对任意实数x都满足,且
。
令。
(1)求 g(x)的表达式;
(2)若函数在
上的最小值为0,求
的值;
(3)记函数,若函数
有5个不同的零点,求实数
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)设,于是
所以 又
,则
,所以
。
(2)
则。
令,得
(舍),
,
①当>1时,
∴当时,
。
令,得
,
②当时,
≥0在
上恒成立,
在
上为增函数,当
时,
。
令,得
(舍)。
综上所述,所求为
,
(3)记,
,
则据题意有有3个不同的实根,
有2个不同的实根,
且这5个实根两两不相等。
(ⅰ)有2个不同的实根,只需满足
;
(ⅱ)有3个不同的实根,因
,
令,得
或
,
当
即
时,
在
处取得极大值,而
,不符合题意,舍;
当
即
时,不符合题意,舍;
当
即
时,
在
处取得极大值,
;所以
;因为(ⅰ)(ⅱ)要同时满足,故
。
下证:这5个实根两两不相等,
即证:不存在使得
和
同时成立;
若存在使得
,
由,即
,
得,
当时,
,不符合,舍去;
当时,既有
①;
又由,即
②;
联立①②式,可得;
而当时,
没有5个不同的零点,故舍去,
所以这5个实根两两不相等。
综上,当时,函数
有5个不同的零点。
知识点
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