- 指数函数的实际应用
- 共1991题
2013年4月20日8点02分四川省雅安市芦山县(北纬30.3度,东经103.0度)
发生7.0级地震,此次地震中,受灾面积大,伤亡惨重,医疗队到达后,都会选择一个合理的位置,使伤员能在最短的时间内得到救治.医疗队首先到达O点,设有四个乡镇,分别位于一个矩形ABCD的四个顶点A,B,C,D,为了救灾及灾后实际重建需要.需要修建三条小路OE、EF和OF,要求O是AB的中点,点E在边BC上,点F在边AD上,AB=50千米,BC=25千米且∠EOF=90°,如图所示.
(1)设∠BOE=α,试将△OEF的周长表示成α的函数关系式,并求出此函数的定义域;
(2)经核算,三条路每千米铺设费用均为400元,试问如何设计才能使铺路的总费用最低?并求出最低总费用.
正确答案
(1)∵在Rt△BOE中,OB=25,∠B=90°,∠BOE=α,
∴OE=
在Rt△AOF中,OA=25,∠A=90°,∠AFO=α,
∴OF=.
又∠EOF=90°,
∴EF==
,
∴l=OE+OF+EF=+
+
=
.
当点F在点D时,这时角α最小,求得此时α=;
当点E在C点时,这时角α最大,求得此时α=.
故此函数的定义域为[,
].
(2)由题意知,要求铺路总费用最低,只要求△OEF的周长l的最小值即可.
由(1)得,l=,α∈[
,
].
设sinα+cosα=t,则sinαcosα=,
∴l==
由t=sinα+cosα=sin(α+
),
又≤α+
≤
,得
≤t≤
,
∴+1≤
≤
+1,
∴α=,即BE=25时,lmin=50(
+1),
∴当BE=AF=25米时,铺路总费用最低,最低总费用为20000(+1)元.
加工厂接到一批订单,为完成订单任务,需用a米长的材 料440根,b米长的材料480根,可采购到的原料有三种,一根甲种原料可截得a米长的材料4根,b米长的材料6根,b米长的材料2根,成本为50元;一根丙种原料可截得a米长的材料4根,成本为40元,问怎样采购,可使材料成本最低?
正确答案
设甲种取x根,乙种取y根,丙种取z根,
则已知为x、y、z满足
解得:
∵x,y都是正数,
∴0≤z≤100
令z=5t∈[0,20]
设总成本为P元,则P=60x+50y+40z=5000-20t
∴当t=20时,成本最低,即x=10,y=0,z=100时,取得材料的最低成本为4600元
实验表明,某型号的汽车每小时的耗油量y(升)与速度x(千米/小时)的关系式为y=3(-
+2),已知甲乙两地相距180千米,最高时速为V千米/小时.
(1)当车速度x(千米/小时)时,从甲地到乙地的耗油量为f(x)(升),求函数f(x)的解析式并指出函数的定义域;
(2)当车速为多大时,从甲地到乙地的耗油量最少?
正确答案
(1)∵每小时的耗油量y(升)与速度x(千米/小时)的关系式为y=3(-
+2),
甲乙两地相距180千米,当车速度x(千米/小时)时,
f(x)=×y=540(
-
+
),x∈(0,V]…6分(2)∵f(x)=540(
-
+
),
∴f′(x)=540(-
)
令f′(x)=0,解得x=90…8分
若V<90,有f′(x)<0,则函数f(x)在区间(0,V)内为单调减函数,所以车速为V(千米/小时)时,从甲地到乙地的耗油量最小;…11分
若V≥90,当0<x<90时,f′(x)<0;当90<x≤V时,f′(x)>0,所以,当x=90时,f(x)最小.…14分
综上:若V<90,车速为V(千米/小时)时,从甲地到乙地的耗油量最小;若V≥90,车速为90(千米/小时)时,从甲地到乙地的耗油量最小.…15
祖国大陆开放台湾农民到大陆创业以来,在11个省区设立了海峡两岸农业合作试验区和台湾农民创业园,台湾农民在那里申办个体工商户可以享受“绿色通道”的申请、受理、审批一站式服务.某台商到大陆一创业园投资72万美元建起一座蔬菜加工厂,第一年各种经费12万美元,以后每年增加4万美元,每年销售蔬菜收入50万美元.设f(n)表示前n年的纯收入(f(n)=前n年的总收入-前n年的总支出-投资额)
(Ⅰ)从第几年开始获取纯利润?
(Ⅱ)若干年后,该台商为开发新项目,有两种处理方案:①年平均利润最大时以48万元美元出售该厂;②纯利润总和最大时,以16万美元出售该厂,问哪种方案最合算?
正确答案
由题意知,每年的经费是以12为首项,4为公差的等差数列,
设纯利润与年数的关系为f(n),
则f(n)=50n-[12n+×4]-72=-2n2+40n-72
(I)纯利润就是要求f(n)>0,∴-2n2+40n-72>0,
解得2<n<18.由n∈N知从第三年开始获利.
(II)①年平均利润==40-2(n+
)≤16.当且仅当n=6时取等号.
故此方案先获利6×16+48=144(万美元),此时n=6,
②f(n)=-2(n-10)2+128.当n=10时,f(n)max=128.
故第②种方案共获利128+16=144(万美元),
故比较两种方案,获利都是144万美元.
但第①种方案只需6年,而第②种方案需10年,故选择第①方案.
甲、乙两公司生产同一种新产品,经测算,对于任意x≥0,存在两个函数f(x),g(x).当甲公司投入x万元用于产品的宣传时,若乙公司投人的宣传费用小于f(x)万元,则乙公司有失败的风险,否则无失败风险;当乙公司投入x万元用于产品的宣传时,若甲公司投入的宣传费用小于g(x)万元,则甲公司有失败的风险,否则无失败风险.
(I)请分别解释f(0)=17与g(0)=19的实际意义;
(Ⅱ)当f(x)=+17,g(x)=
+19时,甲、乙两公司为了避免恶性竞争,经过协商,同意在双方均无失败风险的情况下尽可能少地投入宣传费用.问甲、乙两公司各应投人多少宣传费用?
正确答案
(I)f(0)=17表示当甲公司不进行产品宣传时,乙公司为了保证无失败的风险,至少要投入17万元用于产品宣传;g(0)=19的实际意义是当乙公司进行产品的宣传时,甲公司为了保证无失败的风险,至少要投入19万元用于产品宣传.
(Ⅱ)设甲公司投入宣传费m万元,乙公司投入宣传费n万元,
依题意,当且仅当成立,双方均无失败的风险
由(1)(2)得 n≥(
+19)+17⇒3n-
-32≥0
⇒n≥25
∴m≥+19=24,
即甲、乙两公司分别应投入24万元和25万元进行产品宣传.
扫码查看完整答案与解析