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其次章 函数、基本初等函数
第9讲 函数的应用
基础巩固题组
(建议用时:40分钟)
一、填空题
1.给出下列函数模型:①一次函数模型;②幂函数模型;③指数函数模型;④对数函数模型.下表是函数值y随自变量x变化的一组数据,它最可能的函数模型是________(填序号).
x
4
5
6
7
8
9
10
y
15
17
19
21
23
25
27
解析 依据已知数据可知,自变量每增加1函数值增加2,因此函数值的增量是均匀的,故为一次函数模型.
答案 ①
2.(2021·合肥调研)某工厂6年来生产某种产品的状况是:前3年年产量的增长速度越来越快,后3年年产量保持不变,则该厂6年来这种产品的总产量C与时间t(年)的函数关系图象正确的是________(填序号).
解析 前3年年产量的增长速度越来越快,说明呈高速增长,只有①,③图象符合要求,而后3年年产量保持不变,故①正确.
答案 ①
3. (2022·江西六校联考)A、B两只船分别从在东西方向上相距145 km的甲乙两地开出.A从甲地自东向西行驶.B从乙地自北向南行驶,A的速度是40 kmh,B的速度是 16 kmh,经过________小时,AB间的距离最短.
解析 设经过x h,A,B相距为y km,
则y=(0≤x≤),求得函数的最小值时x的值为.
答案
4.(2022·北京东城期末)某企业投入100万元购入一套设备,该设备每年的运转费用是0.5万元,此外每年都要花费确定的维护费,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.为使该设备年平均费用最低,该企业需要更新设备的年数为________.
解析 设该企业需要更新设备的年数为x,设备年平均费用为y,则x年后的设备维护费用为2+4+…+2x=x(x+1),所以x年的平均费用为y==x++1.5,由基本不等式得y=x++1.5≥2 +1.5=21.5,当且仅当x=,即x=10时取等号.
答案 10
5.(2022·孝感模拟)物价上涨是当前的主要话题,特殊是菜价,我国某部门为尽快实现稳定菜价,提出四种绿色运输方案.据猜想,这四种方案均能在规定的时间T内完成猜想的运输任务Q0,各种方案的运输总量Q与时间t的函数关系如图所示,在这四种方案中,运输效率(单位时间的运输量)逐步提高的是________(填序号).
解析 由运输效率(单位时间的运输量)逐步提高得,曲线上的点的切线斜率应渐渐增大,故函数的图象应始终是下凹的,故②正确.
答案 ②
6. 某电信公司推出两种手机收费方式:A种方式是月租20元,B种方式是月租0元.一个月的本地网内打出电话时间t(分钟)与打出电话费s(元)的函数关系如图,当打出电话150分钟时,这两种方式电话费相差________元.
解析 设A种方式对应的函数解析式为s=k1t+20,
B种方式对应的函数解析式为s=k2t,
当t=100时,100k1+20=100k2,∴k2-k1=,
t=150时,150k2-150k1-20=150×-20=10.
答案 10
7.(2021·长春模拟)一个容器装有细沙a cm3,细沙从容器底下一个微小的小孔渐渐地匀速漏出,t min 后剩余的细沙量为 y=ae-bt(cm3),经过 8 min后发觉容器内还有一半的沙子,则再经过________min,容器中的沙子只有开头时的八分之一.
解析 当t=0时,y=a,当t=8时,y=ae-8b=a,
∴e-8b=,容器中的沙子只有开头时的八分之一时,
即y=ae-bt=a,e-bt==(e-8b)3=e-24b,
则t=24,所以再经过16 min.
答案 16
8. 在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x为________m.
解析 设内接矩形另一边长为y,则由相像三角形性质可得=,解得y=40-x,所以面积S=x(40-x)=-x2+40x=-(x-20)2+400(0<x<40),当x=20时,Smax=400.
答案 20
二、解答题
9.(2022·南通模拟)某化工厂引进一条先进生产线生产某种化工产品,其生产的总成本y(万元)与年产量x(吨)之间的函数关系式可以近似地表示为y=-48x+8 000,已知此生产线年产量最大为210吨.
(1)求年产量为多少吨时,生产每吨产品的平均成本最低,并求最低成本;
(2)若每吨产品平均出厂价为40万元,那么当年产量为多少吨时,可以获得最大利润?最大利润是多少?
解 (1)每吨平均成本为(万元).
则=+-48≥2 -48=32,
当且仅当=,即x=200时取等号.
∴年产量为200吨时,每吨平均成本最低为32万元.
(2)设年获得总利润为R(x)万元.
则R(x)=40x-y=40x-+48x-8 000
=-+88x-8 000
=-(x-220)2+1 680(0≤x≤210).
∵R(x)在[0,210]上是增函数,∴x=210时,
R(x)有最大值为-(210-220)2+1 680=1 660.
∴年产量为210吨时,可获得最大利润1 660万元.
10. 在扶贫活动中,为了尽快脱贫(无债务)致富,企业甲将经营状况良好的某种消费品专卖店以5.8万元的优待价格转让给了尚有5万元无息贷款没有偿还的小型企业乙,并商定从该店经营的利润中,首先保证企业乙的全体职工每月最低生活费的开支3 600元后,逐步偿还转让费(不计息).在甲供应的资料中:①这种消费品的进价为每件14元;②该店月销量Q(百件)与销售价格P(元)的关系如图所示;③每月需各种开支2 000元.
(1)当商品的价格为每件多少元时,月利润扣除职工最低生活费的余额最大?并求最大余额;
(2)企业乙只依靠该店,最早可望在几年后脱贫?
解 设该店月利润余额为L元,
则由题设得L=Q(P-14)×100-3 600-2 000,①
由销量图易得Q=
代入①式得
L=
(1)当14≤P≤20时,Lmax=450元,此时P=19.5元;
当20<P≤26时,Lmax=元,此时P=元.
故当P=19.5元时,月利润余额最大,为450元.
(2)设可在n年后脱贫,
依题意有12n×450-50 000-58 000≥0,解得n≥20.
即最早可望在20年后脱贫.
力气提升题组
(建议用时:25分钟)
1.为了预防信息泄露,保证信息的平安传输,在传输过程中都需要对文件加密,有一种为加密密钥密码系统(Private Key Cryptosystem),其加密、解密原理为:发送方由明文→密文(加密),接收方由密文→明文(解密).现在加密密钥为y=kx3,如“4”通过加密后得到密文“2”,若接受方接到密文“”,则解密后得到的明文是________.
解析 由题目可知加密密钥y=kx3是一个幂函数型,由已知可得,当x=4时,y=2,即2=k×43,解得k==.故y=x3,明显令y=,则=x3,即x3=,解得x=.
答案
2.某厂有很多外形为直角梯形的铁皮边角料,如图,为降低消耗,开源节流,现要从这些边角料上截取矩形铁片(如图中阴影部分)备用,当截取的矩形面积最大时,矩形两边长x,y应为________.
解析 由三角形相像得=.得x=(24-y),
∴S=xy=-(y-12)2+180,
∴当y=12时,S有最大值,此时x=15.
答案 x=15,y=12
3.一个工厂生产某种产品每年需要固定投资100万元,此外每生产1件该产品还需要增加投资1万元,年产量为x(x∈N*)件.当x≤ 20时,年销售总收入为(33x-x2)万元;当x>20时,年销售总收入为260万元.记该工厂生产并销售这种产品所得的年利润为y万元,则y(万元)与x(件)的函数关系式为________,该工厂的年产量为________件时,所得年利润最大(年利润=年销售总收入-年总投资).
解析 当0<x≤20时,y=(33x-x2)-x-100=-x2+32x-100;当x>20时,y=260-100-x=160-x.
故y=(x∈N*).
当0<x≤20时,y=-x2+32x-100=-(x-16)2+156,x=16时,ymax=156.而当x>20时,160-x<140,故x=16时取得最大年利润.
答案 y=(x∈N*) 16
4.已知某物体的温度θ(单位:摄氏度)随时间t(单位:分钟)的变化规律:θ=m·2t+21-t(t≥0,并且m>0).
(1)假如m=2,求经过多少时间,物体的温度为5摄氏度;
(2)若物体的温度总不低于2摄氏度,求m的取值范围.
解 (1)若m=2,则θ=2·2t+21-t=2,
当θ=5时,2t+=,令2t=x≥1,则x+=,
即2x2-5x+2=0,
解得x=2或x=(舍去),此时t=1.
所以经过1分钟,物体的温度为5摄氏度.
(2)物体的温度总不低于2摄氏度,即θ≥2恒成立.
亦m·2t+≥2恒成立,亦即m≥2恒成立.
令=x,则0<x≤1,∴m≥2(x-x2),
由于x-x2≤,∴m≥.
因此,当物体的温度总不低于2摄氏度时,m的取值范围是.
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