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专题2.12 函数模型及其应用
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
【答案】①
【解析】根据已知数据可知,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.
2.某工厂6年来生产某种产品的情况是: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).
【答案】①
3.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.
【答案】10
【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.
4.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.
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【答案】20
【解析】设内接矩形另一边长为y,则由相似三角形性质可得=,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.
5.(2017·长春模拟)一个容器装有细沙a cm3,细沙从容器底下一个细微的小孔慢慢地匀速漏出,t min 后剩余的细沙量为 y=ae-bt(cm3),经过 8 min后发现容器内还有一半的沙子,则再经过________min,容器中的沙子只有开始时的八分之一.
【答案】16
6.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________h,AB间的距离最短.
【答案】
【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.
7.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.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________.
【答案】10
【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
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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.
8.某公司为激励创新,计划逐年加大研发奖金投入.若该公司2015年全年投入研发奖金130万元.在此基础上,每年投入的研发奖金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发奖金开始超过200万元的年份是________(参考数据:lg 1.12=0.05,lg 1.3=0.11,lg 2=0.30).
【答案】2019
二、解答题
9.现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部分的形状是正四棱锥P-A1B1C1D1,下部分的形状是正四棱柱ABCD-A1B1C1D1(如图所示),并要求正四棱柱的高OO1是正四棱锥的高PO1的4倍.
(1)若AB=6 m,PO1=2 m,则仓库的容积是多少?
(2)若正四棱锥的侧棱长为6 m,则当PO1为多少时,仓库的容积最大?
解 (1)V=×62×2+62×2×4=312(m3).
(2)设PO1=x,
则O1B1=,B1C1=·,
∴SA1B1C1D1=2(62-x2),
又由题意可得下面正四棱柱的高为4x.
则仓库容积V=x·2(62-x2)+2(62-x2)·4x=
x(36-x2).
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由V′=0得x=2或x=-2(舍去).
由实际意义知V在x=2(m)时取到最大值,
故当PO1=2 m时,仓库容积最大.
10.(2017·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?
能力提升题组
11.(2017·南京调研)某市对城市路网进行改造,拟在原有a个标段(注:一个标段是指一定长度的机动车道)的基础上,新建x个标段和n个道路交叉口,其中n与x满足n=ax+5.已知新建一个标段的造价为m万元,新建一个道路交叉口的造价是新建一个标段的造价的k倍.
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(1)写出新建道路交叉口的总造价y(万元)与x的函数关系式;
(2)设P是新建标段的总造价与新建道路交叉口的总造价之比.若新建的标段数是原有标段数的20%,且k≥3.问:P能否大于,说明理由.
解 (1)依题意得y=mkn=mk(ax+5),x∈N*.
(2)法一 依题意x=0.2a,
所以P====
12.(2017·苏、锡、常、镇四市调研)某经销商计划销售一款新型的空气净化器,经市场调研发现以下规律:当每台净化器的利润为x(单位:元,x>0)时,销售量q(x)(单位:百台)与x的关系满足:若x不超过20,则q(x)=;若x大于或等于180,则销售量为零;当20≤x≤180时,q(x)=a-b(a,b为实常数).
(1)求函数q(x)的表达式;
(2)当x为多少时,总利润(单位:元)取得最大值,并求出该最大值.
解 (1)当20≤x≤180时,由得
故q(x)=
(2)设总利润f(x)=x·q(x),
由(1)得f(x)=
当0