题目
烟囱向其周围地区散落烟尘造成环境污染.已知A、B两座烟囱相距20km,其中B烟囱喷出的烟尘量是A烟囱的8倍,经环境检测表明:落在地面某处的烟尘浓度与该处到烟囱距离的平方成反比,而与烟囱喷出的烟尘量成正比.(比例系数为k).若C是AB连线上的点,设AC=x km,C点的烟尘浓度记为y.
(Ⅰ)写出y关于x的函数表达式;
(Ⅱ)是否存在这样的点C,使该点的烟尘浓度最低?若存在,求出AC的距离;若不存在,说明理由.
(Ⅰ)写出y关于x的函数表达式;
(Ⅱ)是否存在这样的点C,使该点的烟尘浓度最低?若存在,求出AC的距离;若不存在,说明理由.
提问时间:2021-02-04
答案
(Ⅰ)不妨设A烟囱喷出的烟尘量为1,则B烟囱喷出的烟尘量为8,由AC=x,(0<x<20),可得BC=20-x;…(3分)
依题意,点C处的烟尘浓度y的函数表达式为:y=
+
,(0<x<20)…(6分)
(Ⅱ)对(Ⅰ)中的函数表达式求导得y′=−
+
=
;…(9分)
令y'=0,得(3x-20)•(3x2+400)=0;
又0<x<20,∴x=
.…(12分)
∵当x∈(0 ,
)时,y'<0;当x∈(
, 20)时,y'>0,
∴当x=
时,y取最小值.
故存在点C,当AC=
km时,该点的烟尘浓度最低.…(14分)
依题意,点C处的烟尘浓度y的函数表达式为:y=
k |
x2 |
k•8 |
(20−x)2 |
(Ⅱ)对(Ⅰ)中的函数表达式求导得y′=−
2k |
x3 |
16k |
(20−x)3 |
2k(9x3−60x2+1200x−8000) |
x3(20−x)3 |
令y'=0,得(3x-20)•(3x2+400)=0;
又0<x<20,∴x=
20 |
3 |
∵当x∈(0 ,
20 |
3 |
20 |
3 |
∴当x=
20 |
3 |
故存在点C,当AC=
20 |
3 |
(Ⅰ)设A烟囱喷出的烟尘量为1,则B烟囱喷出的烟尘量为8,由AC=x,(0<x<20),可得BC=20-x;
依题意,点C处的烟尘浓度y的函数表达式为:y=
+
,(0<x<20)
(Ⅱ)对(Ⅰ)中的函数表达式求导,利用单调性与导数的关系求最值即可.
依题意,点C处的烟尘浓度y的函数表达式为:y=
k |
x2 |
k•8 |
(20−x)2 |
(Ⅱ)对(Ⅰ)中的函数表达式求导,利用单调性与导数的关系求最值即可.
导数在最大值、最小值问题中的应用.
本题以环保为素材,考查函数模型的构建,考查根据导数求函数的最值的问题.属中档题
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