1.代数应用题
例1.在测量某物理量的过程中,因仪器和观测的误差,使得n次测量分别得到a1,a2,…an共n个数据,我们规定所测量的物理量的“最佳近似值”a是这样一个量:与其他近似值比较,a与各数据的差的平方和最小,依此规定,从a1,a2,…an推出的a=______________.
分析:本题是与其它学科相关的数学应用问题,要正确理解题意,并能把文字语言转化为符号语言.
解:依题意,本题即是求使 的最小值时,a的取值.
∵ ,
故当 时,f(a)最小.
例2.《中华人民共和国个人所得税法》规定,公民全月工资、薪金所得不超过800元的部分不必纳锐,超过500元的部分为全月应纳税所得额,此项税款按下表分段累进计算:
全月应纳税所得额
税率
不超过500元的部分
5%
超过500元至2000元的部分
10%
超过2000元至5000元的部分
15%
某人一月份应交纳此项税款26.78元,则他的当月工资、薪金所得介于
(A)800-900元 (B)900元-1200元 (C)1200-1500元 (D)1500-2000元
分析:注意分类讨论思想的应用.
思路一:若收入1300元应纳税:500×5%=25元<26.78元
∴此人收入超过1300元,淘汰A、B.
若收入1500元应纳税:500×5%+200×10%=45元>26.78元
∴此人收入低于1500元,排除D,故选C.
思路2:设全月应纳税所得额为x元.
当x<500时,由题意知 x.5%=26.78
∴ 故与题意不符合.
当500<x<2000元时,则500×5%+(x–500) ×10%=26.78
∴x=517.8
∴当月工资、薪金所得额为800+517.8=1317.8元.
故选C.
例3.设计某高速公路时,要求最低车速50千米/小时,最小车距为l千米(l是定值),并且车速v与车距d之间必须满足关系 ,求:
(Ⅰ)常数k的值:
(Ⅱ)这条高速公路的一条车道上每小时的最高车流量.(单位时间车流量=车速/车距)
解:(Ⅰ)由题意,将v=50,d=l代入解析式中可求得
(Ⅱ) .
设每小时车流量为Q,则
(由实际问题, 皆为正值)
当且仅当 ,即 时等号成立.
而 所以当车速为 千米/小时,此高速公路一条车道上每小时的最大车流量为 辆.
例4.某蔬菜基地种植西红柿,由历年市场行情得知,从二月一日起的300天内,西红柿市场售价与上市时间的关系用图一的一条折线表示;西红柿的种植成本与上市时间的关系用图二的抛物线表示.
图一
图二
(Ⅰ)写出图一表示的市场售价与时间的函数关系式P=f(x);写出图二表示的种植成本与时间的函数关系式Q=g(t)
(Ⅱ)认定市场售价减去种植成本为纯收益,向何时上市的西红柿纯收益最大?
(注:市场售价和种植成本的单位:元/102kg,时间单位:天)
分析:要根据函数图象正确建立函数关系式,然后求最值.
解:由图一可得市场售价与时间的函数关系为
由图二可得种植成本与时间的函数关系为,
Ⅱ)设t时刻的纯收益h(t),则由题意得.
当0≤t≤200时,配方整理得
,
∴t=50时,h(t)取得区间[0,200]上的最大值100;
当 时,配方整理得,
∴当t=300时,h(t)取得区间(200,300]上的最大值87.5
综上,由100>87.5可知,h(t)在区间[0,300]上可以取得最大值100,此时t=50,即从二月一日开始的第50天时,上市的西红柿纯收益最大.
例5某企业年初有资金1000万元,如果该企业经过生产经营每年资金增长率均为50%,但每年年底都要扣除消费基金x万元,余下资金投入再生产,为实现经过5年资金达到2000万元(扣除消费资金后),那么每年扣除消费基金x应是多少万元(精确到万元)?
解:依题意,第一年年底扣除消费资金后,投入再生产资金为1000+1000×50%–x=1000×
第二年投入再生产资金为
……
第五年投入再生产资金为
化简得:
故x≈424(万元)
答:每年扣除消费资金为424元.
说明:本题关键是寻求每年投入再生产资金的规律,构造数列模型来解题.
例6在某海滨城市附近海面有一台风,据监测,当前台风中心位于城市O(如图)的东偏南
方向300km的海面P处,并以20km/h的速度向西偏北45°方向移动,台风侵袭的范围为圆形区域,当前半径为60km,并以10km/h的速度不断增大问几小时后该城市开始受到台风的侵袭?
解:如图建立坐标系:以O为原点,正东方向为x轴正向.
在时刻:t(h)台风中心的坐标为
此时台风侵袭的区域是,
其中t+60,
若在t时,该城市O受到台风的侵袭,则有
即
即, 解得.
答:12小时后该城市开始受到台风气侵袭
例7、有三个新兴城镇,分别位于A,B,C三点处,且AB=AC=a,BC=2b.今计划合建一个中心医院,为同时方便三镇,准备建在BC的垂直平分线上的P点处,(建立坐标系如图)
(Ⅰ)若希望点P到三镇距离的平方和为最小,
点P应位于何处?
(Ⅱ)若希望点P到三镇的最远距离为最小,
点P应位于何处?
本小题主要考查函数,不等式等基本知识,考查运用数学知识分析问题和解决问题的能力. (Ⅰ)解:由题设可知,记设P的坐标为(0,),则P至三镇距离的平方和为 所以,当时,函数取得最小值. 答:点P的坐标是
(Ⅱ)解法一:P至三镇的最远距离为
由解得记于是
当即时,在[上是增函数,而上是减函数. 由此可知,当时,函数取得最小值. 当即时,函数在[上,当时,取得最小值,而上为减函数,且 可见, 当时, 函数取得最小值. 答当时,点P的坐标为当时,点P的坐标为(0,0),其中
解法二:P至三镇的最远距离为 由解得
记于是
当的图象如图,因此,当时,函数取得最小值.
当即的图象如图,因此,当时,函数取得最小值.
答:当时,点P的坐标为当,点P的坐标为(0,0),其中
解法三:因为在△ABC中,AB=AC=所以△ABC的外心M在射线AO上,其坐标为,
且AM=BM=CM. 当P在射线MA上,记P为P1;当P在射线MA的反向延长线上,记P为P2,
若(如图1),则点M在线段AO上,
这时P到A、B、C三点的最远距离为
P1C和P2A,且P1C≥MC,P2A≥MA,所以点P与外心M
重合时,P到三镇的最远距离最小.
若(如图2),则点M在线段AO外,这时
P到A、B、C三点的最远距离为P1C或P2A,
且P1C≥OC,P2A≥OC,所以点P与BC边中点O重合时,
P到三镇的最远距离最小为.
答:当时,点P的位置在△ABC的外心
;当时,点P的位置在原点O.
例8、某城市2001年末汽车保有量为30万辆,预计此后每年报废上一年末汽车保有量的,并且每年新增汽车数量相同。为保护城市环境,要求该城市汽车保有量不超过万量,那么每年新增汽车数量不应超过多少辆?
解:设2002年末汽车保有量为万辆,以后各年末汽车保有量依次为万辆,万辆……,每年新增汽车万辆,则
,
对于,有
………………
∴
当,即时,
当,即时,并且数列逐项增加,可以任意靠近
因此,如果要求汽车保有量不超过60万辆,即
则,即(万辆)
综上,每年新增汽车不应超过万辆。
例9、
某服装厂生产一种服装,每件服装的成本为40元,出厂单价定为60元。该厂为鼓励销售商订购,决定当一次订购量超过100件时,每多订购一件,订购的全部服装的出厂单价就降低0.02元。根据市场调查,销售商一次订购量不会超过500件。
(I)设一次订购量为x件,服装的实际出厂单价为P元,写出函数的表达式;
(II)当销售商一次订购了450件服装时,该服装厂获得的利润是多少元?
(服装厂售出一件服装的利润=实际出厂单价-成本)
本小题主要考查函数的基本知识,考查应用数学知识分析问题和解决问题的能力。
解:(I)当时,
当时,
所以
(II)设销售商的一次订购量为x件时,工厂获得的利润为L元,则
当时,
因此,当销售商一次订购了450件服装时,该厂获利的利润是5850元。
例10、本题共有2个小题,第一小题满分6分,第2小题满分8分.
某市2003年共有1万辆燃油型公交车。有关部门计划于2004年投入128辆电力型公交车,
随后电力型公交车每年的投入比上一年增加50%,试问:
(1)
该市在2010年应该投入多少辆电力型公交车?
(2)
到哪一年底,电力型公交车的数量开始超过该市公交车总量的?
解.(1)该市逐年投入的电力型公交车的数量组成等比数列,其中
则在2010年应该投入的电力型公交车为(辆)。
(2)记,依据题意,得。于是(辆),即,
则有因此。所以,到2011年底,电力型公交车的数量开始超过该市公交车总量的。