提高過(guò)江大橋的車輛通行能力可改善整個(gè)城市的交通狀況.在一般情況下,大橋上的車流速度v(單位:千米/時(shí))是車流密度x(單位:輛/千米)的函數(shù),當(dāng)橋上的車流密度達(dá)到200輛/千米時(shí),造成堵塞,此時(shí)車流速度為0;當(dāng)車流密度不超過(guò)20輛/千米時(shí),車流速度為60千米/時(shí).研究表明:當(dāng)20≤x≤200時(shí),車流速度v是車流密度x的一次函數(shù).
(l)當(dāng)0≤x≤200時(shí),求車流速度v關(guān)于x的解析式;
(2)當(dāng)車流密度x為多大時(shí),車流量(單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)橋上某觀測(cè)點(diǎn)的車輛數(shù),單位:輛/時(shí),車流量=車流密度×車流速度)可以達(dá)到最大,并求出最大值(精確到1輛/時(shí)).
【答案】
分析:(1)根據(jù)題意,函數(shù)v(x)表達(dá)式為分段函數(shù)的形式,關(guān)鍵在于求函數(shù)v(x)在20≤x≤200時(shí)的表達(dá)式,根據(jù)一次函數(shù)表達(dá)式的形式,用待定系數(shù)法可求得;
(2)先在0≤x≤20上,車流量函數(shù)為增函數(shù),得最大值為v(20)=1200,然后在20≤x≤200上,車流量函數(shù)為二次函數(shù),然后根據(jù)二次函數(shù)的最大值問(wèn)題解答.
解答:解:(1)由題意:當(dāng)0≤x≤20時(shí),v=60,
當(dāng)20<x≤200時(shí),設(shè)v=kx+b,
根據(jù)題意得,
,
解得
,
所以,函數(shù)解析式為v=-
x+
,
故車流速度v關(guān)于x的解析式為v=
;
(2)依題并由(1)可得車流量v(x)=60x(0≤x<20),
v(x)=x(-
x+
)=-
(x-100)
2+
,(20≤x≤200),
當(dāng)0≤x<20時(shí),v(x)為增函數(shù),故當(dāng)x=20時(shí),其最大值為60×20=1200,
當(dāng)20≤x≤200時(shí),當(dāng)x=100時(shí),v(x)最大,最大值為=
≈3333,
綜上所述,當(dāng)x=100時(shí),最大值約為3333.
答:(1)函數(shù)v關(guān)于x的解析式為v=
;
(2)x=100時(shí),最大值約為3333.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查一次函數(shù)的應(yīng)用、最值等基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,屬于中等題.