问题 解答题

提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v(km/h)是车流密度x(辆/千米)的函数.当桥上的车流密度达到200辆/km时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/km时,车流速度为60km/h,研究表明:当20≤x≤200时,车流速度v是车流密度x的一次函数.

(1)当0≤x≤200时,求函数v(x)的表达式;

(2)当车流密度x为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观测点的车辆数,单位:辆/小时)f(x)=x·v(x)可以达到最大,并求出其最大值.(精确到1辆/小时) 

答案

(1)v(x)=(2)车流密度为100辆/km时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/h.

(1)由题意,当0≤x≤20时,v(x)=60;当20≤x≤200时,设v(x)=ax+b.

再由已知,得解得

故函数v(x)的表达式为v(x)=

(2)依题意并由(1)可得f(x)=

当0≤x≤20时,f(x)为增函数,故当x=20时,其最大值为60×20=1200;

当20≤x≤200时,f(x)=x(200-x)≤ 2

当且仅当x=200-x,即x=100时,等号成立.

所以,当x=100时,f(x)在区间[20,200]上取得最大值.

综上,当x=100时,f(x)在区间[0,200]上取得最大值≈3333,

即当车流密度为100辆/km时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/h

选择题
不定项选择