问题 解答题

(14分)一船由甲地逆水驶至乙地,甲、乙两地相距 S (km),水的流速为常量a(km/h),船在静水中的最大速度为b (km/h)  (b>2a),已知船每小时的燃料费用(单位:元)与船在静水中的速度 v(km/h) 的平方成正比,比例系数为 k ,问:

(1)船在静水中的航行速度 v 为多少时,全程燃料费用最少?

(2)若水速 a =" 8.4" km/h,船在静水中的最大速度为b="25" km/h,要使全程燃料费用不超过40 k S元,求船在静水中的航行速度v 的范围。

答案

(1)船在静水中速度 v =" 2a" (km/h)时,全程燃料费最少。

(2)当 12≤ v ≤ 25 时,全程燃料费不超过40kS元.

本试题主要是考查了函数在物理中的运用。

(1)根据已知中的条件可知设设全程燃料费用为 y,故全程所需时间为

,那么y = kv 2  进而得到解析式,,分析定义域和不等式的思想得到最值。

(2)由以知得 ,得到得 ,解不等式得到范围进而得到最值。

解:(1)设全程燃料费用为 y .    …… 1分

∵ 全程所需时间为

∴   y = kv 2                    ……2分

=     ……3分

=      v∈( a , b ]    ……4分

∵  v ­­– a > 0 ∴  y≥ 4akS ,      …… 5分

当且仅当  , 即 v =" 2a" 时取等号,……6分

∵  2a ∈ ( a, b ] ( 7分)   ∴ 当  v = 2a时,全程燃料费最少. ……8分

(2) 由以知得      ……10分

    12 ≤ v ≤ 28 . 

∵v ≤ b  12≥a ∴  12 ≤ v ≤ 25       ……13分

答 (1)船在静水中速度 v =" 2a" (km/h)时,全程燃料费最少。

(2)当 12≤ v ≤ 25 时,全程燃料费不超过40kS元.           ……14分

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