问题 解答题
2012年中秋、国庆长假期间,由于国家实行6座及以下小型车辆高速公路免费政策,导致在长假期间高速公路出现拥堵现象.长假过后,据有关数据显示,某高速收费路口从上午6点到中午12点,车辆通过该收费站的用时y(分钟)与车辆到达该收费站的时刻t之间的函数关系式可近似地用以下函数给出:
y=f(t)=
-
1
8
t3-
3
4
t2+36t-
629
4
,6≤t<9
t
6
+
288
3t
,9≤t≤10
-3t2+66t-345,10<t≤12

求从上午6点到中午12点,通过该收费站用时最多的时刻.
答案

当t∈[6,9)时,f(t)=-

1
8
t3-
3
4
t2+36t-
629
4

得:f′(t)=-

3
8
t2-
3
2
t+36=-
3
8
(t+12)(t-8)

故:f(t)在(6,8)单调递增,在(8,9)单调递减,

因此,f(t)max=f(8)=

75
4
;….(4分)

当t∈[9,10]时,f(t)=

t
6
+
288
3t
≥2
t
6
×
288
3t
=8.

当且仅当

t
6
=
288
3t

即:t=24∉[9,10].因此f(t)在[9,10]单调递减,

所以,f(t)max=f(9)=

73
6
.…(8分)

当t∈(10,12]时,f(t)=-3t2+66t-345,对称轴为t=11,

故f(t)max=f(11)=18.    …(12分)

综上所述:f(t)max=

75
4
,6≤t<9
73
6
,9≤t≤10
18,10<t≤12

故:通过收费站用时最多的时刻为上午8点.…..(13分)

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