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(单位:千米/小时)是车流密度x(单位:辆/千米)的函数,

当桥上的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米/小时,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.

(I) 当0≤x≤200时,求函数v(x)的表达式;

(II) 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,并求出最大值.(精确到1辆/小时).

答案

解:(I) 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

(II)依题并由(I)可得

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,

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

综上所述,当x=100时,f(x)在区间[0,200]上取得最大值为

即当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大值,最大值约为3333辆/小时.

答:(I) 函数v(x)的表达式

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