某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致浓硫酸泄漏,对河水造成了污染.为减少对环境的影响,环保部门迅速反应, 及时向污染河道投入固体碱,1个单位的固体碱在水中逐渐溶化,水中的碱浓度f(x)与时间x(小时)的关系可近似地表示 为:f(x)=
(1)如果只投放1个单位的固体碱,则能够维持有效的抑制作用的时间有多长? (2)第一次投放1单位固体碱后,当污染河道水中的碱浓度减少到
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(1)由题意知
或0≤x<3 2-
-x 6
≥6 x+3 1 3 3≤x≤6 1-
≥x 6 1 3
解得1≤x<3或3≤x≤4,即1≤x≤4
能够维持有效的抑制作用的时间:4-1=3小时.
(2)由(1)知,x=4时第二次投入1单位固体碱,显然g(x)的定义域为4≤x≤10
当4≤x≤6时,第一次投放1单位固体碱还有残留,
故g(x)=(1-
)+[2-x 6
-x-4 6
]=6 x-4+3
-11 3
-x 3
;6 x-1
当6<x≤10时,第一次投放1单位固体碱已无残留,故
当6<x≤7时,
g(x)=2-
-x-4 6
=6 x-4+3
-8 3
-x 6
;6 x-1
当7<x≤10时,g(x)=1-
=x-4 6
-5 3
;x 6
所以g(x)=
-11 3
-x 3
,4≤x≤66 x-1
-8 3
-x 6
,6<x≤76 x-1
-5 3
,7<x≤10x 6
当4≤x≤6时,g(x)=
-11 3
-x 3
=6 x-1
-(10 3
+x-1 3
)≤6 x-1
-210 3
;2
当且仅当
=x 3
时取“=”,即x=1+36 x-1
(函数值与自变量值各1分)2
当6<x≤10时,第一次投放1单位固体碱已无残留,
当6<x≤7时,
g′(x)=
-6 (x-1)2
=1 6
>0,所以g(x)为增函数;(x+5)(7-x) 6(x-1)2
当7<x≤10时,g(x)为减函数;故 g(x)max=g(7)=
,1 2
又
-210 3
-2
=1 2
>0,
-289 288 6
所以当x=1+3
时,水中碱浓度的最大值为2
-210 3
.2
答:第一次投放1单位固体碱能够维持有效的抑制作用的时间为3小时;第一次投放1+3
小时后,水中碱浓度的达到最大值为2
-210 3
.2