某厂在一个空间容积为2000m3的密封车间内生产某种化学药品.开始生产后,每满60分钟会一次性释放出有害气体am3,并迅速扩散到空气中.每次释放有害气体后,车间内的净化设备随即自动工作20分钟,将有害气体的含量降至该车间内原有有害气体含量的r%,然后停止工作,待下一次有害气体释放后再继续工作.安全生产条例规定:只有当车间内的有害气体总量不超过1.25am3时才能正常进行生产.
(Ⅰ)当r=20时,该车间能否连续正常生产6.5小时?请说明理由;
(Ⅱ)能否找到一个大于20的数据r,使该车间能连续正常生产6.5小时?请说明理由.
(Ⅰ)∵第一次释放有害气体am3,
∴第二次释放有害气体后(净化之前),车间内共有有害气体(a+ar%)m3,第三次释放有害气体后(净化之前),车间内共有有害气体[a+(a+ar%)r%]m3,…(2分)
∵6.5小时共释放出6次有害气体,且有害气体的含量逐次递增,
∴要使该车间能连续正常生产,在最后一次释放有害气体后(净化之前),车间内有害气体总量不得超过1.25am3,
即必须要有a+ar%+a(r%)2+…+a(r%)5≤1.25a,
即a•
≤1.25a.…(4分)1+(r%)6 1-r%
∵当r=20时,
<1-(0.2)6 1-0.2
=1 1-0.2
=1.25,1 0.8
∴当r=20时,该车间能连续生产6.5小时.…(6分)
(Ⅱ)设r%=0.2+x(x>0)满足条件,即要有
≤1.25,1-(0.2+x)6 1-(0.2+x)
即(0.2+x)6≥1.25•x.(*)…(8分)
∵(0.2+x)6=0.26+6(0.2)5x+…>0.26+6(0.2)5x,
要使(*)成立,只要0.26+(0.2)5•16x-1.25x≥0即可,…(10分)
∴可取x=
>0,(0.2)6 1.25-6(0.2)5
∴取r=20+100•
,就可使该车间连续生产6.5小时.…(12分)(0.2)6 1.25-6(0.2)5