问题 解答题
用水清洗一堆蔬菜上残留的农药,对用一定量的水清洗一次的效果作如下假定:用1个单位量的水可洗掉蔬菜上残留农药量的
1
2
,用水越多洗掉的农药量也越多,但总还有农药残留在蔬菜上.设用x单位量的水清洗一次以后,蔬菜上残留的农药量与本次清洗前残留的农药量之比为函数f(x).
(Ⅰ)试规定f(0)的值,并解释其实际意义;
(Ⅱ)试根据假定写出函数f(x)应该满足的条件和具有的性质;
(Ⅲ)设f(x)=
1
1+x2
.现有a(a>0)单位量的水,可以清洗一次,也可以把水平均分成2份后清洗两次,试问用哪种方案清洗后蔬菜上残留的农药量比较省?说明理由.
答案

(1)f(0)=1,表示没有用水洗时,盘子上洗洁净的量将保持原样.

(2)函数f(x)应该满足的条件和具有的性质是:f(0)=1,f(1)=

1
2
在[0,+∞)上f(x)单调递减,且0<f(x)≤1.

(3)设仅清洗一次,残留在洗洁净量为f1=

1
1+a2
,清洗两次后,残留的洗洁净量为f2=[
1
1+(
a
2
)
2
]2=
16
(a2+4)2
,则f1-f2=
a2(a2-8)
(a2+1)(a2+4)2
于是,当a>2
2
时,清洗两次后残留在洗洁净量较少;当a=2
2
时,两种清洗方法具有相同的效果;

0<a<2

2
时,一次清洗残留的洗洁净量较少.

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