问题 解答题

甲、乙两地相距S千米,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过c千米/时.已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与速度v(千米/时)的平方成正比、比例系数为b;固定部分为a元.

(1)把全程运输成本y(元)表示为速度v(千米/时)的函数,并指出这个函数的定义域;

(2)为了使全程运输成本最小,汽车应以多大速度行驶?

答案

(1)依题意知汽车从甲地匀速行驶到乙地所用时间为

s
v
,全程运输成本为y=a•
S
v
+bv2
S
v
=S(
a
v
+bv)

故所求函数及其定义域为y=S(

a
v
+bv),v∈(0,c]

(2)依题意知S,a,b,v都为正数,故有S(

a
v
+bv)≥2S
ab

当且仅当

a
v
=bv,.即v=
a
b
时上式中等号成立

a
b
≤c,则当v=
a
b
时,全程运输成本y最小,

a
b
>c,即a>bc2,则当v∈(0,c]时,有S(
a
v
+bv)-S(
a
c
+bc)
=S[(
a
v
-
a
c
)+(bv-bc)]

=

S
vc
(c-v)(a-bcv)

因为c-v≥0,且a>bc2,故有a-bcv≥a-bc2>0,

所以S(

a
v
+bv)≥S(
a
c
+bc),且仅当v=c时等号成立,

也即当v=c时,全程运输成本y最小.

综上知,为使全程运输成本y最小,当

ab
b
≤c时行驶速度应为v=
ab
b
;当
ab
b
>c
时行驶速度应为v=c.

单项选择题
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