節(jié)假日自駕游成為時尚,為了確保交通安全,在一個交通擁擠及事故易發(fā)生路段,交通部門規(guī)定,在此路段內(nèi)的車速v(單位:km/h)的平方和車身長l(單位:m)的乘積與車距d成正比,且最小車距不得少于半個車身長.假定車身長均為l(單位:m)且當車速為50(km/h)時,車距恰為車身長,問交通繁忙時,應規(guī)定怎樣的車速,才能使在此路段的車流量Q最大?(車流量=
車速車距+車身長
分析:根據(jù)車距d是車速v(千米/小時)的平方與車身長l(米)之積的正比例函數(shù),可假設函數(shù)解析式.利用車速為50千米/小時,車距恰為車身長.可求d關于v的解析式,從而可得車流量關于v的函數(shù),利用基本不等式可求最值.
解答:解:∵車距d是車速V(公里/小時)的平方與車身長S(米)積的正比例函數(shù),設d=Kv2l,
∵V=50時,d=l,得s=K×502×l,∴K=
1
2500

d=
1
2500
v2l
,
d=
1
2
l
時,v=25
2

∴當0<v≤25
2
時,車距d等于車身長的一半,∴d=
1
2
l
,
當v>25
2
時,車距d=
1
2500
v2

則有
d=
1
2500
v2l(v>25
2
)
1
2
l,(0<v≤25
2
)
,
Q=
1000v
d+l
=
1000v
l(1+
v2
2500
)
(v>25
2
)
1000v
3l
2
(v≤25
2
)

顯然當v≤25
2
時,Q是關于v的增函數(shù),
∴當v=25
2
時,Q=
2000v
3l
,∴Qmax=
50000
2
3l

v>25
2
時,Q=
1000v
d+l
=
1000v
l(1+
v2
2500
)
=
1000
l(
1
v
+
v
2500
)
1000
l•2
1
v
v
2500
=
25000
l

當且僅當v=50時,上式等號成立.
綜上所述,當且僅當v=50(km/h)時,車流量Q取得最大值.
點評:本題的考點是根據(jù)實際問題選擇函數(shù)類型.主要考查利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,同時考查利用基本不等式求函數(shù)的最值,關鍵是將實際問題轉化為數(shù)學問題.屬于中檔題.
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