题目内容

3.某企业某年年初建厂生产某种产品,其年产量为y件,每件产品的利润为2200元,建厂年数为x,y与x的函数关系式为y=-2x2+40x+50.由于设备老化,从2011年起,年产量开始下滑.若该企业2012年投入100万元用于更换所有设备,则预计当年可生产产品122件,且以后每年都比上一年增产14件.
(1)若更换设备后,至少几年可收回投入成本?
(2)试写出更换设备后,年产量Q件与企业建厂年数x的函数关系式;并求出,到哪一年年产量可超过假定设备没有更换的年产量?

分析 (1)确定设备更新后第n年的利润,组成等差数列,求出n年的总利润,根据当总利润超过100万元时可收回投入成本,建立不等式,即可求得结论;
(2)求出当建厂10年时产量最大,年产量Q件与企业建厂年数x的函数关系式为Q=122+14[(x-10)-1]=14x-32,(x>10),根据当Q≥250,可得结论.

解答 解:(1)设至少n年可收回投入成本,则:
设备更新后第一年的产量=122,设备更新后第一年的利润L1=122×2200
设备更新后第二年的产量=122+14×1,设备更新后第二年的利润L2=(122+14×1)×2200
…
设备更新后第n年的产量Q=122+14(n-1),设备更新后第n年的利润Ln=[122+14(n-1)]×2200
∴n年的总利润L=L1+L2+L3+…+Ln
=2200[122+(122+14)+(122+14×2)+…+122+14(n-1)]
=2200[122n+7n(n-1)]
=2200(7n2+115n)
∵当总利润超过100万元时可收回投入成本
∴2200(7n2+115n)≥1000000
∴77n2+1265n-5000≥0
解得n≥3.29或n≤-19.38(舍去)
∵年数取整数,∴n=4
∴至少4年可收回投入成本;
(2)y=-2x2+40x+50=-2(x-10)2+250
∴当建厂10年时产量最大,ymax=250
∴更换设备后,年产量Q件与企业建厂年数x的函数关系式为Q=122+14[(x-10)-1]=14x-32,(x>10)
当Q≥250时有:14x-32≥250,
解得x≥20.14≈20,
∴约建厂20年的时候产量超过设备没有更换的年产量.

点评 本题考查了二次函数的性质在实际生活中的应用.最大销售利润的问题常利函数的增减性来解答,我们首先要吃透题意,确定变量,建立函数模型,然后结合实际选择最优方案.其中要注意应该在自变量的取值范围内求最大值(或最小值).

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