题目内容

17.近年来,我国煤矿安全事故频频发生,其中危害最大的是瓦斯,其主要成分是CO.在一次矿难事件的调查中发现:从零时起,井内空气中CO的浓度达到4mg/L,此后浓度呈直线型增加,在第7小时达到最高值46mg/L,发生爆炸;爆炸后,空气中的CO浓度成反比例下降.如图,根据题中相关信息回答下列问题:
(1)求爆炸前与爆炸后空气中CO浓度y与时间x的函数关系式,并写出相应的自变量取值范围;
(2)矿工只有在空气中的CO浓度降到4mg/L及以下时,才能回到矿井开展生产自救,求矿工至少在爆炸后多少小时才能下井?

分析 (1)利用待定系数法求得一次函数的解析式和反比例函数的解析式;
(2)求出y=4时,对应的反比例函数的函数值,然后减去7即可求解.

解答 解:(1)因为爆炸前浓度呈直线型增加,所以可设y与x的函数关系式为y=k1x+b,
由图象知y=k1x+b,
过点(0,4)与(7,46),
则$\left\{\begin{array}{l}{b=4}\\{7{k}_{1}+b=46}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{{k}_{1}=6}\\{b=4}\end{array}\right.$,
所以y=6x+4,此时自变量x的取值范围是0≤x≤7.
因为爆炸后浓度成反比例下降,所以可设y与x的函数关系式为y=$\frac{{k}_{2}}{x}$.
由图象知y=$\frac{{k}_{2}}{x}$.
过点(7,46),则$\frac{{k}_{2}}{7}$=46.
解得k2=322,
所以y=$\frac{322}{x}$,此时自变量x的取值范围是x>7.
(2)当y=4时,由y=$\frac{322}{x}$得,x=80.5,80.5-7=73.5(小时).
故矿工至少在爆炸后73.5小时才能下井.

点评 本题考查了反比例函数的实际应用,现实生活中存在大量成反比例函数的两个变量,解答该类问题的关键是确定两个变量之间的函数关系,然后利用待定系数法求出它们的关系式.

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