题目内容

20.要制作一种糖制工艺品,需先把材料加热到40℃~100℃才能进行操作.设材料温度为y(℃),从加热开始计算的时间为x(min).经实验,该材料加热时,温度y与时间x的函数关系图象是一条线段;停止加热后,温度y与时间x的函数关系图象的一部分.已知该材料加热前的温度是30℃,加热5min时温度达到100℃
(1)分别求出材料加热过程中及停止加热后,y关于x的函数表达式;
(2)为节约能源,加工时采用间歇加热法,即把材料加热到100℃后停止加热,等温度降至40℃时,再次加热到100℃后停止,那么从第一次加热至可以操作到第二次再需加热,一共可操作多长时间?

分析 (1)根据题意直接假设出函数关系式,进而利用待定系数法求出函数关系式;
(2)利用(1)中所求进而求出y=40时x的值,进而得出答案.

解答 解:(1)由题意可得:加热过程中是一次函数关系(0≤x≤5),设解析式为:y=kx+b,
其图象过(0,30),(5,100),可得:$\left\{\begin{array}{l}{b=30}\\{5k+b=100}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{k=14}\\{b=30}\end{array}\right.$.
故函数关系式为:y=14x+30;
停止加热后,图象是反比例函数关系,设解析式为:y=$\frac{a}{x}$,
其图象过(5,100),故a=5×100=500,
则y=$\frac{500}{x}$(x≥5),
综上所述:y=$\left\{\begin{array}{l}{14x+30(0≤x≤5)}\\{\frac{500}{x}(x≥5)}\end{array}\right.$;

(2)由(1)得:当y=40,则40=14x+30,
解得:x=$\frac{5}{7}$,
当40=$\frac{500}{x}$,
解得:x=12.5,
故12.5-$\frac{5}{7}$=11$\frac{11}{14}$(分钟).
则从第一次加热至可以操作到第二次再需加热,一共可操作11$\frac{11}{14}$分钟.

点评 此题主要考查了反比例函数与一次函数的应用,根据题意得出函数解析式是解题关键.

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