题目内容

提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况,在一般情况下,大桥上的车流速度v(单位:千米/小时)是车流密度(单位:辆/千米)的函数,当桥上的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车速度为0;当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米,/小时,研究表明:当时,车流速度v是车流密度的一次函数.
(Ⅰ)当时,求函数的表达式;
(Ⅱ)当车流密度为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观测点的车辆数,单位:辆/小时) 可以达到最大,并求出最大值.(精确到1辆/小时)

(Ⅰ)
(Ⅱ)当时,在区间[0,200]上取得最大值.即当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/小时.

解析试题分析:(Ⅰ)由题意:当时,;当时,设
再由已知得,解得故函数的表达式为
(Ⅱ)依题意并由(Ⅰ)可得当时,为增函数,故当时,其最大值为60×20=1200;当时,当且仅当,即时,等号成立.所以,当时,在区间[20,200]上取得最大值.
综上,当时,在区间[0,200]上取得最大值.即当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/小时.
考点:函数模型,均值定理的应用。
点评:中档题,函数的应用问题,要注意遵循“审清题意,设出变量,列出关系式,解,答”。确定函数的最值问题,较为常用的方法有,均值定理、应用导数研究函数的最值。应用均值定理,要注意“一正,二定,三相等”,缺一不可。

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