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精英家教网如图,两个工厂A,B(视为两个点)相距2km,现要在以A,B为焦点,长轴长为4km的椭圆上某一点P处建一幢办公楼.据测算此办公楼受工厂A的“噪音影响度”与距离AP成反比,比例系数是1;办公楼受工厂B的“噪音影响度”与距离BP也成反比,比例系数是4.办公楼受A,B两厂的“总噪音影响度”y是受A,B两厂“噪音影响度”的和,设AP=xkm.
(I)求“总噪音影响度”y关于x的函数关系式;
(II)当AP为多少时,“总噪音影响度”最小?(结果保留一位小数)
分析:(I)根据椭圆的定义可知PA+PB=4,从而得到PB,利用办公楼受A,B两厂的“总噪音影响度”y是受A,B两厂“噪音影响度”的和,即可列出函数关系式;
(II)对函数y的表达式进行变形,构造积为定值的形式,然后利用基本不等式求解最值即可,注意等号成立的条件.
解答:解:(I)∵办公楼P在以A,B为焦点,长轴长为4km的椭圆上,则有PA+PB=4,故PB=4-x,
∵办公楼受工厂A的“噪音影响度”与距离AP成反比,比例系数是1,办公楼受工厂B的“噪音影响度”与距离BP也成反比,比例系数是4,
∴办公楼受A,B两厂的“总噪音影响度”y=
1
x
+
4
4-x
,(1≤x≤3),
故“总噪音影响度”y关于x的函数关系式为y=
1
x
+
4
4-x
,(1≤x≤3);
(II)由(I)可知,y=
1
x
+
4
4-x
,(1≤x≤3),
∴y=
1
x
+
4
4-x
=(
1
x
+
4
4-x
)[x+(4-x)]×
1
4

=
1
4
(5+
4-x
x
+
4x
4-x
)
≥
1
4
(5+2
4-x
x
•
4x
4-x
)=
9
4
,
当且仅当
4-x
x
=
4x
4-x
,即x=
4
3
≈1.3时取“=”,
∴当x≈1.3时,y取最小值为
9
4
,
故当AP为1.3km时,“总噪音影响度”最小.
点评:本题主要考查函数模型的选择与应用.建立数学模型后应用了基本不等式求最值.解决实际问题通常有四个步骤:(1)阅读理解,认真审题;(2)引进数学符号,建立数学模型;(3)利用数学的方法,得到数学结果;(4)转译成具体问题作出解答,其中关键是建立数学模型.属于中档题.
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