题目内容

某化工厂打算投入一条新的生产线生产某种化工产品,但需要经过环保部门审批同意后方可投入生产.已知该生产线连续生产n个月的累积产量为f(n)=
1
2
n(n+1)(2n-1)
吨,但如果月产量超过96吨,就会给周边环境造成污染,环保部门将责令停产一段时间,再进入下一个生产周期.
(Ⅰ)请你代表环保部门给该生产线拟定一个最长的生产周期;
(Ⅱ)按环保管理条例,该生产线每月需要缴纳a万元的环保费.已知这种化工产品每吨的售价为0.6万元,第n个月的生产成本为g(n)=
8
5
n2-
2
5
n-1
万元.当环保费用a在什么范围内时,该生产线在最长的生产周期内每月都有盈利?
分析:(1)先化简得到第n个月的产量函数,再令 f(n)-f(n-1)≤96,解得:-
16
3
≤n≤6

(2)建立利润函数F(n)=
3
5
(3n2-2n)-a-g(n),n∈N,n≤6
,则F(n)>0恒成立,求得a的范围.
解答:解:(Ⅰ)设第n个月的产量为an吨,则a1=f(1)=1.(1分)
当n≥2时,an=f(n)-f(n-1)=3n2-2n.(3分)
又a1=1满足上式,所以an=3n2-2n(n∈N*).(4分)
令3n2-2n-96≤0,得-
16
3
≤n≤6
.又n∈N*,则n=1,2,3,4,5,6.
故最长生产周期是6个月.(6分)
(Ⅱ)由
3
5
(3n2-2n)-(
8
5
n2-
2
5
n-1)-a>0
,得a<
1
5
n2-
4
5
n+1
.(8分)
设φ(n)=
1
5
n2-
4
5
n+1
,据题意,当n=1,2,3,4,5,6时,a<φ(n)恒成立,则a<φ(n)min.
因为φ(n)=
1
5
n2-
4
5
n+1=
1
5
(n-2)2+
1
5
,则当n=2时,φ(n)min=
1
5
.(12分)
故当环保费用a∈(0,
1
5
)
时,该生产线在最长的生产周期内每月都有盈利.(13分)
点评:本题主要考查函数的实际应用,建模和解模的能力.
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