题目内容

17.罗源滨海新城建一座桥,两端的桥墩已建好,这两墩相距m米,余下工程只需建两端桥墩之间的桥面和桥墩,经预测,一个桥墩的工程费用为32万元,距离为x米的相邻两墩之间的桥面工程费用为(2+$\sqrt{x}$)x万元.假设桥墩等距离分布,所有桥墩都视为点,且不考虑其他因素,记余下工程的费用为y万元.
(1)试写出y关于x的函数关系式;
(2)当m=96米时,需新建多少个桥墩才能使余下工程的费用y最小?

分析 (1)根据题意设出桥墩和桥面工程量,然后根据题意建立工程总费用与工程量的函数关系.
(2)当m=96米时,代入已知函数表达式,求出此时的函数表达式,并求导,根据导数与函数单调性的关系求出最值以及此时x的值.

解答 解:(1)设需新建n个桥墩,则(n+1)x=m,即n=$\frac{m}{x}$-1,…(2分)
所以y=f(x)=32n+(n+1)(2+$\sqrt{x}$)x=32($\frac{m}{x}$-1)+(2+$\sqrt{x}$)m
=m($\frac{32}{x}$+$\sqrt{x}$)+2m-32,( 0<x<m)…(6分)
(2)当m=96时,f(x)=96($\frac{32}{x}$+$\sqrt{x}$)+160
则f′(x)=$96(\frac{1}{{2\sqrt{x}}}-\frac{32}{x^2})=\frac{48}{x^2}({x^{\frac{3}{2}}}-64)$.…(8分)
令f′(x)=0,得${x^{\frac{3}{2}}}$=64,所以x=16
当0<x<16时,f′(x)<0,f(x)在区间(0,16)内为减函数;
当16<x<96,f′(x)>0,f(x)在区间(16,96)内为增函数.
所以f(x)在x=16处取得最小值.此时n=$\frac{96}{16}$-1=5…(10分)
故需新建5个桥墩才能使余下工程的费用y最小.…(12分)

点评 本题考查函数模型的选择与应用,通过对实际问题的分析,构造数学模型从而解决问题.本题需要构建一个工程总费用与工程量的函数关系.并注明取值范围.需要对知识熟练的掌握并应用,属于中档题.

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