题目内容

(2013•黄浦区二模)某医药研究所开发一种新药,在试验药效时发现:如果成人按规定剂量服用,那么服药后每毫升血液中的含药量y(微克)与时间x(小时)之间满足y=
ax
x2+1
,(0<x<1)
a•2x-1
4x-1+1
,(x≥1)
,其对应曲线(如图所示)过点(2,
16
5
)
.
(1)试求药量峰值(y的最大值)与达峰时间(y取最大值时对应的x值);
(2)如果每毫升血液中含药量不少于1微克时治疗疾病有效,那么成人按规定剂量服用该药一次后能维持多长的有效时间?(精确到0.01小时)
分析:(1)由曲线过点(
1
2
,
16
5
)
,代入曲线方程,求出a值,确定函数关系式;再分别求出分段函数各段上的最大值进行比较,从而得出药量峰值(y的最大值)与达峰时间;
(2)把y=1分别代入两个函数关系式求时间,再求时间差,即可得出服用该药一次后能维持多长的有效时间.
解答:解:(1)由曲线过点(
1
2
,
16
5
)
,可得
a×
1
2
1
4
+1
=
16
5
,故a=8…(2分)
当0<x<1时,y=
8x
x2+1
<
8x
2x
=4
,…(3分)
当x≥1时,设2x-1=t,可知t≥1,y=
8×2x-1
4x-1+1
=
8t
t2+1
≤
8t
2t
=4
(当且仅当t=1时,y=4)…(5分)
综上可知ymax=4,且当y取最大值时,对应的x值为1
所以药量峰值为4mg,达峰时间为1小时.                   …(6分)
(2)当0<x<1时,由
8x
x2+1
=1
,可得x2-8x+1=0,
解得x=4±
15
,又4+
15
>1
,故x=4-
15
.             …(8分)
当x≥1时,设2x-1=t,则t≥1,
由
8×2x-1
4x-1+1
=1
,可得
8t
t2+1
=1
,解得t=4±
15
,
又t≥1,故t=4+
15
,所以2x-1=4+
15
,
可得x=log2(4+
15
)+1
.         …(12分)
由图象知当y≥1时,对应的x的取值范围是[4-
15
,log2(4+
15
)+1]
,
∵log2(4+
15
)+1-(4-
15
)≈3.85
,
所以成人按规定剂量服用该药一次后能维持大约3.85小时的有效时间.  …(14分)
点评:本题主要考查了函数模型的选择与应用,以及分段函数求解析式和指数不等式的求解,同时考查了计算能力,属于中档题.
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