题目内容
13.(Ⅰ)设AP=x(单位:百米),求“总噪音度”y关于x的函数关系式,并求出该函数的定义域;
(Ⅱ)当AP为何值时,“总噪音度”y最小.
分析 (Ⅰ)连接AP,BP,以AB为x轴,以O点为坐标原点,建立如图所示的直角坐标系,求出曲线段MN的方程,即可求“总噪音度”y关于x的函数关系式,并求出该函数的定义域;
(Ⅱ)换元,利用基本不等式,即可得出当AP为何值时,“总噪音度”y最小.
解答
解:(Ⅰ)连接AP,BP,由已知得AP=x,BP=10-x,(1分)
∴y=$\frac{1}{x}$+$\frac{k}{10-x}$,(3分)
以AB为x轴,以O点为坐标原点,建立如图所示的直角坐标系.
由椭圆定义可得,曲线段MN的方程:$\frac{{x}^{2}}{25}+\frac{{y}^{2}}{9}$=1(-4≤x≤4),(4分)
由已知得|MA|=$\frac{{b}^{2}}{a}$=$\frac{9}{5}$,|AN|=$\sqrt{64+\frac{81}{25}}$=$\frac{41}{5}$,
∴$\frac{9}{5}≤x≤\frac{41}{5}$.(5分)
当点P在曲线段MN的中点即AP=x=5时,$\frac{1}{5}+\frac{k}{5}$=1,k=4,
所求函数为y=$\frac{1}{x}$+$\frac{4}{10-x}$($\frac{9}{5}≤x≤\frac{41}{5}$).(6分)
(Ⅱ)y=$\frac{1}{x}$+$\frac{4}{10-x}$($\frac{9}{5}≤x≤\frac{41}{5}$),可化为y=$\frac{3x+10}{x(10-x)}$,(7分)
设t=3x+10,t$∈[\frac{77}{5}$,$\frac{183}{5}$],(8分)
∴y=$\frac{9}{-(t+\frac{400}{t})+50}$≥$\frac{9}{10}$,(10分)
当且仅当t=$\frac{400}{t}$,即t=20t$∈[\frac{77}{5}$,$\frac{183}{5}$],
即x=$\frac{10}{3}$时,“总噪音度”y的最小值为$\frac{9}{10}$.(12分)
点评 本题考查椭圆的定义,函数的表达式及基本不等式等知识;考查学生运算求解能力、应用数学文字语言转化为图形语言及符号语言解决问题的能力;考查数形结合思想与数学应用意识.
| A. | $\frac{3}{10}$ | B. | $\frac{2}{9}$ | C. | $\frac{3}{5}$ | D. | $\frac{3}{4}$ |
| A. | t≤1 | B. | t≤2$\sqrt{2}$-2 | C. | t≤2 | D. | t≤2$\sqrt{3}$-3 |
| A. | 0.5元 | B. | 1元 | C. | 4.4元 | D. | 8元 |
| A. | $[-\frac{1}{2},1]$ | B. | $[-1,\frac{3}{2}]$ | C. | $(-∞,-1]∪[\frac{3}{2},+∞)$ | D. | [-2,1] |
| A. | $\frac{{\sqrt{2}}}{10}$ | B. | $-\frac{{\sqrt{2}}}{10}$ | C. | $\frac{{7\sqrt{2}}}{10}$ | D. | $-\frac{{7\sqrt{2}}}{10}$ |
| A. | $\frac{2}{3}$ | B. | $\frac{3}{2}$ | C. | 6 | D. | 7 |