15、(湖北省鄂州市2008年高考模拟)某工厂有一个容量为300吨的水塔,每天从早上6时起到晚上10时止供应该厂的生产和生活用水,已知该厂生活用水为每小时10吨,工业用水量W(吨)与时间t(小时,且规定早上6时t=0)的函数关系为W=100.水塔的进水量分为10级,第一级每小时进水10吨,以后每提高一级,每小时进水量就增加10吨.若某天水塔原有水100吨,在开始供水的同时打开进水管,问进水量选择为第几级时,既能保证该厂的用水(水塔中水不空)又不会使水溢出?

解:设进水量选第x级,则t小时后水塔中水的剩余量为:

y=100+10xt-10t-100,且0≤t≤16.

根据题意0<y≤300,∴0<100+10xt-10t-100≤300. 

当t=0时,结论成立.

当t>0时,由左边得x>1+10(), 令m=,由0<t≤16,m ≥

记f(t)=1+10()=1+10m2-10m3,(m ≥)

则f¢(t)=20m – 30 m 2 =0得m = 0或m =

∵当≤m <时,f¢(t)>0;当m >时,f¢(t)<0,

∴所以m =时(此时t =),f(t)最大值=1+10()2-10()3=≈2.48.

当t=时,1+10()有最大值2.48. 

∴x>2.48,即x≥3.

由右边得x≤+1,当t=16时,+1有最小值

+1=∈(3,4).即x≤3.

综合上述,进水量应选为第3级.

[总结点评]本题考查数学建模的基本思想,怎么样把实际问题转化为数学问题,进而用已有的数学知识求这个数学问题的解。水塔中的水不空又不会使水溢出等到价于进出水量的平衡,进水量与选择的进水级别与进水时间相关,出水量有生活用水与工业用水两部分构成,故水塔中水的存量是一个关于进水级别与用水时间的函数,而容量为300吨的水塔就构成一个不等式,解之得问题的解.

 0  360954  360962  360968  360972  360978  360980  360984  360990  360992  360998  361004  361008  361010  361014  361020  361022  361028  361032  361034  361038  361040  361044  361046  361048  361049  361050  361052  361053  361054  361056  361058  361062  361064  361068  361070  361074  361080  361082  361088  361092  361094  361098  361104  361110  361112  361118  361122  361124  361130  361134  361140  361148  447090 

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