《(江蘇專用)2019高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二篇 第26練 應(yīng)用題試題 理.docx》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)2019高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二篇 第26練 應(yīng)用題試題 理.docx(20頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第26練 應(yīng)用題
[明晰考情] 1.命題角度:應(yīng)用題是江蘇高考必考題,常見模型有函數(shù)、不等式、三角函數(shù)等.
2.題目難度:中檔難度.
考點(diǎn)一 建立函數(shù)模型
方法技巧 現(xiàn)實(shí)生活中存在的最優(yōu)化問題,常??蓺w結(jié)為函數(shù)的最值問題,通過建立相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù),確定變量的限制條件,運(yùn)用函數(shù)知識和方法去解決.
1.某經(jīng)銷商計(jì)劃銷售一款新型的空氣凈化器,經(jīng)市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律:當(dāng)每臺凈化器的利潤為x(單位:元,x>0)時(shí),銷售量q(x)(單位:百臺)與x的關(guān)系滿足:若x不超過20,則q(x)=;若x大于或等于180,則銷售量為零;當(dāng)20≤x≤180時(shí),q(x)=a-b(a,b為實(shí)常數(shù)).
(1)求函數(shù)q(x)的表達(dá)式;
(2)當(dāng)x為多少時(shí),總利潤(單位:元)取得最大值,并求出該最大值.
解 (1)當(dāng)20≤x≤180時(shí),由
得
故q(x)=
(2)設(shè)總利潤f(x)=xq(x),
由(1)得f(x)=
當(dāng)0<x≤20時(shí),f(x)==126000-,f(x)在(0,20]上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)x=20時(shí),f(x)有最大值120000.
當(dāng)20<x<180時(shí),f(x)=9000x-300x,f′(x)=9000-450,
令f′(x)=0,得x=80.
當(dāng)20<x<80時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增,
當(dāng)80<x<180時(shí),f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減,
所以當(dāng)x=80時(shí),f(x)有最大值240000.
當(dāng)x≥180時(shí),f(x)=0.
答 當(dāng)x為80時(shí),總利潤取得最大值240000元.
2.如圖是某設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的Y型飾品的平面圖,其中支架OA,OB,OC兩兩成120,OC=1,AB=OB+OC,且OA>OB.現(xiàn)設(shè)計(jì)師在支架OB上裝點(diǎn)普通珠寶,普通珠寶的價(jià)值為M,且M與OB長成正比,比例系數(shù)為k(k為正常數(shù));在△AOC區(qū)域(陰影區(qū)域)內(nèi)鑲嵌名貴珠寶,名貴珠寶的價(jià)值為N,且N與△AOC的面積成正比,比例系數(shù)為4k.設(shè)OA=x,OB=y(tǒng).
(1)求y關(guān)于x的函數(shù)解析式,并寫出x的取值范圍;
(2)求N-M的最大值及相應(yīng)的x的值.
解 (1)在△AOB中,∠AOB=120,OA=x,OB=y(tǒng),AB=y(tǒng)+1.
由余弦定理,得(y+1)2=x2+y2+xy,即y=.
由x>y>0,得x>>0,解得1<x<.
所以y=,x∈.
(2)由(1)得M=ky=k,N=4kS△AOC=3kx,
所以N-M=k,x∈.
記f(x)=3x-=4x+2+,x∈.
則f′(x)=4-,令f′(x)=0,得x=2-.
當(dāng)x變化時(shí),f(x),f′(x)的變化情況如下:
x
2-
f′(x)
+
0
-
f(x)
單調(diào)遞增
10-4
單調(diào)遞減
由上表可知,f(x)max=f=10-4.
答 當(dāng)x=2-時(shí),N-M取最大值k(10-4).
3.如圖,某森林公園有一直角梯形區(qū)域ABCD,其四條邊均為道路,AD∥BC,∠ADC=90,AB=5千米,BC=8千米,CD=3千米.現(xiàn)甲、乙兩管理員同時(shí)從A地出發(fā)勻速前往D地,甲的路線是AD,速度為6千米/時(shí),乙的路線是ABCD,速度為v千米/時(shí).
(1)若甲、乙兩管理員到達(dá)D地的時(shí)間相差不超過15分鐘,求乙的速度v的取值范圍;
(2)已知對講機(jī)有效通話的最大距離是5千米,若乙先到達(dá)D地,且乙從A地到D地的過程中始終能用對講機(jī)與甲保持有效通話,求乙的速度v的取值范圍.
解 (1)由題意,可得AD=12千米.
由題意可知≤,
解得≤v≤.
(2)方法一 設(shè)經(jīng)過t小時(shí),甲、乙之間的距離的平方為f(t).
由于乙先到達(dá)D地,故<2,即v>8.
①當(dāng)0<vt≤5,即0<t≤時(shí),f(t)=(6t)2+(vt)2-26tvtcos∠DAB=t2.
因?yàn)関2-v+36>0,
所以當(dāng)t=時(shí),f(t)取最大值,
所以2≤25,解得v≥.
②當(dāng)5
1),離地面高am(1≤a≤2)的C處觀賞該壁畫,設(shè)觀賞視角∠ACB=θ.
(1)若a=1.5,問:觀察者離墻多遠(yuǎn)時(shí),視角θ最大?
(2)若tanθ=,當(dāng)a變化時(shí),求x的取值范圍.
解 (1)當(dāng)a=1.5時(shí),過點(diǎn)C作AB的垂線,垂足為D,則BD=0.5m,且θ=∠ACD-∠BCD,
又觀察者離墻xm,且x>1,則tan∠BCD=,
tan∠ACD=.
所以tanθ=tan(∠ACD-∠BCD)
===≤=,
當(dāng)且僅當(dāng)x=,即x=>1時(shí)取等號.
又因?yàn)閠anθ在上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)觀察者離墻m時(shí),視角θ最大.
(2)由題意得tan∠BCD=,tan∠ACD=,
又tanθ=,所以tanθ=tan(∠ACD-∠BCD)
===.
所以a2-6a+8=-x2+4x,
當(dāng)1≤a≤2時(shí),0≤a2-6a+8≤3,所以0≤-x2+4x≤3,
即解得0≤x≤1或3≤x≤4.
又因?yàn)閤>1,所以3≤x≤4,所以x的取值范圍為[3,4].
7.某市對城市路網(wǎng)進(jìn)行改造,擬在原有a個(gè)標(biāo)段(注:一個(gè)標(biāo)段是指一定長度的機(jī)動車道)的基礎(chǔ)上,新建x個(gè)標(biāo)段和n個(gè)道路交叉口,其中n與x滿足n=ax+5.已知新建一個(gè)標(biāo)段的造價(jià)為m萬元,新建一個(gè)道路交叉口的造價(jià)是新建一個(gè)標(biāo)段的造價(jià)的k倍.
(1)寫出新建道路交叉口的總造價(jià)y(萬元)與x的函數(shù)關(guān)系式;
(2)設(shè)P是新建標(biāo)段的總造價(jià)與新建道路交叉口的總造價(jià)之比.若新建的標(biāo)段數(shù)是原有標(biāo)段數(shù)的20%,且k≥3.問:P能否大于?并說明理由.
解 (1)依題意得y=mkn=mk(ax+5),x∈N*.
(2)方法一 依題意x=0.2a.
所以P====≤=≤=<.
故P不可能大于.
方法二 依題意得x=0.2a.
所以P====.
假設(shè)P>,得ka2-20a+25k<0.
因?yàn)閗≥3,所以Δ=100(4-k2)<0,所以不等式ka2-20a+25k<0無解,與假設(shè)矛盾,故P≤.
故P不可能大于.
8.如圖,某工業(yè)園區(qū)是半徑為10km的圓形區(qū)域,離園區(qū)中心O點(diǎn)5km處有一中轉(zhuǎn)站P,現(xiàn)準(zhǔn)備在園區(qū)內(nèi)修建一條筆直公路AB經(jīng)過中轉(zhuǎn)站,公路AB把園區(qū)分成兩個(gè)區(qū)域.
(1)設(shè)中心O對公路AB的視角為α,求α的最小值,并求較小區(qū)域面積的最小值;
(2)為方便交通,準(zhǔn)備過中轉(zhuǎn)站P在園區(qū)內(nèi)再修建一條與AB垂直的筆直公路CD,求兩條公路長度和的最小值.
解 (1)如圖1,作OH⊥AB,設(shè)垂足為H,記OH=d,
α=2∠AOH,因?yàn)閏os∠AOH=,
要使α有最小值,只需要d有最大值,結(jié)合圖象,
可得d≤OP=5km,
當(dāng)且僅當(dāng)AB⊥OP時(shí),dmax=5km.
此時(shí)αmin=2∠AOH=2=.
設(shè)AB把園區(qū)分成兩個(gè)區(qū)域,其中較小區(qū)域的面積記為S,
由題意得S=f(α)=S扇形-S△AOB=50(α-sinα),
f′(α)=50(1-cosα)≥0恒成立,所以f(α)為增函數(shù),
所以Smin=f=50km2.
答 視角的最小值為,較小區(qū)域面積的最小值是50km2.
圖1
(2)如圖2,過O分別作OH⊥AB,OH1⊥CD,垂足分別是H,H1,記OH=d1,OH1=d2,由(1)可知d1∈[0,5],
所以d+d=OP2=25,且d=25-d,
因?yàn)锳B=2,CD=2,
所以AB+CD=2(+)
=2(+).
記L(d1)=AB+CD=2(+)
可得L2(d1)=4[175+2],
由d∈[0,25]可知,當(dāng)d=0或d=25時(shí),L2(d1)的最小值是100(7+4),
從而AB+CD的最小值是(20+10)km.
答 兩條公路長度和的最小值是(20+10)km.
圖2
考點(diǎn)三 建立三角模型
方法技巧 諸如航行、建橋、測量、人造衛(wèi)星等涉及一定圖形屬性的應(yīng)用問題,常常需要應(yīng)用幾何圖形的性質(zhì),可運(yùn)用三角函數(shù)知識求解.
9.如圖所示,游樂場中的摩天輪勻速轉(zhuǎn)動,每轉(zhuǎn)一圈需要12分鐘,其中心O距離地面40.5米,半徑為40米.如果你從最低處登上摩天輪,那么你與地面的距離將隨時(shí)間的變化而變化,以你登上摩天輪的時(shí)刻開始計(jì)時(shí),請解答下列問題:
(1)求出你與地面的距離y(米)與時(shí)間t(分鐘)的函數(shù)關(guān)系式;
(2)當(dāng)你第4次距離地面60.5米時(shí),用了多長時(shí)間?
解 (1)由已知可設(shè)y=40.5-40cosωt,t≥0,
由周期為12分鐘可知,當(dāng)t=6時(shí),摩天輪第1次到達(dá)最高點(diǎn),即此函數(shù)第1次取得最大值,
所以6ω=π,即ω=,
所以y=40.5-40cost(t≥0).
(2)設(shè)轉(zhuǎn)第1圈時(shí),第t0分鐘時(shí)距離地面60.5米.
由60.5=40.5-40cost0,得cost0=-,
所以t0=或t0=,
解得t0=4或t0=8,
所以t=8(分鐘)時(shí),第2次距地面60.5米,
故第4次距離地面60.5米時(shí),用了12+8=20(分鐘).
10.如圖,我市有一個(gè)健身公園,由一個(gè)直徑為2km的半圓和一個(gè)以PQ為斜邊的等腰直角三角形PRQ構(gòu)成,其中O為PQ的中點(diǎn).現(xiàn)準(zhǔn)備在公園里建設(shè)一條四邊形健康跑道ABCD,按實(shí)際需要,四邊形ABCD的兩個(gè)頂點(diǎn)C,D分別在線段QR,PR上,另外兩個(gè)頂點(diǎn)A,B在半圓上,AB∥CD∥PQ,且AB,CD間的距離為1km.設(shè)四邊形ABCD的周長為ckm.
(1)若C,D分別為QR,PR的中點(diǎn),求AB的長;
(2)求周長c的最大值.
解 (1)如圖,連結(jié)RO并延長分別交AB,CD于M,N,連結(jié)OB.
因?yàn)镃,D分別為QR,PR的中點(diǎn),PQ=2,
所以CD=PQ=1.
因?yàn)椤鱌RQ為等腰直角三角形,PQ為斜邊,
所以RO=PQ=1,NO=RO=.
因?yàn)镸N=1,所以MO=.
在Rt△BMO中,BO=1,所以BM==,
所以AB=2BM=.
(2)設(shè)∠BOM=θ,0<θ<.
在Rt△BMO中,BO=1,所以BM=sinθ,OM=cosθ.
因?yàn)镸N=1,所以CN=RN=1-ON=OM=cosθ,
所以BC=AD=,
所以c=AB+CD+BC+AD=2[sinθ+cosθ+]
≤2=2,
當(dāng)且僅當(dāng)sinθ+cosθ=,即sin2θ=,即θ=或時(shí)取等號.
所以當(dāng)θ=或θ=時(shí),周長c的最大值為2km.
11.在一個(gè)直角邊長為10m的等腰直角三角形ABC的草地上,鋪設(shè)一個(gè)等腰直角三角形PQR的花地,要求P,Q,R三點(diǎn)分別在△ABC的三條邊上,且要使△PQR的面積最小.現(xiàn)有兩種設(shè)計(jì)方案(如圖所示):
方案一:直角頂點(diǎn)Q在斜邊AB上,R,P分別在直角邊AC,BC上;
方案二:直角頂點(diǎn)Q在直角邊BC上,R,P分別在直角邊AC,斜邊AB上.
請問應(yīng)選用哪一種方案?并說明理由.
解 方案一:過點(diǎn)Q作QM⊥AC于點(diǎn)M,作QN⊥BC于點(diǎn)N(如圖所示),
因?yàn)椤鱌QR為等腰直角三角形,且QP=QR,
所以△RMQ≌△PNQ,
所以QM=QN,從而Q為AB的中點(diǎn),
則QM=QN=5m,
設(shè)∠RQM=α,則RQ=,α∈[0,45),
所以S△PQR=RQ2=,
所以當(dāng)cosα=1,即α=0時(shí),S△PQR取得最小值為m2.
方案二:設(shè)CQ=x,∠RQC=β,β∈(0,90),
在△RCQ中,RQ=,
在△BPQ中,∠PQB=90-β,
所以=,即=,
化簡得=,
所以S△PQR=RQ2=,
因?yàn)?sinβ+2cosβ)2≤5,
所以S△PQR的最小值為10m2.
綜上,應(yīng)選用方案二.
12.某飛機(jī)失聯(lián),經(jīng)衛(wèi)星偵查,其最后出現(xiàn)在小島O附近.現(xiàn)派出四艘搜救船A,B,C,D,為方便聯(lián)絡(luò),船A,B始終在以小島O為圓心,100海里為半徑的圓周上,船A,B,C,D構(gòu)成正方形編隊(duì)展開搜索,小島O在正方形編隊(duì)外(如圖).設(shè)小島O到AB的距離為x,∠OAB=α,船D到小島O的距離為d.
(1)請分別求出d關(guān)于x,α的函數(shù)關(guān)系式d=g(x),d=f(α),并分別寫出定義域;
(2)當(dāng)A,B兩艘船之間的距離是多少時(shí),搜救范圍最大(即d最大)?
解 設(shè)x的單位為百海里.
(1)由∠OAB=α,AB=2OAcosα=2cosα,AD=AB=2cosα,
在△AOD中,OD=f(α)
=
=,α∈.
若小島O到AB的距離為x,AB=2,
OD=g(x)=
=,x∈(0,1).
(2)OD2=4cos2α+1+4cosαsinα
=4+1+4=2(sin2α+cos2α)+3
=2sin+3,α∈.
則2α+∈,當(dāng)2α+=,即α=時(shí),OD取得最大值,
此時(shí)AB=2cos=2=(百海里).
答 當(dāng)A,B間距離為100海里時(shí),搜救范圍最大.
例 (14分)如圖,在半徑為30cm的半圓形鐵皮上截取一塊矩形材料ABCD(點(diǎn)A,B在直徑上,點(diǎn)C,D在半圓周上),并將其卷成一個(gè)以AD為母線的圓柱體罐子的側(cè)面(不計(jì)剪裁和拼接損耗),
(1)若要求圓柱體罐子的側(cè)面積最大,應(yīng)如何截?。?
(2)若要求圓柱體罐子的體積最大,應(yīng)如何截取?
審題路線圖
(1)―→
―→―→
(2)―→―→
規(guī)范解答評分標(biāo)準(zhǔn)
解 (1)如圖,設(shè)圓心為O,連結(jié)OC,設(shè)BC=x,
方法一 易得AB=2,x∈(0,30),故所求矩形ABCD的面積為S(x)=2x
3分
=2≤x2+(900-x2)=900(cm2)
(當(dāng)且僅當(dāng)x2=900-x2,即x=15(cm)時(shí)等號成立),此時(shí)BC=15cm. 6分
方法二 設(shè)∠COB=θ,θ∈,則BC=30sinθ,OB=30cosθ,
所以矩形ABCD的面積為S(θ)=230sinθ30cosθ=900sin2θ, 3分
當(dāng)sin2θ=1,即θ=時(shí),S(θ)max=900(cm2).
此時(shí)BC=15cm. 6分
(2)設(shè)圓柱的底面半徑為r,體積為V,
由AB=2=2πr,得r=,
所以V=πr2x=(900x-x3),其中x∈(0,30). 9分
令V′=(900-3x2)=0,得x=10,所以,V=(900x-x3)在(0,10)上單調(diào)遞增,
在(10,30)上單調(diào)遞減,故當(dāng)x=10時(shí),體積最大為cm3. 13分
答 (1)當(dāng)截取的矩形鐵皮的一邊BC為15cm時(shí),圓柱體罐子的側(cè)面積最大.
(2)當(dāng)截取的矩形鐵皮的一邊BC為10cm時(shí),圓柱體罐子的體積最大.14分
構(gòu)建答題模板
[第一步] 審題:閱讀理解,審清題意
[第二步] 建模:引進(jìn)數(shù)學(xué)符號,建立數(shù)學(xué)模型.
[第三步] 解模:利用數(shù)學(xué)的方法將得到的常規(guī)函數(shù)問題(即數(shù)學(xué)模型)予以解答,求得結(jié)果.
[第四步] 回答:將所得結(jié)果再轉(zhuǎn)譯成具體問題的解答.
1.植物園擬建一個(gè)多邊形苗圃,苗圃的一邊緊靠著長度大于30m的圍墻.現(xiàn)有兩種方案:
方案① 多邊形為直角三角形AEB(∠AEB=90),如圖1所示,其中AE+EB=30m;
方案② 多邊形為等腰梯形AEFB(AB>EF),如圖2所示,其中AE=EF=BF=10m.
請你分別求出兩種方案中苗圃的最大面積,并從中確定使苗圃面積最大的方案.
圖1 圖2
解 設(shè)方案①,②中多邊形苗圃的面積分別為S1,S2.
方案① 設(shè)AE=x,則S1=x(30-x)
≤2=(當(dāng)且僅當(dāng)x=15時(shí),“=”成立).
方案② 設(shè)∠BAE=θ,則S2=100sinθ(1+cosθ),θ∈.
令S=100(2cos2θ+cos θ-1)=0,得cos θ=(cos θ=-1舍去),因?yàn)棣取?,所以θ=?
當(dāng)θ變化時(shí)S,S2的變化情況如下:
θ
S
+
0
-
S2
遞增
極大值
遞減
所以當(dāng)θ=時(shí),(S2)max=75.
因?yàn)椋?5,所以建苗圃時(shí)用方案②,且∠BAE=.
答 方案①②苗圃的最大面積分別為m2,75m2,建苗圃時(shí)用方案②,且∠BAE=.
2.經(jīng)市場調(diào)查,某商品每噸的價(jià)格為x(10);月需求量為y2萬噸,y2=-x2-x+1,當(dāng)該商品的需求量大于供給量時(shí),銷售量等于供給量;當(dāng)該商品的需求量不大于供給量時(shí),銷售量等于需求量,該商品的月銷售額等于月銷售量與價(jià)格的乘積.
(1)若a=,問商品的價(jià)格為多少時(shí),該商品的月銷售額最大?
(2)記需求量與供給量相等時(shí)的價(jià)格為均衡價(jià)格,若該商品的均衡價(jià)格不低于每噸6百元,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解 (1)若a=,由y2>y1,得-x2-x+1>x+2-,解得-400,得x<8,
所以g(x)在[6,8)上是增函數(shù),在(8,14)上是減函數(shù),
故當(dāng)x=8時(shí),g(x)有最大值g(8)=.
(2)設(shè)f(x)=y(tǒng)1-y2=x2+x+a2-1-a,
因?yàn)閍>0,所以f(x)在區(qū)間(1,14)上是增函數(shù),
若該商品的均衡價(jià)格不低于6百元,即函數(shù)f(x)在區(qū)間[6,14)上有零點(diǎn),
所以即解得0
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第二篇
第26練
應(yīng)用題試題
江蘇
專用
2019
高考
數(shù)學(xué)
二輪
復(fù)習(xí)
第二
26
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