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某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致浓硫酸泄漏,对河水造成了污染.为减少对环境的影响,环保部门迅速反应,及时向污染河道投入固体碱,1个单位的固体碱在水中逐渐

题文

某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致浓硫酸泄漏,对河水造成了污染.为减少对环境的影响,环保部门迅速反应,
及时向污染河道投入固体碱,1个单位的固体碱在水中逐渐溶化,水中的碱浓度f(x)与时间x(小时)的关系可近似地表示
为:f(x)=2-x6-6x+3    0≤x<31-x6              3≤x≤6,只有当污染河道水中碱的浓度不低于13时,才能对污染产生有效的抑制作用.
(1)如果只投放1个单位的固体碱,则能够维持有效的抑制作用的时间有多长?
(2)第一次投放1单位固体碱后,当污染河道水中的碱浓度减少到13时,马上再投放1个单位的固体碱,设第二次投放后水中碱浓度为g(x),求g(x)的函数式及水中碱浓度的最大值.(此时水中碱浓度为两次投放的浓度的累加) 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)由题意知0≤x<32-x6-6x+3≥13或3≤x≤61-x6≥13
解得1≤x<3或3≤x≤4,即1≤x≤4
能够维持有效的抑制作用的时间:4-1=3小时.
(2)由(1)知,x=4时第二次投入1单位固体碱,显然g(x)的定义域为4≤x≤10
当4≤x≤6时,第一次投放1单位固体碱还有残留,
故g(x)=(1-x6)+[2-x-46-6x-4+3]=113-x3-6x-1;
当6<x≤10时,第一次投放1单位固体碱已无残留,故
当6<x≤7时,
g(x)=2-x-46-6x-4+3=83-x6-6x-1;
当7<x≤10时,g(x)=1-x-46=53-x6;
所以g(x)=113-x3-6x-1,4≤x≤683-x6-6x-1,6<x≤753-x6,7<x≤10
当4≤x≤6时,g(x)=113-x3-6x-1=103-(x-13+6x-1)≤103-22;
当且仅当x3=6x-1时取“=”,即x=1+32(函数值与自变量值各1分)
当6<x≤10时,第一次投放1单位固体碱已无残留,
当6<x≤7时,
g′(x)=6(x-1)2-16=(x+5)(7-x)6(x-1)2>0,所以g(x)为增函数;
当7<x≤10时,g(x)为减函数;故 g(x)max=g(7)=12,
又103-22-12=289-2886>0,
所以当x=1+32时,水中碱浓度的最大值为103-22.
答:第一次投放1单位固体碱能够维持有效的抑制作用的时间为3小时;第一次投放1+32小时后,水中碱浓度的达到最大值为103-22.

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解析

0≤x<32-x6-6x+3≥13

考点

据考高分专家说,试题“某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致.....”主要考查你对 [指数函数模型的应用 ]考点的理解。 指数函数模型的应用 指数函数模型的定义
恰当选择自变量将问题的目标表示成自变量的函数f(x)=a·bx+c(a、b、c为常数,a≠0,b>0,b≠1)的形式,进而结合指数函数的性质解决问题。

指数型复合函数的性质的应用:

(1)与指数函数有关的复合函数基本上有两类:

某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致浓硫酸泄漏,对河水造成了污染.为减少对环境的影响,环保部门迅速反应,及时向污染河道投入固体碱,1个单位的固体碱在水中逐渐
;②
某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致浓硫酸泄漏,对河水造成了污染.为减少对环境的影响,环保部门迅速反应,及时向污染河道投入固体碱,1个单位的固体碱在水中逐渐
.无论是哪一类,要搞清楚复合过程,才能确定复合函数的值域和单调区间,具体问题中,a的取值不定时,要对a进行分类讨论.
(2)对于形如
某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致浓硫酸泄漏,对河水造成了污染.为减少对环境的影响,环保部门迅速反应,及时向污染河道投入固体碱,1个单位的固体碱在水中逐渐
一类的指数型复合函数,有以下结论:
①函数
某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致浓硫酸泄漏,对河水造成了污染.为减少对环境的影响,环保部门迅速反应,及时向污染河道投入固体碱,1个单位的固体碱在水中逐渐
的定义域与f(x)的定义域相同;
②先确定函数f(x)的值域,再根据指数函数的值域、单调性,确定函数
某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致浓硫酸泄漏,对河水造成了污染.为减少对环境的影响,环保部门迅速反应,及时向污染河道投入固体碱,1个单位的固体碱在水中逐渐
的值域;
③当a>l时,函数
某水域一艘装载浓硫酸的货船发生侧翻,导致浓硫酸泄漏,对河水造成了污染.为减少对环境的影响,环保部门迅速反应,及时向污染河道投入固体碱,1个单位的固体碱在水中逐渐
与函数f(x)的单调性相同;当O与函数f(x)的单调性相反.

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