解答题某隧道长2150米,通过隧道的车速不能超过20米/秒.一个由55辆车身都为10米的同一车型组成的运输车队匀速通过该隧道.设车队的速度为x米/秒,根据安全和车流的需要,相邻两车均保持米的距离,其中a为常数且,自第一辆车车头进入隧道至第55辆车车尾离开隧道所用时间为y(秒).
(1)将y表示为x的函数;
(2)求车队通过隧道所用时间取最小值时车队的速度.
网友回答
解:(1)依题意,自第一辆车车头进入隧道至第55辆车车尾离开隧道所用时间y等于隧道长加车长加车的间隙长,除以火车的速度x米/秒,
即? y=
=??? (0<x≤20,≤a≤1)
(2)令,得x=,又由=20,得a=
∴①当≤a≤1时,≤20
由均值定理知当且仅当x=时,y=≥2+18=180+18
即当x=时,ymin=180+18
②当≤a<时,>20
∵y′=-+9a<0,(0<x≤20)
∴函数y=在(0,20]上是减函数,
∴当x=20时,ymin=+180a+18=153+180a
答:若≤a<,则当车队速度为20m/s时,通过隧道所用时间最少;若≤a≤1,则当车队速度为m/s时,通过隧道所用时间最少解析分析:(1)自第一辆车车头进入隧道至第55辆车车尾离开隧道所用时间y等于隧道长加车长加车的间隙长,除以火车的速度x米/秒,依题意列出函数解析式并化简即可(2)由函数y=的性质,当x=时,函数取得最小值,但由于定义域为(0,20],故需要比较x=与定义域的位置关系,分≤a≤1,≤a<两种情况讨论函数的最小值及取最小值时函数自变量的取值点评:本题考查了将应用问题转化为数学问题的能力,求函数解析式的方法,利用函数性质求函数最值的方法,分类讨论的思想方法