第27講建構不等關係的應用性問題

2023-02-01 06:00:03 字數 2619 閱讀 6213

100080 北京中國人民大學附中梁麗平

題型**

不等式應用題,多以函式面目出現,以最優化的形式展現,解答這一類問題,不僅需要不等式的相關知識(不等式的性質、解不等式、均值不等式等),而且往往涉及函式、數列、幾何等多方面知識,綜合性強,難度可大可小,是高考和各地模擬題的命題熱點.

範例選講

例1. 某商場經過市場調查分析後得知,2023年從年初開始的前n個月內,對某種商品需求的累計數(萬件)近似地滿足下列關係:

(ⅰ)問這一年內,哪幾個月需求量超過1.3萬件?

(ⅱ)若在全年銷售中,將該產品都在每月初等量投放市場,為了保證該商品全年不脫銷,每月初至少要投放多少件商品?(精確到件)

講解:(ⅰ)首先,第n個月的月需求量=

∵,∴ .

當時,∴ 令,即,解得:,

∵ n∈n, ∴n = 5 ,6

即這一年的5、6兩個月的需求量超過1.3萬件.

(ⅱ)設每月初等量投放商品a萬件,要使商品不脫銷,對於第n個月來說,不僅有本月投放市場的a萬件商品,還有前幾個月未銷售完的商品.所以,需且只需:,

∴ 又∵ ∴

即每月初至少要投放11112件商品,才能保證全年不脫銷.

點評:實際問題的解答要注意其實際意義.本題中的最小值,不能用四捨五入的方法得到,否則,不符合題意.

例2.已知甲、乙、丙三種食物的維生素a、b含量及成本如下表,若用甲、乙、丙三種食物各x千克,y千克,z千克配成100千克混合食物,並使混合食物內至少含有56000單位維生素a和63000單位維生素b.

(ⅰ)用x,y表示混合食物成本c元;

(ⅱ)確定x,y,z的值,使成本最低.

講解:(ⅰ)由題,,又,所以,.

(ⅱ)由得,,

所以,所以,當且僅當時等號成立.

所以,當x=50千克,y=20千克,z=30千克時,混合物成本最低,為850元.

點評:本題為線性規劃問題,用解析幾何的觀點看,問題的解實際上是由四條直線所圍成的區域上使得最大的點.不難發現,應在點m(50,20)處取得.

例3.一根水平放置的長方體形枕木的安全負荷與它的寬度a成正比,與它的厚度d的平方成正比,與它的長度l的平方成反比.

(ⅰ)將此枕木翻轉90°(即寬度變為了厚度),枕木的安全負荷變大嗎?為什麼?

(ⅱ)現有一根橫斷面為半圓(半圓的半徑為r)的木材,用它來擷取成長方體形的枕木,木材長度即為枕木規定的長度,問如何擷取,可使安全負荷最大?

講解:(ⅰ)由題可設安全負荷為正常數),則翻轉90後,安全負荷.

因為,所以,當時,.安全負荷變大;

當時,,安全負荷變小.

(2)如圖,設擷取的枕木寬為a,高為d,則,即.

∵ 枕木長度不變,∴u=ad2最大時,安全負荷最大

∴當且僅當,即取,時,u最大, 即安全負荷最大.

例4.現有流量均為300的兩條河流a、b會合於某處後,不斷混合,它們的含沙量分別為2和0.2.假設從匯合處開始,沿岸設有若干個觀測點,兩股水流在流經相鄰兩個觀測點的過程中,其混合效果相當於兩股水流在1秒鐘內交換100的水量,即從a股流入b股100水,經混合後,又從b股流入a股100水並混合.問:從第幾個觀測點開始,兩股河水的含沙量之差小於0.

01(不考慮泥沙沉澱)?

講解:本題的不等關係為「兩股河水的含沙量之差小於0.01」.但直接建構這樣的不等關係較為困難.為表達方便,我們分別用來表示河水在流經第n個觀測點時,a水流和b水流的含沙量.

則=2,=0.2,且

.(*)

由於題目中的問題是針對兩股河水的含沙量之差,所以,我們不妨直接考慮數列.

由(*)可得:

所以,數列是以為首項,以為公比的等比數列.

所以,.

由題,令< 0.01,得.所以,.

由得,所以,.

即從第9個觀測點開始,兩股水流的含沙量之差小於0.01.

點評:本題為數列、不等式型綜合應用問題,難點在於對題意的理解.

高考真題

1. (2023年全國高考)某地現有耕地10000公頃,規劃10年後糧食單產比現在增加22%,人均糧食占有量比現在提高10%,如果人口年增長率為1%,那麼耕地平均每年至多只能減少多少公頃(精確到1公頃)?

2. (2023年全國高考)如圖,為處理含有某種雜質的汙水,要製造一底寬為2公尺的無蓋長方體沉澱箱.汙水從a孔流入,經沉澱後從b孔流出.

設箱體長度為a公尺,高度為b公尺.已知流出的水中雜質的質量分數與a,b的乘積ab成反比.現有製箱材料60平方公尺,問當a,b各為多少公尺時,經沉澱後流出的水中該雜質的質量分數最小(a,b孔的面積忽略不計)

3. (2023年上海高考)某商場在**期間規定:商場內所有商品按標價的

80%**;同時,當顧客在該商場內消費滿一定金額後,按如下方案獲得相應金額的獎券:

根據上述**方法,顧客在該商場購物可以獲得雙重優惠.例如:購買標價為400元的商品,則消費金額為320元,獲得的優惠額為:(元).設購買商品得到的優惠率=.試問:

(ⅰ)購買一件標價為1000元的商品,顧客得到的優惠率是多少?

(ⅱ)對於標價在[500,800](元)內的商品,顧客購買標價為多少元的商品,可得到不小於的優惠率?

[答案與提示:1.耕地平均每年至多只能減少4公頃. 2.a=6公尺,b=3公尺時,經沉澱後流出的水中該雜質的質量分數最小. 3.(ⅰ)33%;(ⅱ)顧客購買標價在[625,750]元內的商品時,可得到不小於的優惠率.]

2019屆高考數學第4講基本不等的應用

2014屆高考數學 理 一輪複習教案 第七篇不等式 第4講基本不等式 2014年高考考向 1 考查應用基本不等式求最值 證明不等式的問題 2 考查應用基本不等式解決實際問題 複習指導 1 突出對基本不等式取等號的條件及運算能力的強化訓練 2 訓練過程中注意對等價轉化 分類討論及邏輯推理能力的培養 基...

第2講不等式的證明

基礎鞏固題組 一 填空題 1 2013 江蘇卷改編 已知a b 0,m 2a3 b3,n 2ab2 a2b,則m n的大 小關係為 解析 2a3 b3 2ab2 a2b 2a a2 b2 b a2 b2 a2 b2 2a b a b a b 2a b 因為a b 0,所以a b 0,a b 0,2a...

第3講導數的綜合應用

一 選擇題 1 用總長為14.8 m的鋼條製作乙個長方體容器的框架,若所製作容器的底面的一邊比高長0.5 m,則當高為 公尺時,容器的容積最大 解析由題意直接列出函式表示式,再用導數求最值,設高為x公尺,則v x x 0.5 3.2 2x v 6x2 4.4x 1.6 0,解15x2 11x 4 0...