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微专题10 函数与导数、数列、不等式在解决实际问题
中的应用
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真 题 感 悟
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(1)求a,b的值;
(2)设公路l与曲线C相切于点P,点P的横坐标为t.
①请写出公路l长度的函数解析式f(t),并写出其定义域;
②当t为何值时,公路l的长度最短?求出最短长度.
解 (1)由题意知,点M,N的坐标分别为(5,40),(20,2.5).
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设在点P处的切线l分别交x,y轴于点A,B,
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考 点 整 合
1.常见函数模型
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2.利用导数研究函数的单调性、极值与最值在解决生活中的优化问题时应用广泛,但要注意结合实际意义(比如定义域问题)作答.
3.(1)等差数列的通项及前n项和:
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4.(1)基本不等式:
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热点一 函数与导数在实际问题中的应用
【例1】 (2019·南京调研)某工厂有100名工人接受了生产1 000台某产品的总任务,每台产品由9个甲型装置和3个乙型装置配套组成,每个工人每小时能加工完成1个甲型装置或3个乙型装置.现将工人分成两组分别加工甲型和乙型装置.设加工甲型装置的工人有x人,他们加工完甲型装置所需时间为t1小时 ,其余工人加工完乙型装置所需时间为t2小时.设f(x)=t1+t2.
(1)求f(x)的解析式,并写出其定义域;
(2)当x等于多少时,f(x)取得最小值?
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定义域为{x|1≤x≤99,x∈N*}.
(2)法一(导数)
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令f′(x)=0得,x=75(x=150舍去),
当x∈(0,75)时,f′(x)<0;
当x∈(75,100)时,f′(x)>0,
故当x=75时,f(x)取得最小值.
法二(基本不等式)
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因为1≤x≤99,x∈N*,
即当x=75时取等号.
故当x=75时,f(x)取得最小值.
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探究提高 利用函数与导数解决生活中的实际问题的一般步骤
(1)建模:分析实际问题中各量之间的关系,列出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系式y=f(x)(尤其注意定义域).
(2)求导:求函数的导数f′(x),解方程f′(x)=0.
(3)求最值:比较函数在区间端点和使f′(x)=0的点的函数值的大小,最大(小)者为最大(小)值.
(4)结论:回归实际问题作答.
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∴年产量为200吨时,每吨平均成本最低为32万元.
(2)设年获得总利润为R(x)万元,
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∵R(x)在[0,210]上是增函数,∴x=210时,
∴年产量为210吨时,可获得最大利润1 660万元.
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热点二 数列中的实际应用问题
【例2】 商学院为推进后勤社会化改革,与桃园新区商定:由该区向建设银行(以下简称建行)贷款500万元在桃园新区为学院建一栋可容纳一千人的学生公寓,工程于2012年初动工,年底竣工并交付使用,公寓管理处采用收费还贷偿还建行贷款(年利率5%,按复利计算),公寓所收费用除去物业管理费和水电费18万元,其余部分全部在年底还建行贷款.
(1)若公寓收费标准定为每生每年800元,问到哪一年可还清建行全部贷款;
(2)若公寓管理处要在2020年底把贷款全部还清,则每生每年的最低收费标准是多少元(精确到元).(参考数据:lg 1.734 3≈0.239 1,lg 1.05≈0.021 2,1.058≈1.477 4)
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解 依题意,公寓2012年底建成,2013年开始使用.
(1)设公寓投入使用后n年可偿还清全部贷款,则公寓每年