Question

【題目】在一般情況下，城市主干道上的車流速度 （單位：千米/小時）是車流密度 （單位：輛/千米）的函數(shù)。當(dāng)主干道上的車流密度達到200輛/千米時，造成堵塞，此時車流速度為0千米/小時；當(dāng)車流密度不超過20輛/千米時，車流速度為60千米/小時。研究表明：當(dāng) 時，車流速度 是車流密度 的一次函數(shù)。
（1）當(dāng) 時，求函數(shù) 的表達式；
（2）當(dāng)車流密度為多大時，車流量（單位時間內(nèi)通過主干道上某觀測點的車輛數(shù)，單位：輛/小時） 可以達到最大？并求出最大值。（精確到1輛/小時）

Answer 1

【答案】
（1）

由題意：當(dāng)0≤x≤20時，v（x）=60；當(dāng)20＜x≤200時，設(shè)v（x）=ax+b

再由已知得 ，解得 .

故函數(shù)v（x）的表達式為 .

答：函數(shù)v（x）的表達式 ；

（2）

依題并由（Ⅰ）可得 ，

當(dāng)0≤x＜20時，f（x）為增函數(shù)，故當(dāng)x=20時，其最大值為60×20=1200，

當(dāng)20≤x≤200時，f（x）= ，當(dāng)且僅當(dāng)x=200-x，即x=100時，等號成立．

綜上所述，當(dāng)x=100時，f（x）在區(qū)間[0，200]上取得最大值為 ≈3333，

即當(dāng)車流密度為100輛/千米時，車流量可以達到最大值，最大值約為3333輛/小時．

答：當(dāng)車流密度為100輛/千米時，車流量可以達到最大值，最大值約為3333輛/小時．

【解析】（1）根據(jù)題意，函數(shù)v（x）表達式為分段函數(shù)的形式，關(guān)鍵在于求函數(shù)v（x）在20≤x≤200時的表達式，根據(jù)一次函數(shù)表達式的形 式，用待定系數(shù)法可求得；（2）先在區(qū)間（0，20]上，函數(shù)f（x）為增函數(shù)，得最大值為f（20）=1200，然后在區(qū)間[20，200]上用基本不 等式求出函數(shù)f（x）的最大值，用基本不等式取等號的條件求出相應(yīng)的x值，兩個區(qū)間內(nèi)較大的最大值即為函數(shù)在區(qū)間（0，200]上的最大值．
【考點精析】本題主要考查了基本不等式在最值問題中的應(yīng)用的相關(guān)知識點，需要掌握用基本不等式求最值時（積定和最小，和定積最大），要注意滿足三個條件“一正、二定、三相等”才能正確解答此題．