人教B版 (2019)必修 第二册第四章 指数函数、对数函数与幂函数4.6 函数的应用(二)课后复习题
展开一、选择题
1.某公司为了适应市场需求对产品结构做了重大调整,调整后初期利润增长迅速,后来增长越来越慢,若要建立恰当的函数模型来反映该公司调整后利润与时间的关系,可选用( )
A.一次函数 B.二次函数
C.指数型函数D.对数型函数
D [结合“直线上升,对数增长,指数爆炸”可知,只有D选项对数型函数符合题设条件,故选D.]
2.某校甲、乙两食堂2022年1月份的营业额相等,甲食堂的营业额逐月增加,并且每月增加值相同;乙食堂的营业额也逐月增加,且每月增加的百分率相同.已知2022年9月份两食堂的营业额又相等,则2022年5月份营业额较高的是( )
A.甲B.乙
C.甲、乙营业额相等D.不确定
A [设甲以后每个月比前一个月增加相同的营业额a,乙每个月比前一个月增加营业额的百分比为x,1月份的营业额设为1,由题意得1+8a=1×(1+x)8,5月份甲的营业额为1+4a,5月份乙的营业额为1×(1+x)4,即eq \r(1+8a).
因为(1+4a)2-(1+8a)=16a2>0,所以1+4a>eq \r(1+8a),所以2022年5月份营业额较高的是甲.]
3.某高校为提升科研能力,计划逐年加大科研经费投入.若该高校2017年全年投入科研经费1 300万元,在此基础上,每年投入的科研经费比上一年增长12%,则该高校全年投入的科研经费开始超过2 000万元的年份是(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30)( )
A.2020年B.2021年
C.2022年D.2023年
B [若2018年是第一年,则第n年科研经费为1 300×1.12n,由1 300×1.12n>2 000,可得lg 1.3+nlg 1.12>lg 2,得n×0.05>0.19,n>3.8,n≥4,即到2021年科研经费超过2 000万元.]
4.调查表示,酒后驾驶是导致交通事故的主要原因,交通法规规定:驾驶员在驾驶机动车时血液中酒精含量不得超过0.02 mg/mL.如果某人喝了少量酒后,血液中酒精含量将迅速上升到0.3 mg/mL,在停止喝酒后,血液中酒精含量就以每小时50%的速度减小,那么他想驾驶机动车至少经过的小时数为(精确到小时)( )
A.1 B.2 C.4 D.6
C [设他至少经过n个小时后才可以驾驶机动车.
由题意,得0.3(1-50%)n≤0.02,
∴eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(n)≤eq \f(1,15),∴n≥4,
即他至少要经过4小时才可以驾驶机动车.故选C.]
二、填空题
5.某个病毒经30分钟繁殖为原来的2倍,且知病毒的繁殖规律为y=ekt(其中k为常数,t表示时间,单位:小时,y表示病毒个数),则k=________.经过5小时,1个病毒能繁殖为________个.
2ln 2 1 024 [当t=0.5时,y=2,∴2=eeq \s\up10(eq \f(1,2))k,
∴k=2ln 2,∴y=e2tln 2.
当t=5时,y=e10ln 2=210=1 024.]
6.在不考虑空气阻力的情况下,火箭的最大速度v米/秒和燃料的质量M千克、火箭(除燃料外)的质量m千克的函数关系式是v=2 000lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(M,m))).当燃料质量是火箭质量的________倍时,火箭的最大速度可达12千米/秒.
e6-1 [当v=12 000时,2 000lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(M,m)))=12 000,∴lneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(M,m)))=6,∴eq \f(M,m)=e6-1.]
7.某地为了抑制一种有害昆虫的繁殖,引入了一种以该昆虫为食物的特殊动物.已知该动物繁殖数量y(只)与引入时间x(年)的关系为y=alg2(x+1),若该动物在引入一年后的数量为100只,则到第7年它们的数量为________只.
300 [将x=1,y=100代入y=alg2(x+1)中,得100=alg2(1+1),解得a=100,则y=100lg2(x+1),所以当x=7时,y=100lg2(7+1)=300.]
三、解答题
8.某人对东北一种松树的生长进行了研究,收集了其高度h(米)与生长时间t(年)的相关数据,选择h=mt+b与h=lga(t+1)来刻画h与t的关系,你认为哪个符合?并预测第8年的松树高度.
[解] 据表中数据作出散点图如图:
由图可以看出用一次函数模型不吻合,选用对数型函数比较合理.
不妨将(2,1)代入到h=lga(t+1)中,得1=lga3,解得a=3.
故可用函数h=lg3(t+1)来拟合这个实际问题.
当t=8时,求得h=lg3(8+1)=2,
故可预测第8年松树的高度为2米.
9.某化工厂生产一种溶液,按市场要求,杂质含量不能超过0.1%,若初时含杂质2%,每过滤一次可使杂质含量减少eq \f(1,3),问:至少应过滤几次才能使产品达到市场要求?(已知:lg 2=0.301 0,lg 3=0.477 1)
[解] 法一:∵每次过滤杂质含量降为原来的eq \f(2,3),过滤n次后杂质含量为eq \f(2,100)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12(n).
依题意,得eq \f(2,100)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12(n)≤eq \f(1,1 000),即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12(n)≤eq \f(1,20),
∵eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12(7)=eq \f(128,2 187)>eq \f(1,20),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12(8)=eq \f(256,6 561)<eq \f(1,20),
∴由题意知至少应过滤8次才能使产品达到市场要求.
法二:接法一:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12(n)≤eq \f(1,20),
则n(lg 2-lg 3)≤-(1+lg 2),
即n≥eq \f(1+lg 2,lg 3-lg 2)≈7.4,又n∈N*,
∴n≥8,即至少应过滤8次才能使产品达到市场要求.
10.某地区植被被破坏,土地沙漠化越来越严重,最近三年测得沙漠增加值分别为0.2万公顷、0.4万公顷和0.76万公顷,则沙漠增加数y公顷关于年数x的函数关系较为近似的是( )
A.y=0.2xB.y=eq \f(1,10)(x2+2x)
C.y=eq \f(2x,10)D.y=0.2+lg16x
C [A选项是一次函数,而沙漠增加值无这种倍数关系,显然不适合;
B选项将三点代入,函数值与实际值差的太大,不适合;
C选项将x=1,2,3分别代入得y=0.2,0.4,0.8,与实际增加值比较接近;
D选项将x=2代入得y=0.45,将x=3代入得y≈0.6,与实际值相差太多.]
11.一个容器装有细沙a cm3,细沙从容器底下一个细微的小孔慢慢地匀速漏出,t min后剩余的细沙量为y=ae-bt(cm3),经过8 min后发现容器内还有一半的沙子,则再经过________min,容器中的沙子只有开始时的八分之一.
16 [当t=0时,y=a,当t=8时,y=ae-8b=eq \f(1,2)a,所以e-8b=eq \f(1,2),容器中的沙子只有开始时的八分之一时,即y=ae-bt=eq \f(1,8)a,e-bt=eq \f(1,8)=(e-8b)3=e-24b,
则t=24,所以再经过16 min.]
12.有时可用函数f(x)=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(0.1+15ln\f(a,a-x),x≤6,,\f(x-4.4,x-4),x>6))描述学习某学科知识的掌握程度.其中x表示某学科知识的学习次数(x∈N*),f(x)表示对该学科知识的掌握程度,正实数a与学科知识有关.
(1)证明:当x≥7时,掌握程度的增长量f(x+1)-f(x)总是下降的;
(2)根据经验,学科甲、乙、丙对应的a的取值区间分别为(115,121],(121,127],(127,133].当学习某学科知识6次时,掌握程度是85%,请确定相应的学科.
[解] (1)证明:当x≥7时,f(x+1)-f(x)=eq \f(0.4,x-3x-4).
而当x≥7时,函数y=(x-3)(x-4)单调递增,且(x-3)(x-4)>0,故函数f(x+1)-f(x)单调递减,
当x≥7时,掌握程度的增长量f(x+1)-f(x)总是下降的.
(2)由题意可知0.1+15ln eq \f(a,a-6)=0.85,
整理得eq \f(a,a-6)=e0.05,
解得a=eq \f(e0.05,e0.05-1)×6≈20.50×6=123,123∈(121,127],
由此可知,该学科是乙学科.
t(年)
1
2
3
4
5
6
h(米)
0.6
1
1.3
1.5
1.6
1.7
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