8. 如图,直线$l_1$,$l_2$分别表示一种白炽灯和一种节能灯的费用$y$元(费用=灯的售价+电费)与照明时间$t$ h的关系,假设两种灯泡的使用寿命都是2 000 h,照明效果一样.
(1) 根据图象分别求出直线$l_1$,$l_2$所对应的函数表达式;
(2) 当照明时间是多少时,两种灯的费用相等?
(3) 小亮房间计划照明2 500 h,他买了一个白炽灯和一个节能灯,请你帮助他设计最省钱的用灯方法.(直接给出答案,不必写出解答过程)

(1) 根据图象分别求出直线$l_1$,$l_2$所对应的函数表达式;
(2) 当照明时间是多少时,两种灯的费用相等?
(3) 小亮房间计划照明2 500 h,他买了一个白炽灯和一个节能灯,请你帮助他设计最省钱的用灯方法.(直接给出答案,不必写出解答过程)
答案
8. (1) $l_1$: $y=0.03x+2\ (0≤ x≤ 2000)$,$l_2$: $y=0.012x+20\ (0≤ x≤ 2000)$ (2) 当照明时间为1 000 h时,两种灯的费用相等 (3) 节能灯使用2 000 h,白炽灯使用500 h
解析
【分析】
(1) 求一次函数表达式可采用待定系数法,观察图象可得直线$l_1$、$l_2$均经过两个已知点,将点坐标代入所设的一次函数解析式$y=kx+b$中,求解$k$、$b$的值即可,同时注意自变量的取值范围是$0≤ x≤ 2000$。
(2) 两种灯费用相等即两个函数的函数值相等,联立两个函数表达式得到一元一次方程,求解即可得到对应的照明时间。
(3) 结合第二问的结论可知:照明时间小于1000h时白炽灯更省钱,大于1000h时节能灯更省钱,要满足2500h的照明需求,优先用更省钱的灯到最大使用寿命,剩余时长用另一种灯即可。
【解析】
(1) 设直线$l_1$对应的函数表达式为$y=k_1x+b_1$,
由图象可知$l_1$过点$(0,2)$和$(500,17)$,
将$(0,2)$代入得:$b_1=2$,
将$(500,17)$、$b_1=2$代入得:$17=500k_1+2$,
解得$k_1=0.03$,
又因为两种灯使用寿命均为2000h,所以$l_1$的函数表达式为$y=0.03x+2\ (0≤ x≤ 2000)$。
设直线$l_2$对应的函数表达式为$y=k_2x+b_2$,
由图象可知$l_2$过点$(0,20)$和$(500,26)$,
将$(0,20)$代入得:$b_2=20$,
将$(500,26)$、$b_2=20$代入得:$26=500k_2+20$,
解得$k_2=0.012$,
所以$l_2$的函数表达式为$y=0.012x+20\ (0≤ x≤ 2000)$。
(2) 令两种灯费用相等,即$0.03x+2=0.012x+20$,
移项得:$0.03x-0.012x=20-2$,
合并同类项得:$0.018x=18$,
解得:$x=1000$,
即当照明时间为1000h时,两种灯的费用相等。
(3) 要使照明2500h费用最低,优先使用单位时间费用更低的节能灯到最大使用寿命,剩余时长使用白炽灯,即节能灯使用2000h,白炽灯使用500h。
【答案】
(1) $l_1$:$y=0.03x+2\ (0≤ x≤ 2000)$;$l_2$:$y=0.012x+20\ (0≤ x≤ 2000)$
(2) 1000 h
(3) 节能灯使用2000 h,白炽灯使用500 h
【知识点】
待定系数法求一次函数解析式;一次函数与一元一次方程;一次函数的实际应用
【点评】
本题结合生活实际考查一次函数的应用,解题的核心是准确从图象中提取有效信息,熟练运用待定系数法求函数解析式,再结合方程和一次函数的性质解决实际费用比较、方案选择问题,能很好地锻炼学生将数学知识应用到实际生活的能力。
【难度系数】
0.7
(1) 求一次函数表达式可采用待定系数法,观察图象可得直线$l_1$、$l_2$均经过两个已知点,将点坐标代入所设的一次函数解析式$y=kx+b$中,求解$k$、$b$的值即可,同时注意自变量的取值范围是$0≤ x≤ 2000$。
(2) 两种灯费用相等即两个函数的函数值相等,联立两个函数表达式得到一元一次方程,求解即可得到对应的照明时间。
(3) 结合第二问的结论可知:照明时间小于1000h时白炽灯更省钱,大于1000h时节能灯更省钱,要满足2500h的照明需求,优先用更省钱的灯到最大使用寿命,剩余时长用另一种灯即可。
【解析】
(1) 设直线$l_1$对应的函数表达式为$y=k_1x+b_1$,
由图象可知$l_1$过点$(0,2)$和$(500,17)$,
将$(0,2)$代入得:$b_1=2$,
将$(500,17)$、$b_1=2$代入得:$17=500k_1+2$,
解得$k_1=0.03$,
又因为两种灯使用寿命均为2000h,所以$l_1$的函数表达式为$y=0.03x+2\ (0≤ x≤ 2000)$。
设直线$l_2$对应的函数表达式为$y=k_2x+b_2$,
由图象可知$l_2$过点$(0,20)$和$(500,26)$,
将$(0,20)$代入得:$b_2=20$,
将$(500,26)$、$b_2=20$代入得:$26=500k_2+20$,
解得$k_2=0.012$,
所以$l_2$的函数表达式为$y=0.012x+20\ (0≤ x≤ 2000)$。
(2) 令两种灯费用相等,即$0.03x+2=0.012x+20$,
移项得:$0.03x-0.012x=20-2$,
合并同类项得:$0.018x=18$,
解得:$x=1000$,
即当照明时间为1000h时,两种灯的费用相等。
(3) 要使照明2500h费用最低,优先使用单位时间费用更低的节能灯到最大使用寿命,剩余时长使用白炽灯,即节能灯使用2000h,白炽灯使用500h。
【答案】
(1) $l_1$:$y=0.03x+2\ (0≤ x≤ 2000)$;$l_2$:$y=0.012x+20\ (0≤ x≤ 2000)$
(2) 1000 h
(3) 节能灯使用2000 h,白炽灯使用500 h
【知识点】
待定系数法求一次函数解析式;一次函数与一元一次方程;一次函数的实际应用
【点评】
本题结合生活实际考查一次函数的应用,解题的核心是准确从图象中提取有效信息,熟练运用待定系数法求函数解析式,再结合方程和一次函数的性质解决实际费用比较、方案选择问题,能很好地锻炼学生将数学知识应用到实际生活的能力。
【难度系数】
0.7
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