如图①,某容器由A,B,C三个长方体组成,其中A,B,C的底面积分别为25 cm²、10 cm²、5 cm²,C的容积是整个容器容积的$\frac{1}{4}$(容器各面的厚度忽略不计)。现以速度v(单位:cm³/s)均匀地向容器进水,直至注满为止:注水全过程中容器的水面高度h(单位:cm)与注水时间t(单位:s)的函数。
(1)在注水过程中,注满A所用时间为
(2)求A的高度$h_A$及注水的速度v;
(3)求注满容器所需时间及容器的高度。

(1)在注水过程中,注满A所用时间为
10
s,再注满B又用了8
s;(2)求A的高度$h_A$及注水的速度v;
(3)求注满容器所需时间及容器的高度。
答案
(1)10,8
(2)设$h_A$为a,列方程为$\begin{cases}10v=25a,\\8v=10(12-a),\end{cases}$解得$\begin{cases}a=4,\\v=10.\end{cases}$所以A的高度$h_A$为4 cm,注水的速度v为10 cm³/s;
(3)$18÷(1-\frac{1}{4})=18÷\frac{3}{4}=24$ (s),因为$10×(24-18)=5× h_c$,所以$h_c=12$ cm,所以容器的高度为$12+12=24$(cm)。
(2)设$h_A$为a,列方程为$\begin{cases}10v=25a,\\8v=10(12-a),\end{cases}$解得$\begin{cases}a=4,\\v=10.\end{cases}$所以A的高度$h_A$为4 cm,注水的速度v为10 cm³/s;
(3)$18÷(1-\frac{1}{4})=18÷\frac{3}{4}=24$ (s),因为$10×(24-18)=5× h_c$,所以$h_c=12$ cm,所以容器的高度为$12+12=24$(cm)。
左上角标识
ABC
3.1415
智慧宫
---
正文内容
心理学家研究发现,一般情况下,在一节40分钟的课中,学生的注意力随教师讲课时间的变化而变化。开始上课时,学生的注意力逐步增强,中间有一段时间学生的注意力保持较为理想的稳定状态,随后学生的注意开始分散,经过实验分析可知,学生的注意力指数$y$随时间$x$(分)的变化规律如图所示。(其中$AB$,$BC$分别为线段,$CD$为双曲线的一部分)
(1)分别求出线段$AB$和双曲线$CD$的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(2)开始上课后第5分钟时与第30分钟时比较,何时学生的注意力更集中?
(3)一道数学竞赛题,需要讲19分钟,为了使效果更好,要求学生的注意力指数最低达到36,那么经过适当安排,老师能否在学生注意力达到所需的状态下讲解完这道题目?并说明理由。
---
右侧图1标注及图中信息
图1:坐标系中,原点为$O$,$x$轴刻度为$10、20、25、30、40$,$y$轴刻度为$20、40$;点$A(0,20)$,$B(10,40)$,$C(25,40)$,$D$为双曲线$CD$上的点。
ABC
3.1415
智慧宫
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正文内容
心理学家研究发现,一般情况下,在一节40分钟的课中,学生的注意力随教师讲课时间的变化而变化。开始上课时,学生的注意力逐步增强,中间有一段时间学生的注意力保持较为理想的稳定状态,随后学生的注意开始分散,经过实验分析可知,学生的注意力指数$y$随时间$x$(分)的变化规律如图所示。(其中$AB$,$BC$分别为线段,$CD$为双曲线的一部分)
(1)分别求出线段$AB$和双曲线$CD$的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(2)开始上课后第5分钟时与第30分钟时比较,何时学生的注意力更集中?
(3)一道数学竞赛题,需要讲19分钟,为了使效果更好,要求学生的注意力指数最低达到36,那么经过适当安排,老师能否在学生注意力达到所需的状态下讲解完这道题目?并说明理由。
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右侧图1标注及图中信息
图1:坐标系中,原点为$O$,$x$轴刻度为$10、20、25、30、40$,$y$轴刻度为$20、40$;点$A(0,20)$,$B(10,40)$,$C(25,40)$,$D$为双曲线$CD$上的点。
答案
(1)线段AB的关系式为$y=2x+20$($0≤ x≤10$);双曲线CD的关系式为$y=\frac{1000}{x}(25≤ x≤40)$。
(2)依题意,当$x=5$时,$y=2×5+20=30$;当$x=30$时,$y=\frac{1000}{30}=\frac{100}{3}>30$,
∴第30分钟时的学生的注意力更集中。
(3)当$0≤ x≤10$时,$y≥36$,即$2x+20≥36$,解得$8≤ x≤10$;当$10≤ x≤25$,$y=40≥36$;当$25≤ x≤40$时,$y≥36$,即$\frac{1000}{x}≥36$,解得$25≤ x≤27\frac{7}{9}$。综上所述:当$8≤ x≤27\frac{7}{9}$时,$y≥36$,又
∵$27\frac{7}{9}-8=19\frac{7}{9}>19$。
∴老师能讲完这道题目。
(2)依题意,当$x=5$时,$y=2×5+20=30$;当$x=30$时,$y=\frac{1000}{30}=\frac{100}{3}>30$,
∴第30分钟时的学生的注意力更集中。
(3)当$0≤ x≤10$时,$y≥36$,即$2x+20≥36$,解得$8≤ x≤10$;当$10≤ x≤25$,$y=40≥36$;当$25≤ x≤40$时,$y≥36$,即$\frac{1000}{x}≥36$,解得$25≤ x≤27\frac{7}{9}$。综上所述:当$8≤ x≤27\frac{7}{9}$时,$y≥36$,又
∵$27\frac{7}{9}-8=19\frac{7}{9}>19$。
∴老师能讲完这道题目。
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