14.(代数推理)生活常识告诉我们:糖水里再添加糖,在糖完全溶解的情况下,糖水会变得更甜.我们把糖的质量与糖水质量的比值称之为甜度,甜度越大糖水越甜.小观现在有一杯质量为100 g的糖水,其中含有a g糖(0<a<100).他尝了一下感觉不够甜,又向其中添加了10 g糖,并搅拌至完全溶解.
(1)原来糖水的甜度为
(2)根据加糖前后糖水的甜度,请你利用不等式的基本性质证明加糖后糖水确实变甜了.
(3)要使糖水口感好,又比较健康,甜度应不低于10%,又不超过15%.如果上述操作后糖水甜度符合要求,那么a应该在什么范围?
(1)原来糖水的甜度为
$\dfrac{a}{100}$
,加糖后糖水的甜度为$\dfrac{a+10}{110}$
.(2)根据加糖前后糖水的甜度,请你利用不等式的基本性质证明加糖后糖水确实变甜了.
(3)要使糖水口感好,又比较健康,甜度应不低于10%,又不超过15%.如果上述操作后糖水甜度符合要求,那么a应该在什么范围?
答案
14.解:(1) $\dfrac{a}{100}$ $\dfrac{a+10}{110}$
(2)加糖前糖水的甜度为 $\dfrac{a}{100}$,加糖后糖水的甜度为 $\dfrac{a+10}{110}$,
$\dfrac{a+10}{110}-\dfrac{a}{100}=\dfrac{10a+100}{1\ 100}-\dfrac{11a}{1\ 100}=\dfrac{10a+100-11a}{1\ 100}=\dfrac{100-a}{1\ 100}$,
∵$0<a<100$,
∴$100-a>0$.
∴$\dfrac{a+10}{110}-\dfrac{a}{100}>0$,即 $\dfrac{a+10}{110}>\dfrac{a}{100}$.
∴加糖后糖水确实变甜了.
(3)根据题意,得 $\begin{cases} \dfrac{a+10}{110}≥10\%, \\ \dfrac{a+10}{110}≤15\%, \end{cases}$ 解得 $1≤ a≤6.5$.
∴$a$ 的取值范围为 $1≤ a≤6.5$.
(2)加糖前糖水的甜度为 $\dfrac{a}{100}$,加糖后糖水的甜度为 $\dfrac{a+10}{110}$,
$\dfrac{a+10}{110}-\dfrac{a}{100}=\dfrac{10a+100}{1\ 100}-\dfrac{11a}{1\ 100}=\dfrac{10a+100-11a}{1\ 100}=\dfrac{100-a}{1\ 100}$,
∵$0<a<100$,
∴$100-a>0$.
∴$\dfrac{a+10}{110}-\dfrac{a}{100}>0$,即 $\dfrac{a+10}{110}>\dfrac{a}{100}$.
∴加糖后糖水确实变甜了.
(3)根据题意,得 $\begin{cases} \dfrac{a+10}{110}≥10\%, \\ \dfrac{a+10}{110}≤15\%, \end{cases}$ 解得 $1≤ a≤6.5$.
∴$a$ 的取值范围为 $1≤ a≤6.5$.
解析
【分析】
(1) 先明确甜度的定义为“糖的质量÷糖水的质量”,原来糖水总质量100g、含糖a g,直接代入定义即可求出原来的甜度;添加10g糖后,糖的总质量变为(a+10)g,糖水总质量变为100+10=110g,再次代入定义就能得到加糖后的甜度。
(2) 要证明加糖后更甜,本质是证明加糖后的甜度大于加糖前的甜度,可采用作差法比较两个代数式的大小:计算两个甜度的差值,结合已知条件0<a<100判断差值的正负,若差值为正,说明被减数(加糖后的甜度)更大,即可完成证明。
(3) “甜度不低于10%”即加糖后的甜度≥10%,“甜度不超过15%”即加糖后的甜度≤15%,根据这两个不等关系列出一元一次不等式组,按照不等式的基本性质求解,就能得到a的取值范围。
【解析】
(1) 根据甜度的定义,原来糖水的甜度为糖的质量除以糖水质量,即$\dfrac{a}{100}$;添加10g糖后,糖的质量为$(a+10)\mathrm{g}$,糖水总质量为$100+10=110\mathrm{g}$,因此加糖后的甜度为$\dfrac{a+10}{110}$。
(2) 证明:
加糖前甜度为$\dfrac{a}{100}$,加糖后甜度为$\dfrac{a+10}{110}$,对两个式子作差可得:
$\dfrac{a+10}{110}-\dfrac{a}{100}=\dfrac{10(a+10)}{1100}-\dfrac{11a}{1100}=\dfrac{10a+100-11a}{1100}=\dfrac{100-a}{1100}$
已知$0<a<100$,因此$100-a>0$,可得$\dfrac{100-a}{1100}>0$,即$\dfrac{a+10}{110}-\dfrac{a}{100}>0$,因此$\dfrac{a+10}{110}>\dfrac{a}{100}$,可证加糖后糖水确实变甜了。
(3) 根据题意,加糖后的甜度满足以下不等关系:
$\begin{cases} \dfrac{a+10}{110}≥10\% \\ \dfrac{a+10}{110}≤15\% \end{cases}$
解第一个不等式:两边同时乘110得$a+10≥11$,移项得$a≥1$;
解第二个不等式:两边同时乘110得$a+10≤16.5$,移项得$a≤6.5$;
因此$a$的取值范围为$1≤a≤6.5$。
【答案】
(1) $\dfrac{a}{100}$;$\dfrac{a+10}{110}$
(2) 证明见解析
(3) $1≤a≤6.5$
【知识点】
列代数式;不等式的性质;一元一次不等式组的应用
【点评】
本题结合生活常识设置问题,体现了数学和实际生活的紧密联系,解题核心是准确理解“甜度”的定义,熟练掌握作差法比较代数式大小的方法,以及一元一次不等式组的求解步骤。
【难度系数】
0.7
(1) 先明确甜度的定义为“糖的质量÷糖水的质量”,原来糖水总质量100g、含糖a g,直接代入定义即可求出原来的甜度;添加10g糖后,糖的总质量变为(a+10)g,糖水总质量变为100+10=110g,再次代入定义就能得到加糖后的甜度。
(2) 要证明加糖后更甜,本质是证明加糖后的甜度大于加糖前的甜度,可采用作差法比较两个代数式的大小:计算两个甜度的差值,结合已知条件0<a<100判断差值的正负,若差值为正,说明被减数(加糖后的甜度)更大,即可完成证明。
(3) “甜度不低于10%”即加糖后的甜度≥10%,“甜度不超过15%”即加糖后的甜度≤15%,根据这两个不等关系列出一元一次不等式组,按照不等式的基本性质求解,就能得到a的取值范围。
【解析】
(1) 根据甜度的定义,原来糖水的甜度为糖的质量除以糖水质量,即$\dfrac{a}{100}$;添加10g糖后,糖的质量为$(a+10)\mathrm{g}$,糖水总质量为$100+10=110\mathrm{g}$,因此加糖后的甜度为$\dfrac{a+10}{110}$。
(2) 证明:
加糖前甜度为$\dfrac{a}{100}$,加糖后甜度为$\dfrac{a+10}{110}$,对两个式子作差可得:
$\dfrac{a+10}{110}-\dfrac{a}{100}=\dfrac{10(a+10)}{1100}-\dfrac{11a}{1100}=\dfrac{10a+100-11a}{1100}=\dfrac{100-a}{1100}$
已知$0<a<100$,因此$100-a>0$,可得$\dfrac{100-a}{1100}>0$,即$\dfrac{a+10}{110}-\dfrac{a}{100}>0$,因此$\dfrac{a+10}{110}>\dfrac{a}{100}$,可证加糖后糖水确实变甜了。
(3) 根据题意,加糖后的甜度满足以下不等关系:
$\begin{cases} \dfrac{a+10}{110}≥10\% \\ \dfrac{a+10}{110}≤15\% \end{cases}$
解第一个不等式:两边同时乘110得$a+10≥11$,移项得$a≥1$;
解第二个不等式:两边同时乘110得$a+10≤16.5$,移项得$a≤6.5$;
因此$a$的取值范围为$1≤a≤6.5$。
【答案】
(1) $\dfrac{a}{100}$;$\dfrac{a+10}{110}$
(2) 证明见解析
(3) $1≤a≤6.5$
【知识点】
列代数式;不等式的性质;一元一次不等式组的应用
【点评】
本题结合生活常识设置问题,体现了数学和实际生活的紧密联系,解题核心是准确理解“甜度”的定义,熟练掌握作差法比较代数式大小的方法,以及一元一次不等式组的求解步骤。
【难度系数】
0.7
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