10. 先化简,再求值: $(1-\dfrac{3}{x+1})÷\dfrac{x^2-4x+4}{x+1}$,其中 $x=2+\sqrt{2}$.
答案
解:
先化简原式:
$\begin{aligned}(1-\frac{3}{x+1})÷\frac{x^2-4x+4}{x+1}&=(\frac{x+1}{x+1}-\frac{3}{x+1})·\frac{x+1}{x^2-4x+4}\\&=\frac{x-2}{x+1}·\frac{x+1}{(x-2)^2}\\&=\frac{1}{x-2}\end{aligned}$
将$x=2+\sqrt{2}$代入化简后的式子:
$\frac{1}{x-2}=\frac{1}{2+\sqrt{2}-2}=\frac{1}{\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{2}$
最终值为$\frac{\sqrt{2}}{2}$。
先化简原式:
$\begin{aligned}(1-\frac{3}{x+1})÷\frac{x^2-4x+4}{x+1}&=(\frac{x+1}{x+1}-\frac{3}{x+1})·\frac{x+1}{x^2-4x+4}\\&=\frac{x-2}{x+1}·\frac{x+1}{(x-2)^2}\\&=\frac{1}{x-2}\end{aligned}$
将$x=2+\sqrt{2}$代入化简后的式子:
$\frac{1}{x-2}=\frac{1}{2+\sqrt{2}-2}=\frac{1}{\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{2}$
最终值为$\frac{\sqrt{2}}{2}$。
11. 某中学为绿化美丽校园,营造温馨环境,计划购进甲、乙两种规格的花架用于放置新购进的绿植,调查发现,甲种花架的单价是乙种花架单价的1.5倍,用2160元购买甲种花架的数量比用2160元购买乙种花架的数量少10个.
(1)甲、乙两种花架的单价分别是多少元?
(2)该校计划购进这两种规格的花架共28个,要求甲种花架的数量不少于乙种花架的数量,并且乙种花架的数量不少于10个.设购买这批花架所需费用为w元,甲种花架购买a个,求w与a之间的函数关系式,并求出当a为何值时,费用w最少,最少费用是多少?
(1)甲、乙两种花架的单价分别是多少元?
(2)该校计划购进这两种规格的花架共28个,要求甲种花架的数量不少于乙种花架的数量,并且乙种花架的数量不少于10个.设购买这批花架所需费用为w元,甲种花架购买a个,求w与a之间的函数关系式,并求出当a为何值时,费用w最少,最少费用是多少?
答案
解:
(1) 设乙种花架的单价为$x$元,则甲种花架的单价为$1.5x$元。
根据题意列方程:
$\frac{2160}{x} - \frac{2160}{1.5x} = 10$
方程两边同乘$1.5x$,得:
$2160×1.5 - 2160 = 15x$
解得:$x=72$
检验:当$x=72$时,$1.5x≠0$,$x=72$是原分式方程的解,且符合实际意义。
甲种花架单价:$1.5×72=108$(元)
(2) 已知购买甲种花架$a$个,则购买乙种花架$(28-a)$个。
根据题意得:
$w=108a + 72(28-a)$
化简得:$w=36a + 2016$
根据数量限制列不等式组:
$\begin{cases}a ≥ 28 - a \\28 - a ≥ 10\end{cases}$
解得:$14 ≤ a ≤ 18$,且$a$为正整数。
因为$36>0$,所以$w$随$a$的增大而增大,
当$a=14$时,$w$取得最小值,
最小值为:$w=36×14 + 2016=2520$(元)
答:(1) 甲种花架单价为108元,乙种花架单价为72元;(2) $w$与$a$的函数关系式为$w=36a+2016$($14≤ a≤18$,$a$为整数),当$a=14$时,费用最少,最少费用是2520元。
(1) 设乙种花架的单价为$x$元,则甲种花架的单价为$1.5x$元。
根据题意列方程:
$\frac{2160}{x} - \frac{2160}{1.5x} = 10$
方程两边同乘$1.5x$,得:
$2160×1.5 - 2160 = 15x$
解得:$x=72$
检验:当$x=72$时,$1.5x≠0$,$x=72$是原分式方程的解,且符合实际意义。
甲种花架单价:$1.5×72=108$(元)
(2) 已知购买甲种花架$a$个,则购买乙种花架$(28-a)$个。
根据题意得:
$w=108a + 72(28-a)$
化简得:$w=36a + 2016$
根据数量限制列不等式组:
$\begin{cases}a ≥ 28 - a \\28 - a ≥ 10\end{cases}$
解得:$14 ≤ a ≤ 18$,且$a$为正整数。
因为$36>0$,所以$w$随$a$的增大而增大,
当$a=14$时,$w$取得最小值,
最小值为:$w=36×14 + 2016=2520$(元)
答:(1) 甲种花架单价为108元,乙种花架单价为72元;(2) $w$与$a$的函数关系式为$w=36a+2016$($14≤ a≤18$,$a$为整数),当$a=14$时,费用最少,最少费用是2520元。
12. 如图①,在矩形ABCD中,点E是AD上一点,AE:ED=3:2,BE=BC. 点P从点B沿折线BE-ED-DC运动到点C时停止,速度为每秒1个单位长度;点Q从点B沿BC运动到点C时停止,速度为每秒1个单位长度. 如果点P,Q同时开始运动,设运动时间为t s,△BPQ的面积为y.已知点P运动到点D需要14 s,且y关于t的部分函数图象如图②所示.根据题中提供的信息,解决以下问题:
(1)AB= ;BC= ;
(2)补全y关于t的函数图象;
(3)画出正比例函数$y_1=\frac{1}{2}t$的图象,并结合函数图象直接写出$y_1<y$时,t的取值范围.

(1)AB= ;BC= ;
(2)补全y关于t的函数图象;
(3)画出正比例函数$y_1=\frac{1}{2}t$的图象,并结合函数图象直接写出$y_1<y$时,t的取值范围.
答案
$AB=\boldsymbol{8}$;$BC=\boldsymbol{10}$。
(2) 分阶段分析剩余函数:
① 当$10< t \le 14$时,点$P$在$ED$上,点$Q$已到达点$C$,$BQ=BC=10$,点$P$到$BC$的距离等于$AB=8$,因此$y=\frac{1}{2}×10×8=40$,为水平线段。
② 当$14< t \le 22$时,点$P$在$DC$上,$DP=t-14$,$PC=CD-DP=8-(t-14)=22-t$,因此$y=\frac{1}{2}×10×(22-t)=-5t+110$,当$t=22$时$y=0$。
补全图象:连接点$(14,40)$与点$(22,0)$的直线段,即为所求补全部分。
(3) 画出过原点、斜率为$\frac{1}{2}$的直线$y_1=\frac{1}{2}t$,联立函数求交点:
$0<t\le10$时,联立$\frac{2}{5}t^2=\frac{1}{2}t$,解得$t=0$或$t=\frac{5}{4}$;
$14<t\le22$时,联立$-5t+110=\frac{1}{2}t$,解得$t=20$。
结合图象得$y_1<y$时,$t$的取值范围为$\boldsymbol{\frac{5}{4}< t <20}$。
(2) 分阶段分析剩余函数:
① 当$10< t \le 14$时,点$P$在$ED$上,点$Q$已到达点$C$,$BQ=BC=10$,点$P$到$BC$的距离等于$AB=8$,因此$y=\frac{1}{2}×10×8=40$,为水平线段。
② 当$14< t \le 22$时,点$P$在$DC$上,$DP=t-14$,$PC=CD-DP=8-(t-14)=22-t$,因此$y=\frac{1}{2}×10×(22-t)=-5t+110$,当$t=22$时$y=0$。
补全图象:连接点$(14,40)$与点$(22,0)$的直线段,即为所求补全部分。
(3) 画出过原点、斜率为$\frac{1}{2}$的直线$y_1=\frac{1}{2}t$,联立函数求交点:
$0<t\le10$时,联立$\frac{2}{5}t^2=\frac{1}{2}t$,解得$t=0$或$t=\frac{5}{4}$;
$14<t\le22$时,联立$-5t+110=\frac{1}{2}t$,解得$t=20$。
结合图象得$y_1<y$时,$t$的取值范围为$\boldsymbol{\frac{5}{4}< t <20}$。
解析
解:
(1) 设$AE=3k$,$ED=2k$,则$AD=5k$。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $BC=AD=5k$,$∠ A=90°$。
又∵ $BE=BC$,
∴ $BE=5k$。
在$\mathrm{Rt}△ ABE$中,由勾股定理得:
$AB^2 + AE^2 = BE^2$,即$AB^2 + (3k)^2=(5k)^2$,解得$AB=4k$。
由题意,点$P$运动到点$D$用时$14\ \mathrm{s}$,速度为$1$单位/$\mathrm{s}$,故$BE+ED=14$,即$5k+2k=14$,解得$k=2$。
∴ $AB=4k=8$,$BC=5k=10$。
(1) 设$AE=3k$,$ED=2k$,则$AD=5k$。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $BC=AD=5k$,$∠ A=90°$。
又∵ $BE=BC$,
∴ $BE=5k$。
在$\mathrm{Rt}△ ABE$中,由勾股定理得:
$AB^2 + AE^2 = BE^2$,即$AB^2 + (3k)^2=(5k)^2$,解得$AB=4k$。
由题意,点$P$运动到点$D$用时$14\ \mathrm{s}$,速度为$1$单位/$\mathrm{s}$,故$BE+ED=14$,即$5k+2k=14$,解得$k=2$。
∴ $AB=4k=8$,$BC=5k=10$。
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