6.【综合实践】
素材1:如图①所示,A,B两站相距720 km,C站位于A,B两站之间。高铁列车甲从A站出发经C站匀速驶向B站,高铁列车乙从B站出发经C站匀速驶往A站。

素材2:
5月10日高铁列车甲时刻表
|站名|到点|发点|停留|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|A站|—|09:00|—|
|C站|11:00|11:10|10分|
|B站|12:10|—|—|

5月10日高铁列车乙时刻表
|站名|到点|发点|停留|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|B站|—|09:00|—|
|C站|10:30|10:35|5分|
|A站|12:35|—|—|

两列高铁列车在行驶过程中距离C站的路程y(单位:km)与行驶时间x(单位:min)的函数关系如图②所示。

图②
【问题解决】
(1)在图①中,AC=
(2)高铁列车乙由C站往A站行驶过程中,求距离C站的路程y(单位:km)关于行驶时间x(单位:min)的函数解析式;
(3)求5月10日甲、乙两列高铁列车在相遇后两车之间距离为100 km的时刻。
素材1:如图①所示,A,B两站相距720 km,C站位于A,B两站之间。高铁列车甲从A站出发经C站匀速驶向B站,高铁列车乙从B站出发经C站匀速驶往A站。
素材2:
5月10日高铁列车甲时刻表
|站名|到点|发点|停留|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|A站|—|09:00|—|
|C站|11:00|11:10|10分|
|B站|12:10|—|—|
5月10日高铁列车乙时刻表
|站名|到点|发点|停留|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|B站|—|09:00|—|
|C站|10:30|10:35|5分|
|A站|12:35|—|—|
两列高铁列车在行驶过程中距离C站的路程y(单位:km)与行驶时间x(单位:min)的函数关系如图②所示。
图②
【问题解决】
(1)在图①中,AC=
480
km,BC=240
km,高铁列车甲在行驶过程中的平均速度是4
km/min;(2)高铁列车乙由C站往A站行驶过程中,求距离C站的路程y(单位:km)关于行驶时间x(单位:min)的函数解析式;
(3)求5月10日甲、乙两列高铁列车在相遇后两车之间距离为100 km的时刻。
答案
6. 解(1)480 240 4
(2)结合(1)知 a=480,b=240. 设高铁列车乙由 C 站往 A 站行驶过程中距离 C 站的路程 y 关于行驶时间 x 的函数解析式为 y=kx+b(k≠0). 因为函数图象过点(95,0),(215,480),所以 $\begin{cases}95k+b=0,\\215k+b=480,\end{cases}$ 所以 $\begin{cases}k=4,\\b=-380.\end{cases}$
所以 y=4x-380(95≤x≤215).
(3)设高铁列车甲从 A 站到 C 站的行驶过程中 y 关于 x 的函数解析式为 y=dx+c(d≠0)(0≤x≤120). 因为函数图象过点(0,480),(120,0),
所以 $\begin{cases}c=480,\\120d+c=0.\end{cases}$ 所以 $\begin{cases}d=-4,\\c=480.\end{cases}$
所以 y=-4x+480(0≤x≤120).
由 $\begin{cases}y=-4x+480,\\y=4x-380,\end{cases}$ 得 $\begin{cases}x=107.5,\\y=50.\end{cases}$ 因为两车 9:00 出发,107.5 min=1 h 47 min 30 s,所以在 10 时 47 分 30 秒相遇,相遇时,两车距离 C 站 50 km. 当 x=120 时,高铁列车甲到达 C 站,高铁列车乙距离 C 站路程为 y=4x-380=4×120-380=100(km). 所以两车相距 100 km 时的时刻为 11 时.
(2)结合(1)知 a=480,b=240. 设高铁列车乙由 C 站往 A 站行驶过程中距离 C 站的路程 y 关于行驶时间 x 的函数解析式为 y=kx+b(k≠0). 因为函数图象过点(95,0),(215,480),所以 $\begin{cases}95k+b=0,\\215k+b=480,\end{cases}$ 所以 $\begin{cases}k=4,\\b=-380.\end{cases}$
所以 y=4x-380(95≤x≤215).
(3)设高铁列车甲从 A 站到 C 站的行驶过程中 y 关于 x 的函数解析式为 y=dx+c(d≠0)(0≤x≤120). 因为函数图象过点(0,480),(120,0),
所以 $\begin{cases}c=480,\\120d+c=0.\end{cases}$ 所以 $\begin{cases}d=-4,\\c=480.\end{cases}$
所以 y=-4x+480(0≤x≤120).
由 $\begin{cases}y=-4x+480,\\y=4x-380,\end{cases}$ 得 $\begin{cases}x=107.5,\\y=50.\end{cases}$ 因为两车 9:00 出发,107.5 min=1 h 47 min 30 s,所以在 10 时 47 分 30 秒相遇,相遇时,两车距离 C 站 50 km. 当 x=120 时,高铁列车甲到达 C 站,高铁列车乙距离 C 站路程为 y=4x-380=4×120-380=100(km). 所以两车相距 100 km 时的时刻为 11 时.
解析
【分析】
(1)先根据甲的时刻表计算A到C、C到B的行驶时间,结合总路程720km按时间比分配得到AC、BC的长度,再用路程除以行驶时间得到甲的平均速度;(2)先确定乙从C站出发、到达A站对应的行驶时间x和距离C站路程y的两组坐标,代入一次函数一般式求解,同时标注自变量的取值范围;(3)先求出甲从A站到C站的y与x的函数解析式,联立乙从C站往A站行驶的解析式求出相遇时间,再分析相遇后两车的位置关系,找到两车相距100km对应的x值,换算为时刻即可。
【解析】
(1)由高铁列车甲时刻表可知,甲从A站到C站行驶时间为$11:00-09:00=2\mathrm{h}=120\mathrm{min}$,从C站到B站行驶时间为$12:10-11:10=1\mathrm{h}=60\mathrm{min}$,甲匀速行驶,故$AC:BC=120:60=2:1$,又$AB=720\mathrm{km}$,因此$AC=720×\frac{2}{3}=480\mathrm{km}$,$BC=720×\frac{1}{3}=240\mathrm{km}$;甲的平均速度为$480÷120=4\mathrm{km/min}$。
(2)结合(1)知乙从C站往A站行驶的总路程为480km,由乙的时刻表可知,乙到达C站的时间为出发后90min,停留5min后从C站出发,即$x=95\mathrm{min}$时$y=0$;乙到达A站的时间为出发后$12:35-09:00=215\mathrm{min}$,此时$y=480\mathrm{km}$。设函数解析式为$y=kx+b(k\ne0)$,代入两点坐标得:
$\begin{cases}95k+b=0\\215k+b=480\end{cases}$
解得$\begin{cases}k=4\\b=-380\end{cases}$
故函数解析式为$y=4x-380(95≤ x≤215)$。
(3)先求甲从A站到C站的y与x的函数解析式($0≤ x≤120$):$x=0$时甲在A站,距离C站480km即$y=480$;$x=120$时甲到C站,$y=0$。设解析式为$y=dx+c$,代入得:
$\begin{cases}c=480\\120d+c=0\end{cases}$
解得$\begin{cases}d=-4\\c=480\end{cases}$
即$y=-4x+480(0≤ x≤120)$。
联立甲乙两函数求相遇点:
$\begin{cases}y=-4x+480\\y=4x-380\end{cases}$
解得$\begin{cases}x=107.5\\y=50\end{cases}$,即出发后107.5min两车相遇。
相遇后,当$x=120\mathrm{min}$时甲到达C站,此时乙距离C站的路程为$y=4×120-380=100\mathrm{km}$,此时两车相距100km,$120\mathrm{min}=2\mathrm{h}$,对应时刻为$09:00+2\mathrm{h}=11:00$。
【答案】
(1)$\boldsymbol{480}$,$\boldsymbol{240}$,$\boldsymbol{4}$;
(2)$\boldsymbol{y=4x-380(95≤ x≤215)}$;
(3)$\boldsymbol{11}$时
【知识点】
一次函数的应用,行程问题,一次函数解析式求解
【点评】
本题结合高铁运行的实际场景,考查一次函数在行程问题中的应用,需要学生从时刻表和题干中提取有效信息,理清不同阶段两车的运动状态,准确确定函数的坐标点和自变量取值范围,能有效提升信息提取能力和数学建模能力。
【难度系数】
0.6
(1)先根据甲的时刻表计算A到C、C到B的行驶时间,结合总路程720km按时间比分配得到AC、BC的长度,再用路程除以行驶时间得到甲的平均速度;(2)先确定乙从C站出发、到达A站对应的行驶时间x和距离C站路程y的两组坐标,代入一次函数一般式求解,同时标注自变量的取值范围;(3)先求出甲从A站到C站的y与x的函数解析式,联立乙从C站往A站行驶的解析式求出相遇时间,再分析相遇后两车的位置关系,找到两车相距100km对应的x值,换算为时刻即可。
【解析】
(1)由高铁列车甲时刻表可知,甲从A站到C站行驶时间为$11:00-09:00=2\mathrm{h}=120\mathrm{min}$,从C站到B站行驶时间为$12:10-11:10=1\mathrm{h}=60\mathrm{min}$,甲匀速行驶,故$AC:BC=120:60=2:1$,又$AB=720\mathrm{km}$,因此$AC=720×\frac{2}{3}=480\mathrm{km}$,$BC=720×\frac{1}{3}=240\mathrm{km}$;甲的平均速度为$480÷120=4\mathrm{km/min}$。
(2)结合(1)知乙从C站往A站行驶的总路程为480km,由乙的时刻表可知,乙到达C站的时间为出发后90min,停留5min后从C站出发,即$x=95\mathrm{min}$时$y=0$;乙到达A站的时间为出发后$12:35-09:00=215\mathrm{min}$,此时$y=480\mathrm{km}$。设函数解析式为$y=kx+b(k\ne0)$,代入两点坐标得:
$\begin{cases}95k+b=0\\215k+b=480\end{cases}$
解得$\begin{cases}k=4\\b=-380\end{cases}$
故函数解析式为$y=4x-380(95≤ x≤215)$。
(3)先求甲从A站到C站的y与x的函数解析式($0≤ x≤120$):$x=0$时甲在A站,距离C站480km即$y=480$;$x=120$时甲到C站,$y=0$。设解析式为$y=dx+c$,代入得:
$\begin{cases}c=480\\120d+c=0\end{cases}$
解得$\begin{cases}d=-4\\c=480\end{cases}$
即$y=-4x+480(0≤ x≤120)$。
联立甲乙两函数求相遇点:
$\begin{cases}y=-4x+480\\y=4x-380\end{cases}$
解得$\begin{cases}x=107.5\\y=50\end{cases}$,即出发后107.5min两车相遇。
相遇后,当$x=120\mathrm{min}$时甲到达C站,此时乙距离C站的路程为$y=4×120-380=100\mathrm{km}$,此时两车相距100km,$120\mathrm{min}=2\mathrm{h}$,对应时刻为$09:00+2\mathrm{h}=11:00$。
【答案】
(1)$\boldsymbol{480}$,$\boldsymbol{240}$,$\boldsymbol{4}$;
(2)$\boldsymbol{y=4x-380(95≤ x≤215)}$;
(3)$\boldsymbol{11}$时
【知识点】
一次函数的应用,行程问题,一次函数解析式求解
【点评】
本题结合高铁运行的实际场景,考查一次函数在行程问题中的应用,需要学生从时刻表和题干中提取有效信息,理清不同阶段两车的运动状态,准确确定函数的坐标点和自变量取值范围,能有效提升信息提取能力和数学建模能力。
【难度系数】
0.6
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