典例3(2023·连云港)目前,某市对市区居民用气户的燃气收费,以户为基础、年为计算周期设定的三个气量阶梯如下表:
|阶梯|年用气量|单价|备注|
|----|----|----|----|
|第一阶梯|不超出400立方米的部分|2.67元|若家庭人口超过4人的,则每增加1人,第一、二阶梯年用气量的上限分别增加100立方米,200立方米|
|第二阶梯|超出400立方米,不超出1200立方米的部分|3.15元| |
|第三阶梯|超出1200立方米的部分|3.63元| |
(1)一户家庭人口为3人,年用气量为200立方米,则该年此户需缴纳燃气费用为________元;
(2)一户家庭人口不超过4人,年用气量为$x$立方米($x>1200$),该年此户需缴纳燃气费用为$y$元,求$y$关于$x$的函数表达式;
(3)甲户家庭人口为3人,乙户家庭人口为5人,某年甲户、乙户缴纳的燃气费用均为3855元,该年乙户比甲户多用多少立方米的燃气(结果精确到1立方米)?
[思路点拨](1)直接用第一阶梯的计算方式即可求解。(2)根据题意,按第一、二、三阶梯燃气单价写出函数表达式即可。(3)先根据甲户、乙户缴纳的燃气费用均为3855元,判断甲户、乙户的年用气量的范围,再分别计算出年用气量即可。
|阶梯|年用气量|单价|备注|
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|第一阶梯|不超出400立方米的部分|2.67元|若家庭人口超过4人的,则每增加1人,第一、二阶梯年用气量的上限分别增加100立方米,200立方米|
|第二阶梯|超出400立方米,不超出1200立方米的部分|3.15元| |
|第三阶梯|超出1200立方米的部分|3.63元| |
(1)一户家庭人口为3人,年用气量为200立方米,则该年此户需缴纳燃气费用为________元;
(2)一户家庭人口不超过4人,年用气量为$x$立方米($x>1200$),该年此户需缴纳燃气费用为$y$元,求$y$关于$x$的函数表达式;
(3)甲户家庭人口为3人,乙户家庭人口为5人,某年甲户、乙户缴纳的燃气费用均为3855元,该年乙户比甲户多用多少立方米的燃气(结果精确到1立方米)?
[思路点拨](1)直接用第一阶梯的计算方式即可求解。(2)根据题意,按第一、二、三阶梯燃气单价写出函数表达式即可。(3)先根据甲户、乙户缴纳的燃气费用均为3855元,判断甲户、乙户的年用气量的范围,再分别计算出年用气量即可。
答案
典例3(1)534.(2)根据题意,得$y = 400×2.67+(1200 - 400)×3.15 + 3.63(x - 1200)=3.63x - 768$,∴y关于x的函数表达式为$y = 3.63x - 768(x>1200)$. (3)∵$400×2.67+(1200 - 400)×3.15 = 3588$(元),$3588<3855$,∴甲户的年用气量达到了第三阶梯.由(2)知,当y = 3855时,$3.63x - 768 = 3855$,解得$x = \frac{154100}{121}\approx1273.6$.∵$2.67×(100 + 400)=1335$(元),$2.67×(100 + 400)+3.15×(1200 + 200 - 500)=4170$(元),$1335<3855<4170$,∴乙户的年用气量达到第二阶梯,但未达到第三阶梯.设乙户的年用气量为a立方米.∴$1335 + 3.15(a - 500)=3855$,解得a = 1300.∵$1300 - 1273.6 = 26.4\approx26$(立方米),∴该年乙户比甲户多用约26立方米的燃气
跟踪训练
3. 某景点门票价格如图所示,甲、乙两校计划在国庆期间组织员工及家属到该景点游玩,两校组织游玩人数之和为90,乙校组织游玩人数不超过40,设甲校组织游玩人数为$x$。如果甲、乙两校分别购买门票,两校门票之和为$W$元。
(1)求$W$关于$x$的函数表达式,并写出自变量$x$的取值范围。
(2)若甲校人数不超过80,则甲、乙两校联合购票比分别购票最多可节约多少钱?
(3)国庆之后,该景点对门票价格作了如下调整:当人数不超过40时,门票价格不变;当人数超过40但不超过80时,每张门票降价$a$元;当人数超过80时,每张门票降价$2a$元。在
(2)的条件下,若甲、乙两校国庆之后去游玩,最多可节约3500元,求$a$的值。

3. 某景点门票价格如图所示,甲、乙两校计划在国庆期间组织员工及家属到该景点游玩,两校组织游玩人数之和为90,乙校组织游玩人数不超过40,设甲校组织游玩人数为$x$。如果甲、乙两校分别购买门票,两校门票之和为$W$元。
(1)求$W$关于$x$的函数表达式,并写出自变量$x$的取值范围。
(2)若甲校人数不超过80,则甲、乙两校联合购票比分别购票最多可节约多少钱?
(3)国庆之后,该景点对门票价格作了如下调整:当人数不超过40时,门票价格不变;当人数超过40但不超过80时,每张门票降价$a$元;当人数超过80时,每张门票降价$2a$元。在
(2)的条件下,若甲、乙两校国庆之后去游玩,最多可节约3500元,求$a$的值。
答案
[跟踪训练]3.(1)∵两校组织游玩人数之和为90,乙校组织游玩人数不超过40,∴$50\leq x<90$.当$50\leq x\leq80$时,$W = 90x + 100(90 - x)= - 10x + 9000$;当$80<x<90$时,$W = 70x + 100(90 - x)= - 30x + 9000$.∴$W=\begin{cases}- 10x + 9000(50\leq x\leq80)\\- 30x + 9000(80<x<90)\end{cases}$. (2)甲、乙两校联合购票需$90×70 = 6300$(元).∵甲校人数不超过80,∴$50\leq x\leq80$.由(1),可得甲、乙两校分别购票需$W = (- 10x + 9000)$元,∴当x = 50时,W的最大值为8500.∵$8500 - 6300 = 2200$(元),∴最多可节约2200元. (3)设甲、乙两校联合购票比分别购票可节约y元.∵$50\leq x\leq80$,∴$y = x(90 - a)+100(90 - x)-90(70 - 2a)=-(a + 10)x + 2700 + 180a$.∵$-(a + 10)<0$,∴y随x的增大而减小,当x = 50时,y最大.∵最多可节约3500元,∴$- 50(a + 10)+2700 + 180a = 3500$,解得a = 10.
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