6.「2025山东泰安新泰期中,★☆」综合与实践
【实践任务】研究小组进行跨学科主题学习活动,利用函数的相关知识研究某种化学试剂的挥发情况,某研究小组在两种不同的场景下做对比实验,并收集该试剂挥发过程中剩余质量随时间变化的数据.
【实验数据】该试剂挥发过程中剩余质量$y$(克)随时间$x$(分钟)变化情况$(0≤x≤20)$如图所示:

任务一:求出函数表达式
(1)经过描点构造函数模型来模拟两种场景下$y$随$x$变化的函数关系,发现场景A的图象是抛物线$y=-0.04x^2+bx+c$的一部分,场景B的图象是直线$y=ax+c(a≠0)$的一部分,分别求出场景A,B对应的函数表达式.
任务二:探究该化学试剂的挥发情况
(2)查阅文献可知,该化学试剂发挥作用的最低质量为3克,在上述实验中,该化学试剂在哪种场景下发挥作用的时间更长?
【实践任务】研究小组进行跨学科主题学习活动,利用函数的相关知识研究某种化学试剂的挥发情况,某研究小组在两种不同的场景下做对比实验,并收集该试剂挥发过程中剩余质量随时间变化的数据.
【实验数据】该试剂挥发过程中剩余质量$y$(克)随时间$x$(分钟)变化情况$(0≤x≤20)$如图所示:
任务一:求出函数表达式
(1)经过描点构造函数模型来模拟两种场景下$y$随$x$变化的函数关系,发现场景A的图象是抛物线$y=-0.04x^2+bx+c$的一部分,场景B的图象是直线$y=ax+c(a≠0)$的一部分,分别求出场景A,B对应的函数表达式.
任务二:探究该化学试剂的挥发情况
(2)查阅文献可知,该化学试剂发挥作用的最低质量为3克,在上述实验中,该化学试剂在哪种场景下发挥作用的时间更长?
答案
(1)场景 A:把(0,21),(10,16)代入 y=-0.04x²+bx+c,得$\begin{cases}21=c,\\16=-0.04×10^2+10b+c,\end{cases}$ 解得$\begin{cases}b=-0.1,\\c=21,\end{cases}$
∴ y=-0.04x²-0.1x+21.
场景 B:把(0,21),(5,16)代入 y=ax+c,得$\begin{cases}c=21,\\5a+c=16,\end{cases}$ 解得$\begin{cases}a=-1,\\c=21,\end{cases}$
∴ y=-x+21.
综上,场景 A 对应的函数表达式为 y=-0.04x²-0.1x+21,场景 B 对应的函数表达式为 y=-x+21.
(2)当 y=3 时,场景 A 中,3=-0.04x²-0.1x+21,
解得 x₁=20,x₂=-22.5(舍去).
场景 B 中,3=-x+21,解得 x=18,
∵ 20>18,
∴ 化学试剂在场景 A 下发挥作用的时间更长.
∴ y=-0.04x²-0.1x+21.
场景 B:把(0,21),(5,16)代入 y=ax+c,得$\begin{cases}c=21,\\5a+c=16,\end{cases}$ 解得$\begin{cases}a=-1,\\c=21,\end{cases}$
∴ y=-x+21.
综上,场景 A 对应的函数表达式为 y=-0.04x²-0.1x+21,场景 B 对应的函数表达式为 y=-x+21.
(2)当 y=3 时,场景 A 中,3=-0.04x²-0.1x+21,
解得 x₁=20,x₂=-22.5(舍去).
场景 B 中,3=-x+21,解得 x=18,
∵ 20>18,
∴ 化学试剂在场景 A 下发挥作用的时间更长.
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