三、解答题

20(本小题满分14)

1个单位质量的含污物体进行清洗,清洗前其清洁度(含污物体的清洁度定义为:

1-)0.8,要求洗完后的清洁度是0.99.有两种方案可供选择,方案

甲:一次清洗;方案乙:分两次清洗.该物体初次清洗后受残留水等因素影响,其

质量变为a(1a3).设用x单位质量的水初次清洗后的清洁度是(xa-1),用

y单位质量的水第二次清洗后的清洁度是,其中c(0.8c0.99)是该物体初次清

洗后的清洁度.

()分别求出方案甲以及c=0.95时方案乙的用水量,并比较哪一种方案用水量较少;

()若采用方案乙,当a为某定值时,如何安排初次与第二次清洗的用水量,使总用水

量最少?并讨论a取不同数值时对最少总用水量多少的影响.

        ()设方案甲与方案乙的用水量分别为xz,由题设有=0.99,解得x=19

c=0.95得方案乙初次用水量为3,第二次用水量y满足方程=0.99,解得y=4a,故z=4a+3

即两种方案的用水量分别为194a+3

因为当1a3时,x-z=4(4-a)0,即xz

故方案乙的用水量较少.

(Ⅱ)设初次与第二次清洗的用水量分别为xy,类似(Ⅰ)得

x=y=a99-100c      *

于是x+y=+a99-100c=+100a1-c-a-1.

a为定值时,x+y2-a-1=-a+4-1.

当且仅当=100a1-c)时等号成立.此时c=1+(不合题意,舍去)

c=1-∈(0.80.99.

c=1-代入(*)式得x=2-1a-1y=2-a.

c=1-时总用水量最小,此时第一次与第二次用水量分别为2-12-a,最少总用水量是Ta=-a+4-1.

1a3时,T′(a=-10,故Ta)是增函数(也可以用二次函数的单调性判断).这说明,随着a的值的增加,最少总用水量增加.

 

 

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