Question

時(shí)值5月，荔枝上市．某市水果市場由歷年的市場行情得知，從5月10日起的60天內(nèi)，荔枝的售價(jià)S（t）（單位：元/kg）與上市時(shí)間t（單位：天）的關(guān)系大致可用如圖1所示的折線ABCD表示，每天的銷售量M（t）（單位：噸）與上市時(shí)間t（單位：天）的關(guān)系大致可用如圖2所示的拋物線段OEF表示，其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)，E是拋物線的頂點(diǎn)．
（1）請分別寫出S（t），M（t）關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式；
（2）在這60天內(nèi)，該水果市場哪天的銷售額最大？

Answer 1

解：（1）①由圖1可知，當(dāng)0≤t≤10時(shí)，S（t）=10
②當(dāng)10＜t≤40時(shí)，設(shè)S（t）=a₁t+b₁，因?yàn)楹瘮?shù)S（t）的圖象過點(diǎn)B（10，10），C（40，5）
所以，解之得
∴當(dāng)10＜t≤40時(shí)，S（t）=t+
③當(dāng)40＜t≤60時(shí)，設(shè)S（t）=a₂t+b₂，因?yàn)楹瘮?shù)S（t）的圖象過點(diǎn)C（40，5），C（60，6），
所以用類似②的方法可得，此時(shí)S（t）=t+3，
綜上所述，S（t）=
由圖2可知，函數(shù)M（t）在x=40時(shí)取得最大值，故設(shè)M（t）=a（t-40）²+10
又函數(shù)M（t）的圖象過點(diǎn)O（0，0），所以a（-40）²+10=0，解之得a=-
所以M（t）=-（t-40）²+10=-t²+t，0≤t≤160，t∈N
（2）在這60天內(nèi)，設(shè)該水果市場的銷售額與天天數(shù)的函數(shù)關(guān)系為P（t），則
①當(dāng)0≤t≤10，t∈N時(shí)，P（t）=1000S（t）M（t）=10000（-t²+t）
可得：當(dāng)t=10時(shí)，P（t）_max=P（10）=43750．
②當(dāng)10＜t≤40，t∈N時(shí)，P（t）=1000S（t）M（t）=1000（-t+）（-t²+t）=（t³-150t²+5600t）
∵（t³-150t²+5600t）′=3t²-300t+5600=3（t-50）²-1900＞0在區(qū)間（10，24]上成立，
且（t³-150t²+5600t）′=3t²-300t+5600=3（t-50）²-1900＜0在區(qū)間[25，40]上成立
∴P（t）在區(qū)間（10，24]上是單調(diào)增函數(shù)，在區(qū)間[25，40]上是單調(diào)減函數(shù)
當(dāng)10＜t≤40，t∈N時(shí)，P（t）_max應(yīng)該是P（24）和P（25）中的較大者
而P（24）=64400，P（25）≈64453.13，因此P（t）_max=P（25）
③當(dāng)40＜t≤60，t∈N時(shí)，P（t）=1000S（t）M（t）=1000（t+3）（-t²+t）=（-t³+20t²+4800t）
用類似②的方法，可得P（t）在區(qū)間（40，47]上是單調(diào)增函數(shù)，在區(qū)間[48，60]上是單調(diào)減函數(shù)．
而P（47）≈51861.56＞P（48）=51840，所以此時(shí)P（t）_max=P（47）
綜上所述，P（t）的最大值為P（47）≈51861.56
所以在這60天內(nèi)，該水果市場第47天的銷售額最大．
分析：（1）根據(jù)圖1，發(fā)現(xiàn)當(dāng)0≤t≤10時(shí)，函數(shù)S（t）=10，而當(dāng)10＜t≤40時(shí)和當(dāng)40＜t≤60時(shí)，函數(shù)S（t）的表達(dá)式都是一次函數(shù)，可以先設(shè)出它們的一次解析式，利用圖象上的已知點(diǎn)求出一次項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)，可以得到函數(shù)S（t）的函數(shù)關(guān)系式．對于M（t），根據(jù)它的圖象是開口向下的拋物線，經(jīng)過原點(diǎn)且關(guān)于直線t=40對稱，結(jié)合頂點(diǎn)坐標(biāo)，不難用待定系數(shù)的方法求出M（t）關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式；
（2）根據(jù)（1）的函數(shù)S（t）的分段函數(shù)關(guān)系式，分①當(dāng)0≤t≤10時(shí)，②當(dāng)10＜t≤40時(shí)，③當(dāng)40＜t≤60時(shí)，分別得到P（t）關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式，利用導(dǎo)數(shù)工具討論各段上的單調(diào)性，從而得出函數(shù)P（t）在各段上的最大值，再將各個(gè)最大值進(jìn)行比較，從而得出當(dāng)t=47時(shí)，水果市場的銷售額最大．
點(diǎn)評：本題以一個(gè)實(shí)際問題為例，考查了分段函數(shù)的單調(diào)性與最值的知識(shí)點(diǎn)，計(jì)算量很大，是一道難題．在解題過程中用到了分類討論與轉(zhuǎn)化化歸的思想，綜合了函數(shù)多種性質(zhì)加以解決．