Question

【題目】近年來(lái)，我國(guó)煤礦安全事故頻頻發(fā)生，其中危害最大的是瓦斯，其主要成分是CO．在一次礦難事件的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)：從零時(shí)起，井內(nèi)空氣中CO的濃度達(dá)到4mg/L，此后濃度呈直線型增加，在第7小時(shí)達(dá)到最高值46mg/L，發(fā)生爆炸；爆炸后，空氣中的CO濃度成反比例下降．如圖所示，根據(jù)題中相關(guān)信息回答下列問(wèn)題：

（1）求爆炸前后空氣中CO濃度y與時(shí)間x的函數(shù)關(guān)系式，并寫(xiě)出相應(yīng)的自變量取值范圍；
（2）當(dāng)空氣中的CO濃度達(dá)到34mg/L時(shí)，井下3km的礦工接到自動(dòng)報(bào)警信號(hào)，這時(shí)他們至少要以多少km/h的速度撤離才能在爆炸前逃生？
（3）礦工只有在空氣中的CO濃度降到4mg/L及以下時(shí)，才能回到礦井開(kāi)展生產(chǎn)自救，求礦工至少在爆炸后多少小時(shí)才能下井？

Answer 1

【答案】
（1）解：因?yàn)楸�炸前濃度呈直線型增加，

所以可設(shè)y與x的函數(shù)關(guān)系式為y=k1x+b（k1≠0），

由圖象知y=k1x+b過(guò)點(diǎn)（0，4）與（7，46），

則 ，

解得 ，

則y=6x+4，此時(shí)自變量x的取值范圍是0≤x≤7．

∵爆炸后濃度成反比例下降，

∴可設(shè)y與x的函數(shù)關(guān)系式為 （k2≠0）．

由圖象知 過(guò)點(diǎn)（7，46），

∴ ，

∴k2=322，

∴ ，此時(shí)自變量x的取值范圍是x＞7．

（2）解：當(dāng)y=34時(shí)，由y=6x+4得，6x+4=34，x=5．

∴撤離的最長(zhǎng)時(shí)間為7﹣5=2（小時(shí)）．

∴撤離的最小速度為3÷2=1.5（km/h）．

（3）解：當(dāng)y=4時(shí)，由y= 得，x=80.5，

80.5﹣7=73.5（小時(shí)）．

∴礦工至少在爆炸后73.5小時(shí)才能下井．

【解析】（1）因?yàn)楸�炸前濃度呈直線型增加，所以可知是一次函數(shù)，可設(shè)y與x的函數(shù)關(guān)系式為y=k1x+b（k1≠0），由圖象過(guò)點(diǎn)求出k1=6，b=4， 則y=6x+4，此時(shí)自變量x的取值范圍是0≤x≤7；因?yàn)楸�炸后濃度成反比例下降，所以可設(shè)y與x的函數(shù)關(guān)系式為 （k2≠0）；由圖象過(guò)點(diǎn)（7，46），得到 ，此時(shí)自變量x的取值范圍是x＞7；（2）當(dāng)y=34時(shí)，由y=6x+4得x=5，所以撤離的最長(zhǎng)時(shí)間為7﹣5=2（小時(shí)），即撤離的最小速度為1.5km/h；（3）由題意知y=4時(shí)，求出x=80.5；80.5﹣7=73.5（小時(shí)）；所以礦工至少在爆炸后73.5小時(shí)才能下井．