Question

在節(jié)能減排、保護(hù)地球環(huán)境的呼吁下，世界各國都很重視企業(yè)廢水廢氣的排放處理．盡管企業(yè)對(duì)廢水廢氣作了處理，但仍會(huì)對(duì)環(huán)境造成一些危害，所以企業(yè)在排出廢水廢氣時(shí)要向當(dāng)?shù)鼐用裰Ц兑欢ǖ沫h(huán)境補(bǔ)償費(fèi)．已知某企業(yè)支付的環(huán)境補(bǔ)償費(fèi)P與該企業(yè)的廢水排放量x滿足關(guān)系式P=kx³（k∈[1，10]），具體k值由當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門確定．而該企業(yè)的毛利潤Q滿足關(guān)系式，
（1）當(dāng)k=1時(shí)，該企業(yè)為達(dá)到純利潤（Q-P）最大，廢水排放量會(huì)達(dá)到多少？
（2）當(dāng)x＞1時(shí)，就會(huì)對(duì)居民健康構(gòu)成危害．該地環(huán)保部門應(yīng)在什么范圍內(nèi)設(shè)定k值，才能使該企業(yè)在達(dá)到最大利潤時(shí)，廢水排放量不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用窠】禈?gòu)成危害？

Answer 1

解：設(shè)企業(yè)純利潤為y，則，y'=-3kx²+x+10
（1）當(dāng)k=1時(shí)，由y'=-3x²+x+10=-（3x+5）（x-2）=0，得
x=2或x=（不合題意，舍去），∴x=2時(shí)企業(yè)純利潤最大；
（2）設(shè)f（x）=-3kx²+x+10，k∈[1，10]∵f（x）圖象開口向下，且f（0）=10＞0，
∴f（x）必有一正一負(fù)兩根，且正根為極大值點(diǎn)
∴根據(jù)題意得：f（x）=0的正根不超過1，
∴f（1）≤0，即-3k+1+10≤0，∴k≥，綜上，得
分析：設(shè)純利潤為y，則y=Q-P是三次函數(shù)，對(duì)其求導(dǎo)，
（1）當(dāng)k=1時(shí)，令導(dǎo)數(shù)y'=0，得根，從而得出企業(yè)純利潤最大時(shí)x的值；
（2）由函數(shù)f（x）=-3kx²+x+10，k∈[1，10]知：圖象開口向下，且f（0）＞0，∴f（x）必有一正一負(fù)兩根，且正根為極大值點(diǎn)；由題意，正根不超過1，即f（1）≤0，解得k的范圍．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了利用導(dǎo)數(shù)求三次函數(shù)的最值問題和一元二次方程根的分布問題，解題時(shí)要認(rèn)真分析，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤．