(本小题满分13分)
如图,长方体物体在雨中沿面(面积为)的垂直方向作匀速移动,速度为(),雨速沿移动方向的分速度为。移动时单位时间内的淋雨量包括两部分:(1)或的平行面(只有一个面淋雨)的淋雨量,假设其值与成正比,比例系数为;(2)其它面的淋雨量之和,其值为,记为移动过程中的总淋雨量,当移动距离,面积时。
(Ⅰ)写出的表达式;
(Ⅱ)设,,试根据的不同取值范围,确定移动速度,使总淋雨量最少。
(Ⅰ)由题意知,移动时单位时间内的淋雨量为,故。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知
当时,;
故
(1)当时,是关于的减函数,
故当时,。
(2)当时,在上,是关于的减函数,
在上,是关于的增函数,
本题主要考查函数模型的选择与使用。
(Ⅰ)移动时的总淋雨量应该等于单位时间内的淋雨量乘以所用的时间。于是,需要先求出单位时间内的林雨量再乘以所用的时间即可。
(Ⅱ)根据绝对值的性质,将(Ⅰ)中得到的函数分为一个分段函数,再由的取值范围讨论函数的单调性,在不同的情况下单调区间不同,总淋雨量最小值对应的值也不同。据此确定在不同的取值范围下的值。