某群体的人均通勤时间,是指单日内该群体中成员从居住地到工作地的平均用时。某地上班族中的成员仅以自驾或公交方式通勤。分析显示:当中()的成员自驾时,自驾群体的人均通勤时间为
(单位:分钟)。
而公交群体的人均通勤时间不受影响,恒为分钟,试根据上述分析结果回答下列问题:
(1)当在什么范围内时,公交群体的人均通勤时间少于自驾群体的人均通勤时间?
(2)求该地上班族的人均通勤时间的表达式;讨论的单调性,并说明其实际意义。
(1)
①当时,自驾群体人均通勤时间为分钟,
公交群体人均通勤时间为分钟,此时公交群体人均通勤时间大于自驾群体人均通勤时间。
②当时:
令,得。
移项后去分母得,
解不等式,解得:或,
所以当时,自驾群体的人均通勤时间大于分钟,
此时公交群体的人均通勤时间少于自驾群体的人均通勤时间。
综上所述,当时,公交群体的人均通勤时间少于自驾群体的人均通勤时间。
(2)当时,
,
当时,
所以,
当时,。
所以当时,;
当时,,
则在上单调递减,
则在上单调递增。
表示当自驾群体的范围在时,上班族的人均通勤时间随自驾群体的增加而减少;当自驾群体占比为时,人均通勤时间为最小值;当自驾群体超过时,上班族的人均通勤时间随自驾群体的增多而增加。
本题主要考查函数的概念与性质以及导数在研究函数中的应用。
(1)要使公交群体的人均通勤时间少于自驾群体的人均通勤时间,当时,由于,则此时公交群体人均通勤时间大于自驾群体人均通勤时间。当时,令,解出的范围即可。
(2)人均通勤时间为自驾群体人均通勤时间公交群体人均通勤时间,再利用导数研究函数的单调性即可。