Question

某種空氣清潔劑在實驗效果時，發現空氣含劑量y（μg/m³）與時間x之間存在函數關系，其變化的圖象如下圖所示．其中的曲線部分是某函數（x+b）的圖象（虛線部分為曲線的延展）．圖中表明，噴灑1小時后，空氣含劑量最高，達到3μg/m³，以后逐步減小．
（1）求出空氣含劑量y關于時間x的函數表達式及定義域．
（2）實驗證明，當空氣含劑量不低于2μg/m³時，空氣清潔的效果最佳．求一次噴灑的“最佳效果”持續時間．

Answer 1

解：（1）當x≤1時，圖象是一線段，得解析式為y=kx，將點（1，3）坐標代入得k=3，∴y=3x
把（1，3）坐標代入（x+b）得．
=3，∴1+b==，∴∴y=
∴，令y=0得x=
∴函數的解析式為：y=
（2）當0≤x≤1時，在y=3x中令y=2得x₁=，
當1≤x≤時，在y=
中，令y=2得：=2，得x₂=
x=x2-x1==
故最佳效果持續時間為小時．
分析：將點（1，3）分別代入y=kx，（x+b）中，求k、b，確定函數關系式，再把y=2代入兩個函數式中求t，把所求兩個時間t作差即可．
點評：本題考查了分段函數，以及函數與方程的思想、分類討論的思想，屬于基礎題．解決實際問題關鍵是建立數學模型．