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应用数学与计算综合测验一

综合测验一
说明:
(1)本测验分(A )卷和(B )卷。

(2)每队只能从(A )、(B )卷中任选一套试卷做。

若选择(A )卷,只要从(A )卷题目中任选一
题,按照所选题目的要求完成即可;若选择(B )卷,只要从(B )卷题目中任选两题,按照所选题目的要求完成即可。

(2)任何两队之间不允许讨论,不允许互相抄袭,一旦发现,均以作弊处理。

(3)每队都要用数学作业纸答卷;字迹要工整;每一个问题的解答都要有完整的过程,过程不完整者均要扣分;只有结果,没有过程者均以0分处理。

(4)按时交卷,交卷时每个人的名字都写在第一页的上方;过时不交均以自动放弃处理;交卷时试题与答案一同交上来。

(5)用a Mathematic 编的程序附在卷子的后面。

(A )卷
一、梯子的长度问题
1.问题
一幢楼房的后面是一个很大的花园。

在花园中紧靠着楼房有一个温室,温室
宽a 米,高b 米。

温室正上方是楼房的窗台,清洁工打扫窗台周围,他得用梯子越过温室,一头放在花园中,一头靠在楼房的墙上。

因为温室是不能承受梯子压力的,所以梯子太短是不行的。

现清洁工只有一架L 米长的梯子,你认为它能达到要求吗?
2.要求
(1) (1)当梯子与温室顶端处恰好接触斜靠楼房时,梯子的长度L 只与梯子倾斜的
角度x 有关.试写出函数)(x L 及定义域.
(2)设32==b a ,,画出函数)(x L 的图形.
(3)在(2)中,求函数)(x L 的驻点(用a Mathematic 命令求),并计算函数在驻
点的
值,驻点唯一吗?
(4)观察图形,选取初始点,直接用a Mathematic 命令求函数的极小值,并与
(3)
中的结果比较.
(5)取81.=a ,在只用56.米长梯子的情况下,温室最多能修建多高?
(6)一条1米宽的通道与另一条2米宽的通道相交成直角,一个梯子需要水平饶过拐角,试问梯子的最大长度是多少?
二、n 级混联电路问题
1.问题
对于串联电路(如图1)和纯粹并联电路(如图2),求总电阻,物理上是容易计
算的.对于图3这种混联电路,或甚至“无穷多”个支路的这类电路,如何求其总电阻呢?
A
图1
B A
图2
B 图3 B
2.要求
(1) (1)试设计程序计算下列5种电路(如图4)中B A ,间的总电阻
),,,()( 321=n R n AB ,
其中R r ,的电阻值是已知的.对于小的n 值,要求给出简单公式;对于R 及r 的特殊
值,比如1==r R 等,试给出至少10≤n 时的准确值,且观察其中规律性的东西.
B B
图4
(2)对于R 及r 的其他值运行程序,有一些什么样的结论?
三、陈酒出售的最佳时机问题
1.问题
某酒厂新酿制了一批好酒。

如果现在就出售,可得总收入500=R 万元,
如果把酒储藏起来待到来日(第n 年)按陈酒价格出售,第n 年末可得总收入为:
n e
R R 6
1
0=万元。

而银行利率为050.=r ,试分析这批好酒储藏多少年后可使总
收入现值最大? 2.要求
第一种方案:如果现在出售这批好酒,可得本金50万元。

由于银行利率为050.=r ,按照复利计算公式,第n 年本利和为:n
n B ).()(050150+=。

第二种方案:如果储藏起来,等到第n 年出售,原来的50万元到第n 年增
值为:n e n R 6
150=)(。

(1) (1) 利用这两个不同的公式分别计算出第一年末,第二年末,…..,
第十六年
末采用两种方案,50万元增值的数目。

比较(1)中用两种不同方案计算的数据,考虑如下问题:
1)1)如果酒厂希望在2年后投资扩建酒厂,应选择哪一种方案使这批好
酒所具
有的价值发挥最大作用?
2)2)如果酒厂希望在6年后将资金用作其他投资,应该选择哪一种方案?
(2) (2) 假设现在酒厂有一笔现金,数额为X 万元,将其存入银行,
等到第n
年时增值为)(n R 万元。

根据复利公式,n
X n R ).()(0501+=,则称X 为)(n R 的现
值。

故)(n X 的现值计算公式为
n n R n X ).()()(0501+=
将n e n R 6
150=)(代入上式,可得酒厂将这批好酒储藏起来作为陈酒在第n 年后出售所得总收入的现值为
n n e
n X ).()(0501506
1+=
利用这一公式,计算出16年内陈酒出售后总收入)(n X 的现值数据
根据上面计算的数据,考虑下面的问题:
如果酒厂打算将这批好酒出售所得收入用于8年后的另外投资,应选择那一年作为出售陈酒的最佳时间?
(B )卷
一、 一、 鱼群的适度捕捞问题
鱼群是一种可再生的资源。

若目前鱼群的总数为x 公斤,经过一年的成长
与繁
殖,第二年鱼群的总数变为y 公斤。

反映x 与y 之间相互关系的曲线称为再生产曲线,记为)(x f y =。

现假设鱼群的再生产曲线为

⎭⎫ ⎝⎛
-=N x rx y 1,)(1>r 。

为保证鱼群的数量维持稳定,在捕捞时必须注意适度捕捞。


1.假设r 为自然增长率,试对再生产曲线的实际意义作简单解释。

2.鱼群的数量控制在多大时,才能使我们获得最大的持续捕获量?
3.设某鱼塘最多可养鱼10万公斤,若鱼量超过10万公斤,由于缺氧等原因会造成鱼群大范围死亡。

根据经验知鱼群年自然增长率为4,试计算每年的合理捕捞量。

二、 二、 路程最短问题
(a )比亚一天的活动如下:上午在华盛顿大学上课,下午在东圣路易斯工
作,
晚上去她最喜欢的酒巴喝酒。

在家吃早饭和晚饭,她应当在这条路上何处找一所公寓,使每天往返距离最短(如图1)?
(b )她的同事玛丽∙乔西(在家吃)前要去拱门路附近的体操馆,一天中其余
活动则与比亚一样.她应当在这条路上何处找一所公寓?
华盛顿大学 (t A
5 拱门路 km 2
t
东圣∙路易斯 3am 9am 3pm 9pm 3am 9am 3pm 9pm 图1 图2
三、水温变化问题
考虑一个大水箱。

水的温度为)(t W ,周围的温度)(t A (即四周空气的温度)
的图象如图2所示.水的温度受四周空气温度的影响.
1. 1. 如果水比周围空气冷,水的温度如何改变?如果水比周围空气热,水温如何改
变?
2. 2. 用1.题的答案,在同一坐标系下画出如)(t A 那样的)(t W 的可能图象。

3. 3. 解释)(t W 的极大值、极小值与两图象交点之间的关系。

4. 4. 水温改变的速率与)()(t W t A -之间有怎样的关系?
5. 5. )(t W 的拐点与)()(t W t A -与)()(t W t A -取极大值或极小值的点之间有怎样
的关系?
6. 6. 设在凌晨3点水箱里又重新注满C 0
2的冷水,画出)(t W 的可能图象。


注意其凹凸性。

四、家庭教育基金问题
从1994年开始,我国逐步实行了大学收费制度。

为了保障子女将来的教

经费,小张夫妇从他们的儿子出生时开始,每年向银行存入x 元作为家庭教育基金。

若银行的年利率为r ,
(1)试写出第n 年后教育基金总额的表达式。

(2) (2)假设当子女18岁进入大学时所需费用为30000元,按年利率10%计算,
小张每年应向银行存入多少元?
(3)假设小张向银行贷款0A 元用于买房,贷款年利率为r ,从第二年起,小
张每年向银行还x 元,按照(1)(2)的解法,给出n 年后小张还欠银行贷款额数n A 。

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