光在某處的照度與光源的強度成正比,與光源距離的平方成反比.強度分別為8,1的兩個光源A,B間的距離為6,在線段AB(除去端點)上有一點P,設PA=x.
(1)求x的值,使光源A與光源B在點P產生相等的照度;
(2)若“總照度”等于各照度之和.
①求出點P的“總照度”I(x)的表達式;
②求最小“總照度”與相應的x值.
解:(1)由題意知,點P受光源A的照度為
,受光源B的照度為
,其中k為比例常數(shù);
∵光源A與光源B在點P產生相等的照度,
∴
=
,
由0<x<6,得x=2
(6-x),
∴x=
;
(2)①點P的“總照度”I(x)=
+
(0<x<6),
②由I′(x)=-
+
,且I'(x)=0,解得x=4.
所以,0<x<4時,I'(x)<0,I(x)在(0,4)上單調遞減;
當4<x<6時,I(x)<0,I(x)在(4,6)上單調遞增;
因此,=4時,I(x)取得最小值為
.
分析:(1)先根據題意先表示出點P受光源A的照度和受光源B的照度再根據光源A與光源B在點P產生相等的照度建立方程,解之即可求出所求;
(2)①點P的“總照度”I(x)的表達式根據若“總照度”等于各照度之和建立即可;
②利用導數(shù)先研究函數(shù)的極值,然后根據函數(shù)的單調性求出函數(shù)的最小值即可.
點評:本題主要考查了函數(shù)模型的選擇與應用,同時考查了函數(shù)的最值的求解,導數(shù)法求函數(shù)最值是常用的方法,屬于中檔題.