某種新藥服用x小時(shí)后血液中的殘留量為y毫克,如圖為函數(shù)y=f(x)的圖象,在x∈(0,4]時(shí)為二次函數(shù),且當(dāng)x=4時(shí)到達(dá)頂點(diǎn);在x∈(4,20]為一次函數(shù),當(dāng)血液中藥物殘留量不小于240毫克時(shí),治療有效.
(I)求函數(shù)y=f(x)的解析式;
(II)設(shè)某人上午8:00第一次服藥,為保證療效,試分別計(jì)算出第二次、第三次服藥的時(shí)間.
分析:(Ⅰ)由圖象分段設(shè)出一次函數(shù)模型,分別代入點(diǎn)(4,320)和(20,0)求解函數(shù)解析式,
(Ⅱ)設(shè)x為第一次服藥后經(jīng)過的時(shí)間,由第一次服藥的殘留量大于等于240求解x的范圍,同樣由第二次服藥的殘留量大于等于240求解第二次的藥效時(shí)間,再由前兩次的服藥殘留量大于240求解第三次的服藥時(shí)間.
解答:解:(I)當(dāng)0≤x≤4時(shí),由圖象可得y=a(x-4)2+320,當(dāng)x=0時(shí),y=0代入得a•16+320=0,∴a=-20.
∴y=-20(x-4)2+320,
當(dāng)4≤x≤20時(shí),設(shè)y=kx+b,將(4,320),(20,0)代入得y=400-20x.
綜上得f(x)=
-20(x-4)2+320,0≤x≤4.
400-20x,4<x≤20.

(II)設(shè)x為第一次服藥后經(jīng)過的時(shí)間,則第一次服藥的殘留量y1=f(x)=
-20(x-4)2+320,0≤x≤4
400-20x,4<x≤20.
,
y1≥240,得
0≤x≤4
-20(x-4)2+320≥240
4<x≤20
400-20x≥240.

解得2≤x≤4或4<x≤8,
∴2≤x≤8.
故第二次服藥應(yīng)在第一次服藥8小時(shí)后,即當(dāng)日16:00.
設(shè)第二次服藥產(chǎn)生的殘留量為y2,則y2=f(x-8)=
-20(x-12)2+320,8≤x≤12
400-20(x-8),12<x≤28.
,
y2≥240,得
8≤x≤12
-20(x-12)2+320≥240
12<x≤28
400-20(x-8)≥240.
,
解得10≤x≤12或12<x≤16,∴10≤x≤16,
若僅考慮第二次服藥的殘留量,第三次服藥應(yīng)在第一次服藥16小時(shí)后,面前兩次服藥的殘留量為y1+y2,由
x>16
y1+y2≥240.
,
x>16
400-20x+400-20(x-8)≥240,解得16<x≤18.

故第三次服藥應(yīng)在第一次服藥18小時(shí)后,即次日凌晨2:00.
點(diǎn)評(píng):本題考查了函數(shù)模型的選擇及應(yīng)用,考查了分段函數(shù)涉及的不等式的解法,解答此題的關(guān)鍵是對(duì)題意的理解與把握,考查了計(jì)算能力.屬于中檔題.
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

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