北京高中數(shù)學(xué)知識應(yīng)用競賽試題及參考標(biāo)準(zhǔn)答案

1、第四屆北京高中數(shù)學(xué)知識應(yīng)用競賽試題及參考答案 試 題1、（滿分20分）汽車在行駛中，由于慣性的作用，剎車后還要接著向前沒行一段距離才能停住。我們稱這段距離為“剎車距離”。剎車距離是分析事故的一個重要的因素。在一個限速為40千米/時的路段上，先后有A、B兩輛汽車發(fā)生交通事故。事故后，交通警察現(xiàn)場測得A車的剎車距離超過12米，不足15米，B車的剎車距離超過11米，不足12米。又知A、B兩種車型的剎車距離S（米）與車速x（千米/時）之間有如下關(guān)系： 假如僅僅考慮汽車的車速因素，哪輛車應(yīng)負責(zé)任？2.（滿分20分）北京電視臺每星期六晚播出東芝動物樂園，在那個節(jié)目中曾經(jīng)有如此一個搶答題：小晰蜴體長15cm

2、，體重15g,問：當(dāng)小晰蜴長到體長為20cm時，它的體重大約是多少（選擇答案：20g,25g,35g,40g）?嘗試用數(shù)學(xué)分析出合理的解答。3. （滿分20分）受日月的引力，海水會發(fā)生漲落，這種現(xiàn)象叫做潮汐。在通常的情況下，船在漲潮時駛進航道，靠近船塢；卸貨后落潮時返回海洋。下面是某港口順某季節(jié)每天的時刻與水深關(guān)系表： 時刻水深（米）時刻水深（米）時刻水深（米）0:005.08:003.116:007.41:006.29:002.517:006.92:007.110:002.418:005.93:007.511:003.519:004.44:007.312:004.420:003.35:006

3、.513:005.621:002.56:005.314:006.722:002.77:004.115:007.223:003.8(1)請在坐標(biāo)紙上，依照表中的數(shù)據(jù)，用連續(xù)曲線描出時刻與水深關(guān)系的函數(shù)圖像；（2）一條貨船的吃水深度（船底與水面的距離）為4米，安全條例規(guī)定至少要有1.5的安全間隙（船底與洋底的距離），問該船何時能進入港口？在港口能呆多久？（3）若某船的吃水深度為4米，安全間隙為1.5米，該船在2:00開始卸貨，吃水深度以每小時0.3米的速度減少，那么該船在什么時刻必須停止卸貨，將船駛向較深的水域？ 4（滿分20分）2000年末，某商家迎來店慶，為了吸引顧客，采取“滿一百送二十，連環(huán)

4、送”的酬賓方式，即顧客在店內(nèi)花鈔票滿100元（這100元能夠是現(xiàn)金，也但是獎勵券，或二者合計），就送20元獎勵券；滿200元，就送40元獎勵券，滿300元，就送60元獎勵券；.。當(dāng)日，花鈔票最多的一顧客用現(xiàn)金70000元，假如按照酬賓方式，他最多能得到多少優(yōu)惠呢？相當(dāng)于商家打了幾折銷售？ 5（滿分20分）某都市預(yù)備進行書畫展覽，為了保證展品安全，展覽的保衛(wèi)部門預(yù)備安排保安員值班。情況如下： 展覽大廳是長方形，內(nèi)設(shè)均勻頒的mn個長方形展區(qū)，如圖所示（下圖是一個34個展區(qū)的示意圖）。在展廳中，展覽的書畫被掛在每個展區(qū)的外墻上，參觀者在通道上掃瞄書畫。 保安員站在固定的位置上，不同意轉(zhuǎn)身，只能監(jiān)視他

5、的左右兩側(cè)和正前方，形如“T”形的區(qū)域。且一個保安員的正前方不安排其它保安員。 不考慮保安員的輪崗、換班問題。 展口的安全意味著每一個展區(qū)的四面外墻都在保安員的監(jiān)視范圍內(nèi)。問題：（1）關(guān)于如上圖所示的展廳中，最少需要幾個保安員能使展品安全？在圖中標(biāo)明保安員的位置（不要求證明）。（2） 假如展要有nm個展區(qū)，最少需要多少個保安員能使展品安全？請證明你的結(jié)論。競賽參考答案 1.解法一： 由題意得這兩輛汽車的剎車距離分不滿足如下的關(guān)系式： 1215， 1112，分不求解這兩個不等式，得 3035， 1245.可見，A車無責(zé)任，B車應(yīng)付責(zé)任。 解法二：假如=40km/h，則能夠算得=20m,=10m。

6、由于A車實際剎車距離沒有超過它按限速行駛的剎車距離=20m；而B車實際剎車距離超過了它按限速行駛時的剎車距離=10m?？梢夾車無責(zé)任，B車應(yīng)付責(zé)任。2.解：假設(shè)小晰蜴從15cm長到20cm，體形是相似的。這時晰蜴的體重正比于它的體積，而體積與體長的立方成正比。 記體長為l的晰蜴的體重為，因此有 合理的答案應(yīng)該是35g。3.解：（1）描點作圖，設(shè)x表示時刻，y表示水深。 （2）由題目條件，水深至少為5.5米時才能保證貨船駛?cè)敫劭诘陌踩?。為此在上圖中做一條y=5.5的水平直線a。圖象在a止方時，其對應(yīng)的x范圍為貨船駛?cè)敫劭诘陌踩珪r刻段，從圖中能夠看出，那個時刻段約為0:30到5:40分，或13:0

7、0到18:20（有10分鐘左右的偏差能夠算對），在港口停留的時刻大約為5小時。 也能夠用線性插值方法，在已知點中，若相鄰兩點在直線a的異側(cè)，設(shè)加在它們中間且過直線a的點與它們共線。因此 利用點（0，5）和（1，6.2），得=（5.5-5）/（6.2-5）=0.417，對應(yīng)的時刻為0:25；利用點（5，6.5）和（6，5.3），得=5.83，對應(yīng)的時刻為5:50。由此得到第一個滿足條件的時刻段約為0:25-5:50。 同理，利用點（12,4.4）和(13,5.6)，得=12.92,對應(yīng)的時刻為12:55；利用點（18,5.9）和(19,4.4)，得=18.27，對應(yīng)的時刻為18:16。由此得到第

8、二個滿足條件的時刻段約為12:55-18:16。 （3）2:00時水深為7.1米，船需要的安全水深隨著卸貨時刻的變化公式為：y=5.5-0.3(x-2); 其中2x5.83，此處利用了插值的結(jié)果。在上面的函數(shù)圖象中畫出該圖象，看出與原圖象的交點大約在7:00左右（有10分鐘左右上午偏差能夠算正確），故知在7:00往常該貨船一定要離開碼頭駛到較深的安全水域。 注： 此處也可利用(6,5.3),(7,4.1)做線性插值，得y=-1.2x+12.5與y=5.5-0.(x-2),聯(lián)立可求得x=7.1,即7:06;若利用(7,4.1),(8,3.1)做線性插值，得y=-x+11.1與y=5.5-0.3(

9、x-2)聯(lián)立可求得x=7,即7:00.這些做法與看圖得到的結(jié)果一致。 4.解：購物價值=所用人民幣值+優(yōu)惠值，將最多購物價值記作。按下列方法購物第一次用現(xiàn)金購物70000元，獲得獎勵券7000012%=14000（元）；第二次用現(xiàn)金購物14000元，獲得獎勵券1400020%=2800（元）； 第三次用現(xiàn)金購物2800元，獲得獎勵券280020%=560（元）； 第四次用現(xiàn)金購物500元，獲得獎勵券50020%=100（元）；第五次用現(xiàn)金購物100元，獲得獎勵券10020%=20（元）；第六次用現(xiàn)金購物80元，獲得獎勵券80（60+20），獲得獎勵券0元。至此，現(xiàn)金及獎勵券全部用完，共計購物（

10、記作a）a=70000+14000+2800+500+100+80=87480(元)。而=80。018%，近似于八折。下面證明=a.設(shè)分k次將70000花掉，第i次購物獲得的獎勵券為元，剩下的鈔票為元（不包括第i次獲得的獎勵券）。則0,并可依次得=（70000-）20%14000；=(7000-)20%+(7000-)20%+-20%=70000 20%+70000-20%; =70000 20%+70000 -(20%)2-20%+70000-)20%+-20%+-20% =70000 20%+70000 +70000 -20%;一般地=70000 20%+70000 +.+70000 -2

11、0%， 即70000 20%+17500。則總共購物價值為70000+70000+17500=87500.即=87480元。接近八折。 5.解：（1）對如圖所示的34個展區(qū)，至少要5個保安員才能保證展覽的書畫是安全的。 保安員站位的方案有多種，其中一個如下圖所示：（2）對nm個展區(qū)，至少要m+n-2個保安員才能保證展覽的書畫是安全的。 證明：我們把模型進行抽象，把nm 個展區(qū)抽象成一個nm“格陣”，它有n+m+2條邊（對應(yīng)待監(jiān)視的走廊），且用字母標(biāo)記如下： 由于保安員監(jiān)視范圍是“T”型區(qū)域，因此稱保安員的位置對慶的“格隈”中的格點為“T形點?！?如此，我們把一個實際問題轉(zhuǎn)化為一個數(shù)學(xué)模型：在n

12、m“格陣”中至少取幾個“T”形點能夠用這些T形區(qū)域覆蓋nm“格陣”的全部n+m+2條邊。 首先，“T”型點放在nm“格陣”的外邊框的格點上才能發(fā)揮最大作用，覆蓋兩條邊。否則，假如在中間某一格點處放一“T”形點P，那么這一“T”形點P的另一邊的一部分，而另一部分還需要另外的“T”形點去覆蓋，如此P“T”形點相當(dāng)于只覆蓋了一條邊。 此外，在nm“格陣”的邊界格點上，當(dāng)有了一個“T”形點時，假如在此邊界上再放入第二個，它所在的邊界已不需要它覆蓋，那么那個“T”形點相當(dāng)于覆蓋了一條邊。由于nm“格陣”只有4條邊界，因此“T”形點多于4個時，其中4個覆蓋兩條邊，其余的只相當(dāng)于覆蓋一條邊。因為這“其余的”不是被放在中間的格點上，確實是被放在已有一個“T”形點的邊界上，nm“格陣”共有m+n+2條邊，因此至少需“T”形點（m+n+2）-4個，即m+n