植树节某班20名同学在一段直线公路一侧植树,每人植一棵,相邻两棵树相距10米.开始时需将树苗集中放置在某一树坑旁边,使每位同学从各自树坑出发前来领取树苗往返所走的路程总和最小,这个最小值为(米).
分析:
设在第n颗树旁放置所有树苗,利用等差数列求和公式,得出领取树苗往返所走的路程总和f(n)的表达式,再利用二次函数求最值的公式,求出这个最值.
解答:
解:记公路一侧所植的树依次记为第1颗、第2颗、第3颗、…、第20颗
设在第n颗树旁放置所有树苗,领取树苗往返所走的路程总和为f(n) (n为正整数)
则$\frac {1}{2}$f(n)=[10+20+…+10(n-1)]+[10+20+…+10(20-n)]
=10[1+2+…+(n-1)]+10[1+2+…+(20-n)]
=5(n_-n)+5(20-n)(21-n)
=5(n_-n)+5(n_-41n+420)
=10n_-210n+2100,
∴f(n)=20(n_-21n+210),相应的二次函数图象关于n=10.5对称,
结合n为整数,可得当n=10或11时,f(n)的最小值为2000米.
故答案为:2000
点评:
本题利用数列求和公式,建立函数模型,再用二次函数来解题,属于常见题型.
某大楼共有16层,有15人在第一层上了电梯,他们分别到第2至16层,每层一人,而电梯只允许停一次,可知只能使一个人满意,其余14人都要步行上楼或下楼,假设乘客下一层的不满意度为1,上一层的不满意度为3,则所有人不满意度之和最小时,电梯应当停在第( )
分析:
根据题意,假设电梯所停的楼层,表达出“满意度”之和,利用等差数列的求和公式即可求得结论.
解答:
解:设电梯所停的楼层是n(2≤n≤16且n为自然数),
则满意度之和S=$\frac {(n-2)(n-1)}{2}$+$\frac {3(17-n)(16-n)}{2}$=2n_-51n+408,又2≤n≤16且n为自然数,
∴当n=13时,S取最大值.
故选D.
点评:
等差数列的求和公式.
《张丘建算经》卷上第22题为:今有女善织,日益功疾,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布,若第1天织5尺布,现在一月(按30天计)共织390尺布,则每天比前一天多织( )尺布.(不作近似计算)
分析:
设女织布每天增加d尺,由等差数列的前n项和公式可求结果.
解答:
解:设该女织布每天增加d尺,
由题意知S$_3$0=30×5+$\frac {30×29}{2}$d=390,
解得d=$\frac {16}{29}$.故该女子织布每天增加$\frac {16}{29}$尺.
故选:C.
点评:
本题考查等差数列的公差的求法,涉及等差数列的前n项和公式,属基础题.
现有200根相同的钢管,把它们堆放成正三角形垛,要使剩余的钢管尽可能的少,那么剩余钢管的根数为( )
分析:
由题意可知正三角形垛各层的钢管数组成一个首项为1,公差是1的数列,由此得S_n=$\frac {n(n+1)}{2}$<200.解出使不等式成立的n的最大值,再求剩余的钢管数即可选出正确选项
解答:
解:∵把200根相同的圆钢管堆放成一个正三角形垛,
∴正三角形垛各层的钢管数组成一个首项为1,公差是1的数列,
∴正三角形垛所需钢总数为S_n=1+2+3+4+…+n=$\frac {n(n+1)}{2}$,
令 S_n=$\frac {n(n+1)}{2}$<200,
解得n=19是使得不等式成立的最大整数,此时Sn取最大值190,由此可以推出剩余的钢管有10根.
故选B.
点评:
本题考察数列的应用,考查了等差数列的确定及其求和公式,解题的关键是理解题意得出各层钢管数是一个等差数列,由题设中所给的问题转化出合适的概率模型是解题的难点.