Question

如圖，重量是2000N的重物掛在杠桿上距支點(diǎn)10米處．質(zhì)量均勻的桿子每米的重量為100N．
（1）杠桿應(yīng)當(dāng)為多長(zhǎng)，才能使得加在另一端用來(lái)平衡重物的力F最小；
（2）若使得加在另一端用來(lái)平衡重物的力F最大為2500N，求杠桿長(zhǎng)度的變化范圍．

Answer 1

分析：（1）設(shè)出杠桿的長(zhǎng)度為x米，平衡重物的力F做的功等于重物做的功與杠桿自身所做功的和，列式后運(yùn)用基本不等式求解最小值；
（2）由（1）中得到的力F，由F小于等于2500，整理后得到關(guān)于x的一元二次不等式，求解可得范圍．

解答：解：（1）設(shè)當(dāng)杠桿常x米時(shí)，在另一端用來(lái)平衡重物的力F最小，
則有Fx=10×2000+x×100×

x

2

，
F=

20000

x

+50x≥2

20000 x ×50x

=20000（當(dāng)且僅當(dāng)x=20時(shí)取“=”）
（2）F=

20000

x

+50x≤2500，
∴50x²-2500x+20000≤0，
即x-50x+400≤0，解得：10≤x≤40．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了基本不等式，考查了數(shù)學(xué)建模思想，訓(xùn)練了運(yùn)用基本不等式求函數(shù)最值，解答此題的關(guān)鍵是正確建立數(shù)學(xué)模型，是易錯(cuò)題．