Question

某輪船公司的一艘輪船每小時花費的燃料費與輪船航行速度的平方成正比，比例系數(shù)為k．輪船的最大速度為15海里/小時．當船速為10海里/小時，它的燃料費是每小時96元，其余航行運作費用（不論速度如何）總計是每小時150元．假定運行過程中輪船以速度v勻速航行．
（1）求k的值；
（2）求該輪船航行100海里的總費用W（燃料費+航行運作費用）的最小值．

Answer 1

（1）由題意，設燃料費為W1=kv2，
∵當船速為10海里/小時，它的燃料費是每小時96元，
∴當v=10時，W₁=96，可得96=k×10²，解之得k=0.96．
（2）∵其余航行運作費用（不論速度如何）總計是每小時150元．
∴航行100海里的時間為

100

v

小時，可得其余航行運作費用為

100

v

×150=

15000

v

元
因此，航行100海里的總費用為
W=0.96v2?

100

v

+

15000

v

=96v+

15000

v

（0＜v≤15）
∵96v+

15000

v

≥2

1440000

=2400，
∴當且僅當96v=

15000

v

時，即v=

15000 96

=12.5＜15時，
航行100海里的總費用最小，且這個最小值為2400元．
答：（1）k值為0.96，（2）該輪船航行100海里的總費用W的最小值為2400（元）．