《创新课堂》3.4 函数的应用(一) 课件 高中数学必修一(人教A版)同步讲练测

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《创新课堂》3.4 函数的应用(一) 课件 高中数学必修一(人教A版)同步讲练测

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3.4 函数的应用(一)
1. 了解函数模型(如一次函数、二次函数、分段函数、幂函数模型)的广泛应用(直观想象、数据分析).
2. 能够利用给定的函数模型或建立确定的函数模型解决实际问题(数学建模、数学运算).
课标要求
情景导入
 随着经济和社会的发展,电动汽车已逐步成为人们外出的代步工具.下
面是某地一电动汽车销售公司对近三年的汽车销售量的统计表:
年份 2022 2023 2024
销量/万辆 8 18 30
  结合以上三年的销量及人们生活的需要,2025年初,该汽车销售公司
的经理提出全年预售43万辆汽车的目标.你认为该目标能实现吗?
知识点一 一次函数模型的应用
01
知识点二 二次函数模型的应用
02
知识点三 分段函数模型的应用
03
目录
课时作业
04
知识点四 幂函数模型的应用
04
知识点一
一次函数模型的应用
01
PART
【例1】 城镇化是国家现代化的重要指标,有关资料显示,1978—2013
年,我国城镇常住人口从1.7亿增加到7.3亿.假设每一年城镇常住人口的
增加量都相等,记1978年后第t(限定t<50)年的城镇常住人口为f(t)
亿.写出f(t)的解析式,并由此估算出我国2025年的城镇常住人口数.
解:因为每一年城镇常住人口的增加量都相等,所以f(t)是一次函数,
设f(t)=kt+b,其中k,b是常数.
注意到2013年是1978年后的第2 013-1 978=35年,因此

解得k=0.16,b=1.7.
因此f(t)=0.16t+1.7,t∈N且t<50.
又因为2025年是1978年后的第2 025-1 978=47年,即f(47)=0.16×47
+1.7=9.22,
所以由此可估算出我国2025年的城镇常住人口为9.22亿.
【规律方法】
一次函数模型的特点和求解方法
(1)一次函数模型的突出特点是其图象是一条直线;
(2)一次函数模型f(x)=kx+b(其中k,b为常数),当k>0时,f
(x)为增函数,当k<0时,f(x)为减函数;
(3)解一次函数模型时,注意待定系数法的应用,主要步骤是:设元、
列式、求解.
训练1 为了发展电信事业,方便用户,电信公司对移动电话采用不同的
收费方式,其中所使用的“如意卡”与“便民卡”在某市范围内每月(30
天)的通话时间x(分)与通话费用y(元)的关系如图所示.
(1)分别求出通话费用y1,y2与通话时间x之间的函数解析式;
解:由图象可设y1=k1x+30(k1≠0),y2=k2x(k2≠0),把点B
(30,35),C(30,15)分别代入y1=k1x+30,y2=k2x,得k1= ,k2
= .
所以y1= x+30(x≥0),y2= x(x≥0). 
(2)请帮助用户计算在一个月内使用哪种卡便宜.
解:令y1=y2,即 x+30= x,则x=90.
当x=90时,y1=y2,两种卡收费一致;
当x<90时,y1>y2,使用便民卡便宜;
当x>90时,y1<y2,使用如意卡便宜.
知识点二
二次函数模型的应用
02
PART
【例2】 “十一”长假期间,某宾馆有50个房间供游客住宿,当每个房
间的房价为每天180元时,房间会全部住满.当每个房间每天的房价每增加
10元时,就会有一个房间空闲.宾馆需对游客居住的每个房间每天支出20
元的各种费用(人工费,消耗费用等等).受市场调控,每个房间每天的
房价不得高于340元.设每个房间每天的房价增加x元(x≥0且x为10的整
数倍).
(1)设一天订住的房间数为y,直接写出y与x的函数解析式及自变量x的
取值范围;
解:y=50- x(0≤x≤160,且x是10的整数倍).
(2)设宾馆一天的利润为W元,求W与x的函数解析式;
解:W= (180+x-20)=- x2+34x+8 000
(0≤x≤160,且x是10的整数倍).
(3)一天订住多少个房间时,宾馆每天的利润最大?最大利润是多少
元?
解:由(2)得W=- x2+34x+8 000=- (x-170)2+10 890,当
x<170时,W随x的增大而增大.
又0≤x≤160.
所以当x=160时,Wmax=10 880,此时y=50- x=34.
故一天订住34个房间时,宾馆每天的利润最大,最大利润是10 880元.
【规律方法】
利用二次函数求最值的方法及注意点
(1)方法:根据实际问题建立函数模型解析式后,可利用配方法、判别
式法、换元法以及函数的单调性等方法求最值,从而解决实际问题中的利
润最大、用料最省等最值问题;
(2)注意:取得最值时的自变量与实际意义是否相符. 
训练2 据市场分析,某海鲜加工公司当月产量在10吨至25吨时,月总成
本y(万元)可以看成月产量x(吨)的二次函数;当月产量为10吨时,月
总成本为20万元;当月产量为15吨时,月总成本最低为17.5万元,为二次
函数的顶点.
(1)写出月总成本y(万元)关于月产量x(吨)的函数关系式;
解:设y=a(x-15)2+17.5(a≠0),
将x=10,y=20代入上式,得20=25a+17.5,解得a= .
所以y= (x-15)2+17.5(10≤x≤25).
(2)已知该产品销售价为每吨1.6万元,那么月产量为多少时,可获最大
利润?
解:设最大利润为Q(x),
则Q(x)=1.6x-y=1.6x-[ (x-15)2+17.5]=- (x-
23)2+12.9(10≤x≤25).
所以月产量为23吨时,可获最大利润12.9万元.
03
PART
知识点三
分段函数模型的应用
【例3】 经市场调查,某城市的一种小商品在过去的近20天内的日销售
量(件)与价格(元)均为时间t(天)的函数,且日销售量近似满足g
(t)=80-2t,价格近似满足f(t)=
(1)试写出该种商品的日销售额y与时间t(0≤t≤20)的函数表达式;
解:由已知得,
y=


(2)求该种商品的日销售额y的最大值与最小值.
解:由(1)知,①当0≤t≤10时,
y=-t2+10t+1 200=-(t-5)2+1 225,
函数图象开口向下,对称轴为t=5,该函数在t∈[0,5]上单调递增,在
t∈(5,10]上单调递减,
∴ymax=1 225(当t=5时取得),
ymin=1 200(当t=0或10时取得);
②当10<t≤20时,y=t2-90t+2 000=(t-45)2-25,
函数图象开口向上,对称轴为t=45,
该函数在t∈(10,20]上单调递减,
∴y<1 200,
ymin=600(当t=20时取得).
由①②知ymax=1 225(当t=5时取得),
ymin=600(当t=20时取得).
【规律方法】
  分段函数主要是每一段自变量变化所遵循的规律不同,可以先将其当
作几个问题,将各段的变化规律分别找出来,再将其合到一起,要注意各
段变量的范围,特别是端点值.
训练3 某网店经营的一种商品,该商品的进价是每件10元,根据一周的销售数据得出周销量P(件)与单价x(元)之间的关系如图所示,该网店与这种商品有关的周开支平均为25元.
(1)根据周销量与单价之间的关系图直接写出周销量P(件)与单价x
(元)之间的函数解析式;
解:周销量P(件)与单价x(元)之间的函数解析式为P=
(2)写出周利润y(元)与单价x(元)之间的函数解析式.当该商品的销
售价格为多少元时,周利润最大?并求出最大周利润.
解:周利润y=P·(x-10)-25=
整理得,当x∈[12,20]时,y=-2(x-17.5)2+87.5,
所以当x=17.5时,ymax=87.5;
当x∈(20,28]时,y=-(x-20)2+75,
此函数在(20,28]上单调递减,所以y<75.
因为75<87.5,所以当x=17.5时,ymax=87.5,即当该商品的销售价格为
17.5元时,周利润最大,最大周利润为87.5元.
04
PART
知识点四
幂函数模型的应用
【例4】 某企业抓住机遇推进生产改革,从生产单一产品转为生产A,B
两种产品,根据市场调查与市场预测,A产品的利润与投资成正比,且当
投资2万元时,利润为1万元;B产品的利润与投资的算术平方根成正比,
且当投资4万元时,利润为4万元.
(1)分别求出A,B两种产品的利润表示为投资的函数关系式;
解:设投资为x万元,
则A产品的利润yA=kx,B产品的利润yB=t ,
由题意得,1=2k,4= t,解得k= ,t=2,
所以A产品的利润yA= x(x≥0),B产品的利润yB=2 (x≥0).
(2)该企业已筹集到10万元资金,并全部投入到A,B两种产品的生
产,问:怎样分配这10万元资金,才能使企业获得最大利润,最大利
润是多少?
解:设企业利润为W,分配给B产品的投资为x万元,则分配给A产品的
投资为(10-x)万元,所以W=yA+yB= (10-x)+2 =- (
-2)2+7(0≤x≤10),
故当 =2,即x=4时,企业利润W取得最大值7,
所以这10万元资金中有6万元投资给A产品,4万元投资给B产品,可使企
业获得最大利润,且最大利润为7万元.
【规律方法】
幂函数模型应用的求解策略
(1)给出含参数的函数关系式,利用待定系数法求出参数,确定函数关
系式;
(2)根据题意,直接列出相应的函数关系式;
(3)幂函数模型有两类设法:①y=kxn+b(k,n,b为常数);②y
=a(1+x)n(a,n为常数).
训练4 在固定压力差(压力差为常数)下,当气体通过圆形管道时,其
流量R与管道半径r的四次方成正比.已知气体在半径为3 cm的管道中的流
量为400 cm3/s.
(1)求该气体通过半径为r cm的管道时,其流量R的函数解析式;
解:由题意设R=kr4(k是大于0的常数).
由r=3 cm,R=400 cm3/s,得k·34=400,所以k= ,所以函数解析式
为R= ·r4.
(2)当气体通过的管道半径为5 cm时,计算该气体的流量(精确到1
cm3/s).
解:因为R= ·r4,所以当r=5 cm时,R= ×54≈3 086(cm3/s).
所以气体通过的管道半径为5 cm时,该气体的流量为3 086 cm3/s.
1. 一辆汽车在某段路程中的行驶路程s关于时间t变化的图象如图所示,那
么图象所对应的函数模型是(  )
A. 一次函数模型
B. 二次函数模型
C. 分段函数模型
D. 无法确定
解析:由s与t的图象,可知t分4段,则函数模型为分段函数模型.

2. 一定范围内,某种产品的购买量y与单价x之间满足一次函数关系.如果
购买1 000吨,则每吨800元;如果购买2 000吨,则每吨700元,那么一客
户购买400吨,其价格为每吨(  )
A. 820元 B. 840元
C. 860元 D. 880元
解析:设y=kx+b,则1 000=800k+b,且2 000=700k+b,解得k
=-10,b=9 000,则y=-10x+9 000.当y=400时,即400=-10x+9
000,得x=860(元).故选C.

3. 2025年春节假期,国内旅游业迎来了“开门红”,某旅游景区投放市场
的广告费x(万元)与景区利润y(万元)存在的关系为y=xα(α为常
数).其中由于经费限制,广告费不超过5万元,已知往年投入广告费为3
万元时,景区利润为27万元,若今年广告费投入5万元,预计今年景区利
润为 万元.
解析:由已知得,当投入广告费用为3万元时,景区利润为27万元,代入y
=xα中,即3α=27,解得α=3,故函数关系式为y=x3,所以当x=5时,y
=125.
125
4. 生产某机器的总成本y(万元)与产量x(台)之间的函数关系式是y
=x2-75x,若每台机器售价为25万元,则该厂获得最大利润时生产的机
器为 台.
解析:设生产x台,获得利润f(x)万元,则f(x)=25x-y=-x2+
100x=-(x-50)2+2 500,故当x=50时,获得利润最大.
50
课堂小结
1.理清单
2.应体会
待定系数法、配方法、换元法.
3.避易错
函数的实际应用问题易忽略函数的定义域.
函数模型 函数解析式
一次函数模型 f(x)=ax+b(a,b为常数,a≠0)
二次函数模型 f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
分段函数模型 f(x)=
幂函数模型 f(x)=axα+b(a,b,α为常数,a≠0)
课时作业
05
PART
1. 一辆匀速行驶的汽车90 min行驶的路程为180 km,则这辆汽车行驶的路
程y(km)与时间t(h)之间的函数关系式是(  )
A. y=2t B. y=120t
C. y=2t(t≥0) D. y=120t(t≥0)
解析:因为90 min=1.5 h,所以汽车的速度为180÷1.5=120(km/h),则路程y(km)与时间t(h)之间的函数关系式是y=120t(t≥0).
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2. 小明经营一花店,每天的房租、水电等固定成本为100元,每束花的进
价为6元,若日均销售量Q(束)与销售单价x(元)的关系为Q=100-
5x,则当该店每天获利最大时,每束花应定价为(  )
A. 15元 B. 13元
C. 11元 D. 10元
解析:设每天获利y元,则y=(100-5x)·(x-6)-100=-5(x-13)2+145,由x>0,Q=100-5x≥0,得0<x≤20,故当x=13时,每天获利最大.

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3. 已知某停车场规定:停车时间在3小时内,车主需交费5元,若停车超过
3小时,每多停1小时,车主要多交3元,不足1小时按1小时计算.一辆汽车
在该停车场停了7小时20分钟,在离开时车主应交的停车费为(  )
A. 16元 B. 18元
C. 20元 D. 22元
解析:由已知得7小时20分钟按8小时计算,所以停车费为5+(8-3)×3=20元.故选C.

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4. 国家规定个人稿费纳税办法是不超过800元的不纳税;超过800元而不超
过4 000元的按超过800元部分的14%纳税;超过4 000元的按全部稿酬的
11.2%纳税.已知某人出版一本书共纳税420元,则这个人应得稿费(扣税
前)为(  )
A. 2 800元 B. 3 000元
C. 3 800元 D. 3 818元

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解析: 由题意知,纳税额y(元)与稿费x(元)之间的函数关系式为
y= 令(x-800)×0.14=
420,解得x=3 800,令0.112x=420,得x=3 750(舍去).故这个人应
得稿费(扣税前)3 800元,故选C.
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5. 某医学团队研制出预防某疾病的新药,服用x小时后血液中的残留量为
y毫克,如图所示为函数y=f(x)的图象,当血液中药物残留量不小于
240毫克时,治疗有效.设某人上午8:00第一次服药,为保证疗效,则第
二次服药最迟的时间应为(  )
A. 上午10:00 B. 中午12:00
C. 下午4:00 D. 下午6:00

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解析: 由图象知,当0≤x≤4时,设y=k1x,把点(4,320)代入得
k1=80,所以y=80x;当4<x≤20时,设y=k2x+b,将点(4,320)和
(20,0)代入得 解得 此时y=-20x+
400,所以f(x)= 当0≤x≤4时,令
80x≥240,得3≤x≤4,当4<x≤20时,令y=-20x+400≥240,解得4
<x≤8,所以3≤x≤8,故第二次服药最迟的时间应为8小时后,即下午
4:00.
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6. 〔多选〕某文具店购进一批新型台灯,若按每盏台灯15元的价格销售,
每天能卖出30盏,若售价每提高1元,则日销售量将减少2盏,为了使这批
台灯每天获得400元以上(不含400)的销售收入,则这批台灯的售价x
(元)的取值可以是(  )
A. 10 B. 15
C. 16 D. 20
解析:设这批台灯的售价为x元,则x≥15,由题意可得[30-2(x-15)]x>400,即x2-30x+200<0,即(x-10)·(x-20)<0,故10<x<20,又x≥15,所以15≤x<20.


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7. 〔多选〕已知每生产100克饼干的原材料加工费为1.8元,某食品加工厂
对饼干采用两种包装,其包装费用、销售价格如表所示:
型号 小包装 大包装
质量 100克 300克
包装费 0.5元 0.7元
销售价格 3.0元 8.4元
则下列说法正确的是(  )
A. 买小包装实惠
B. 买大包装实惠
C. 卖3小包比卖1大包盈利多
D. 卖1大包比卖3小包盈利多


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解析:大包装300克8.4元,则等价于100克2.8元,小包装100克3元,则买大包装实惠,故A错误,B正确;卖1大包盈利8.4-0.7-1.8×3=2.3(元),卖3小包盈利3×(3-0.5-1.8)=2.1(元),则卖1大包比卖3小包盈利多,故C错误,D正确.
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8. 某汽车运输公司购买了一批豪华客车投入运营.据市场分析,每辆客车
营运的利润y与营运年数x(x∈N)为二次函数关系(如图),则客车有
营运利润的时间不超过 年.
7
解析:设二次函数为y=a(x-6)2+11,又图象过点(4,7),所以a
=-1,即y=-(x-6)2+11.由y≥0解得6- ≤x≤6+ ,所以
有营运利润的时间为2 年.又6<2 <7,所以有营运利润的时间不
超过7年.
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9. 某公司招聘员工,面试人数按拟录用人数分段计算,
计算公式为y= 其中x代表拟录用人
数,y代表面试人数.若面试人数为60,则该公司拟录用人数为 .
解析:令y=60,若4x=60,则x=15>10,不合题意;若2x+10=60,
则x=25,满足题意;若1.5x=60,则x=40<100,不合题意.故该公司
拟录用25人.
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10. 为了鼓励大家节约用水,某市实行了阶梯水价制度,其中每户的综合
用水单价与户年用水量的关系如表所示.
分档 户年用水量/m3 综合用水单价/(元·m-3)
第一阶梯 0~220(含) 3.45
第二阶梯 220~300(含) 4.83
第三阶梯 300以上 5.83
记户年用水量为x m3时应缴纳的水费为f(x)元.
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(1)写出f(x)的解析式;
解:不难看出,f(x)是一个分段函数,
当0<x≤220时,有f(x)=3.45x;
当220<x≤300时,f(x)=220×3.45+(x-220)×4.83=4.83x-
303.6;
当x>300时,f(x)=220×3.45+(300-220)×4.83+(x-300)
×5.83=5.83x-603.6.
因此f(x)=
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(2)假设居住在该市的张明一家某一年共用水260 m3,则张明一家该年应
缴纳水费多少元?
解:因为220<260≤300,所以f(260)=4.83×260-303.6=952.2,因此张明一家该年应缴纳水费952.2元.
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11. 已知某公司工人生产第x件产品的时间f(x)(单位:min)满足f
(x)= 若第2件产品的生产时间为2 min,第λ件产品
的生产时间为16 min,则第9件产品的生产时间是第1件产品的(  )
A. 54倍 B. 42倍
C. 36倍 D. 9倍

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解析: 依题意f(λ)=2λ2-λ2=16,解得λ=4,∴f(2)= =
2,可得μ=6,故f(x)= ∴ = =
42,故选B.
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12. 加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食
用率”.在特定条件下,可食用率p与加工时间t(单位:分钟)满足函数
关系p=at2+bt+c(a,b,c是常数),如图记录了三次实验的数据.
根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间为(  )
A. 3.50分钟 B. 3.75分钟
C. 4.00分钟 D. 4.25分钟

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解析: 根据图象,把(t,p)的三组数据(3,0.7),(4,0.8),
(5,0.5)分别代入函数关系式,得 解得
所以p=-0.2t2+1.5t-2.0=- + .当t= =
3.75时,p取得最大值,即最佳加工时间为3.75分钟.
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13. 一超市对某种原价55元每箱的酸奶进行促销活动,促销方案如表所
示,若顾客甲购买该酸奶共用去360元,则顾客甲共购买酸奶 箱.
购买量 促销价
不超过2箱的部分 52元/箱
超过2箱但不超过4箱的部分 48元/箱
超过4箱的部分 40元/箱
解析:设顾客甲购买了x箱酸奶,因为共用去360元,根据题意可得x>
4,所以52×2+48×2+40(x-4)=360,解得x=8,则顾客甲共购
买酸奶8箱.
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14. 某游乐场每天的盈利额y(元)与售出的门票张数x之间的函数关系如
图所示,试解决下列问题.
(1)求y关于x的函数解析式;
解:当x∈[0,200]时,可设y=k1x+b1(k1≠0),
代入点(0,-1 000)和(200,1 000),解得k1=
10,b1=-1 000,
所以y=10x-1 000,x∈[0,200].
当x∈(200,300]时,可设y=k2x+b2(k2≠0),
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代入点(200,500)和(300,2 000),解得k2=15,b2=-2 500,
所以y=15x-2 500,x∈(200,300].
所以y=
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(2)若要使该游乐场每天的盈利额超过1 000元,则每天至少需要卖出多
少张门票?
解:若每天的盈利额超过1 000元,
则x∈(200,300],所以y=15x-2 500.
由15x-2 500>1 000,解得x> ≈233.3,故每天至少需要卖出234张门票.
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15. 用清水洗一堆蔬菜上残留的农药,用水越多,洗掉的农药量也越多,
但总还有农药残留在蔬菜上.现作如下假定:用x个单位的水清洗一次后,
蔬菜上残留的农药量与本次清洗前残留的农药量之比为函数f(x)= .
(1)①试解释f(0)与f(1)的实际意义;
②写出函数f(x)应该满足的条件和具有的性质;
解:①f(0)=1,表示没有用水清洗时,蔬菜上的农药量不变.
f(1)= ,表示用1个单位的水清洗时,可清除蔬菜上农药量的 .
②函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,并且有0<f(x)≤1.
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(2)现有a(a>0)个单位的水,可以清洗一次,也可以把水平均分成2
份后清洗两次.哪种方案清洗后蔬菜上残留的农药量比较少?请说明理由.
解:设清洗前蔬菜上的农药量为1,用a个单位的水清洗1次后,残留的农药量为W1,则W1=1×f(a)= .
如果用 个单位的水清洗1次,则残留的农药量为1×f = ,
然后再用 个单位的水清洗1次后,残留的农药量为W2=f2 =
.
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由于W1-W2= - = ,
所以W1-W2的符号由a2-16决定.
当a>4时,W1>W2.此时,把a个单位的水平均分成2份后,清洗两
次,残留的农药量较少;
当a=4时,W1=W2.此时,两种清洗方法效果相同;
当a<4时,W1<W2.此时,用a个单位的水清洗一次,残留的农药量较少.
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