本节定位:经济利润问题的“天花板”。相比基础的“算利润”,进阶题型更侧重于“怎么卖最划算”和“复杂收费标准”。其中,函数最值问题是近年来国考和联考的必考难点,而分段计费则是贴近生活的经典考题。
一、考点概述
| 题型 | 特征 | 核心思维 |
|---|---|---|
| 分段计费 | 出租车、水电费、个税,标准分段 | 分区间计算(画数轴辅助) |
| 利润最值 | 单价涨销量跌,求总利润最大 | 二次函数(找对称轴/中点) |
| 统筹优化 | 多种方案比较,求最优解 | 枚举/不等式/边际分析 |
二、常见设问方式
- 乘客共付 $X$ 元,问行驶了多少公里?(分段计费-已知费用求用量)
- 月用水 $X$ 吨,共交水费多少元?(分段计费-已知用量求费用)
- 如果单价每提高 $X$ 元,销量减 $Y$ 件,求最大收入/最大利润?(函数最值题)
- 两人托运行李,甲比乙重 $50\%$,费用分别为 $A$ 元、$B$ 元,问分段标准?(分段计费-求分界点)
- 种紫薯每增 $n$ 公斤,枣减 $0.2n$ 公斤,求总利润最大值?(综合最值题)
- 甲得 $X\%$、乙得 $Y\%$,按利润分段分配,问各分多少?(分段分配题)
三、解题思路总览
1. 分段计费(数轴法)
针对“前3公里...超3公里...”这类题目,直接列式容易乱,建议画数轴。
- 画线段:标出分界点(如 3km, 10km)。
- 标单价:在每段上方标出对应的单价。
- 算总价:$$ \text{总价} = \sum (\text{各段长度} \times \text{该段单价}) $$
2. 函数最值(中点秒杀法)
题目通常符合模型:$$ y = (\text{单件利} + x)(\text{销量} - ax) $$
- 原理:$y$ 是关于 $x$ 的二次函数,开口向下,在对称轴处取最大值。
- 秒杀口诀:“令两括号为0,求出两根,取中点。”
即:算出让“单件利为0时的降价幅度”和“销量为0时的涨价幅度”,两者的平均值就是最优调价幅度。 - 注意:使用前需提取 $x$ 的系数,确保括号内 $x$ 的系数绝对值相等(或直接提取公因数化简)。
四、典型题型拆分 + 例题精讲
题型一:分段计费(数轴法)
【例1】出租车计费(已知费用求路程)
某市出租车计费方式:2公里以内(含)为8元;2-8公里每公里1.9元;8公里以上每公里2.1元。某乘客付了44.6元,问行驶路程?
A.18公里 B.19公里 C.20公里 D.21公里
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解析:
- 画数轴分段计算:分界点为 2、8。
- 第一段(0-2km):固定 $8$ 元。
- 第二段(2-8km):长度 $6$ km,费用 $6 \times 1.9 = 11.4$ 元。
- 第三段(>8km):
剩余费用 $= 44.6 - 8 - 11.4 = 25.2$ 元。
行驶里程 $= 25.2 \div 2.1 = 12$ km。 - 总路程:$2 + 6 + 12 = 20$ 公里。
答案:C
【例2】托运行李(求分段标准)
托运收费标准为10公斤以下6元/公斤,超出10公斤部分每公斤收费略低。甲乙两人托运费分别为109.5元、78元,甲的行李比乙重了50%。问超过10公斤部分每公斤比10公斤以内低了多少元?
A.1.5元 B.2.5元 C.3.5元 D.4.5元
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解析:
- 分析:甲费用远超乙,且 $10 \times 6 = 60$ 元,甲乙费用均超过60元,说明两人行李都超过10公斤。
- 设未知数:设超过部分单价为 $x$ 元。
甲重量 $= 10 + (109.5 - 60) \div x = 10 + 49.5/x$
乙重量 $= 10 + (78 - 60) \div x = 10 + 18/x$ - 建立等量关系:甲重是乙的 1.5 倍。 $$ 10 + \frac{49.5}{x} = 1.5 \times (10 + \frac{18}{x}) $$ $$ 10 + \frac{49.5}{x} = 15 + \frac{27}{x} $$ $$ \frac{22.5}{x} = 5 \Rightarrow x = 4.5 $$
- 求差价:$6 - 4.5 = 1.5$ 元。
答案:A
【例3】阶梯水价(人均费用)
某地居民用水价格分二级阶梯,户年用水0-180吨水价5元/吨,180吨以上7元/吨。户内人口超过5人,每多1人阶梯标准增加30吨。老张家5人、老李家6人,去年用水量都是210吨。问老李家人均水费比老张家少约多少元?
A.12 B.35 C.47 D.60
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解析:
- 老张家(5人,标准180吨):
费用 $= 180 \times 5 + (210 - 180) \times 7 = 900 + 210 = 1110$ 元。
人均 $= 1110 \div 5 = 222$ 元。 - 老李家(6人,标准180+30=210吨):
用水量 210 吨正好未超标。
费用 $= 210 \times 5 = 1050$ 元。
人均 $= 1050 \div 6 = 175$ 元。 - 求差额:$222 - 175 = 47$ 元。
答案:C
题型二:函数最值(中点秒杀)
【例4】苗木收入最大值
某苗木公司出售苗木,如果每株4元出售,可卖20万株。若单价每提高0.4元,就会少卖1万株。问最佳定价时最大收入是多少万元?
A.60 B.80 C.90 D.100
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解析:
- 列式:设提价 $x$ 次(每次0.4元)。 $$ y = (4 + 0.4x)(20 - x) $$
- 提取系数: $$ y = 0.4(10 + x)(20 - x) $$
- 中点法:两括号内变量和为常数 $(10+x) + (20-x) = 30$。
当且仅当 $10+x = 20-x = 15$ 时乘积最大。
此时 $x=5$。 - 求最大值: $$ \text{最大收入} = 0.4 \times 15 \times 15 = 90 \text{ 万元} $$
答案:C
【例5】
某商品进货单价80元,销售单价100元,每天可售出120件。已知销售单价每降低1元,每天可多售出20件。若要使销售利润最大化,则销售单价应降低的金额是:
A.5元 B.6元 C.7元 D.8元
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解析:
- 列式:单件利 $20$ 元。设降价 $x$ 元。 $$ y = (20 - x)(120 + 20x) $$
- 提取系数: $$ y = 20(20 - x)(6 + x) $$
- 中点法:两括号和 $= 20 - x + 6 + x = 26$。
中点值 $= 26 \div 2 = 13$。
令 $20 - x = 13 \Rightarrow x = 7$。
答案:C
【例6】
某类商品按质量分为8个档次,最低档次每件可获利8元,每提高一个档次利润增加2元。最低档次每天产出60件,每提高一个档次日产量减少5件。若只生产其中某一档次商品,每天能获得的最大利润是多少元?
A.620 B.630 C.640 D.650
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解析:
- 列式:设提高 $n$ 个档次。 $$ y = (8 + 2n)(60 - 5n) $$
- 提取系数: $$ y = 2(4 + n) \times 5(12 - n) = 10(4 + n)(12 - n) $$
- 中点法:和 $= 4 + n + 12 - n = 16$。
中点值 $= 8$。即 $4 + n = 8 \Rightarrow n = 4$。 - 求最大值: $$ \text{最大利润} = 10 \times 8 \times 8 = 640 \text{ 元} $$
答案:C
【例7】
冰墩墩进价每个40元,售价44元时每天可售出300个,售价每上涨1元每天销量减少10个。若要使销售利润达到最大,则售价应为:
A.51元 B.52元 C.54元 D.57元
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解析:
- 列式:当前利润 $4$ 元。设涨价 $x$ 元。 $$ y = (4 + x)(300 - 10x) $$
- 提取系数: $$ y = 10(4 + x)(30 - x) $$
- 中点法:和 $= 34$,中点 $= 17$。
令 $4 + x = 17 \Rightarrow x = 13$。 - 求售价: $$ \text{售价} = 44 + 13 = 57 \text{ 元} $$
答案:D
题型三:分段分配 / 综合最值
【例8】
枣园每年产枣2500公斤,每公斤固定盈划18元。现决定在枣树下种紫薯(产量最大为10000公斤),每公斤固定盈划3元。当紫薯产量大于400公斤时,其产量每增加n公斤将导致枣产量下降0.2n公斤。问该枣园明年最多可能盈利多少元?
A.46176 B.46200 C.46260 D.46380
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解析:
- 基础收益(紫薯 $\le 400$):
不影响枣产量。
收益 $= 2500 \times 18 + 400 \times 3 = 45000 + 1200 = 46200$ 元。 - 边际分析(紫薯 $> 400$):
每增加 1kg 紫薯:
收益增加:$3$ 元。
收益损失:枣减少 0.2kg $\Rightarrow 0.2 \times 18 = 3.6$ 元。
结论:每多得 3 元就要损失 3.6 元,得不偿失。 - 决策:紫薯产量不应超过 400 公斤。最大利润即为 46200 元。
答案:B
【例9】
某项目由甲、乙两人共同投资,约定总利润10万元以内的部分甲得80%,10-20万元的部分甲得60%,20万元以上的部分乙得60%。最终乙分得的利润是甲的1.2倍。问如果总利润减半,甲分得的利润比乙:
A.少1万元 B.多1万元 C.少2万元 D.多2万元
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解析:
- 分段计算表达式(设总利润为 $T$,且显然 $T > 20$):
- 0-10万:甲 $8$,乙 $2$。
- 10-20万:甲 $6$,乙 $4$。
- >20万部分(设为 $x$):甲 $0.4x$,乙 $0.6x$。
- 求总利润:
甲总 $= 14 + 0.4x$;乙总 $= 6 + 0.6x$。
由“乙是甲的1.2倍”: $$ 6 + 0.6x = 1.2(14 + 0.4x) $$ $$ 6 + 0.6x = 16.8 + 0.48x $$ $$ 0.12x = 10.8 \Rightarrow x = 90 $$
总利润 $T = 20 + 90 = 110$ 万元。 - 利润减半后:新总利润 $= 55$ 万元。
超过20万的部分 $= 55 - 20 = 35$ 万元。 - 计算新分配额:
甲 $= 8 + 6 + 35 \times 0.4 = 14 + 14 = 28$ 万。
乙 $= 2 + 4 + 35 \times 0.6 = 6 + 21 = 27$ 万。 - 结论:甲比乙多 $28 - 27 = 1$ 万元。
答案:B
【例10】
某商品的单位利润和进货量的大小相关,进货总额低于5万元时利润率5%,低于或10万元时高于5万元的部分利润率在10%,高于10万元时高于10万元的部分利润率在15%。问当进货量在20万元时,一共有多少万元的利润?
A.1.75 B.2.25 C.3.15 D.4.05
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解析:
- 第一段(0-5万):$5 \times 5\% = 0.25$ 万。
- 第二段(5-10万):$5 \times 10\% = 0.5$ 万。
- 第三段(10-20万):$(20 - 10) \times 15\% = 1.5$ 万。
- 总利润:$0.25 + 0.5 + 1.5 = 2.25$ 万元。
答案:B
五、高频易错点与命题陷阱
| 易错点 | 现象 | 应对方法 |
|---|---|---|
| 分段点重复计算 | 算完0-3km,下一段又从3开始乘全长(多算了起步价) | 分段是“接力跑”,第二段只算新增的距离($X_{\text{总}} - 3$)。 |
| 最值问题目标混淆 | 算出 $x=5$(提价次数/降价金额),直接选5(选项有干扰项) | 算出 $x$ 后务必回看设问:问的是“单价”、“销量”还是“总利润”。 |
| 两括号系数不统一 | 直接求 $(4+0.4x)(20-x)$ 的中点,忽略系数不等 | 先提取系数(如提取 0.4),使两括号内 $x$ 系数的绝对值相等,再求中点。 |
| 边际分析方向错 | 看到紫薯增产有收益,就认为要多种 | 比较增产收益 vs 潜在损失,若边际收益 < 边际损失,则不应继续增产。 |
六、小结与刷题建议
核心要点
- 分段计费画数轴:标出分界点、各段单价,分段计算后汇总。
- 函数最值用中点:提取系数后,令两括号和为定值,乘积最大时各为和的一半。
- 边际分析比得失:增产收益小于损失时,维持现状最优。
- 分段分配分段算:每段独立计算,注意边界条件,切勿“一锅炖”。
刷题建议
- 必练题型:分段计费(出租车/水电费)、利润最大化(单价涨销量跌)、分段分配。
- 推荐题源:国考/联考进阶真题,重点练习函数最值题。
- 建议数量:分段计费 5 题 + 函数最值 5 题 + 分段分配 3 题,共约 13 题。