一个半球型的雪堆,其体积的融化的速率与半球面积S成正比比例系数K>0.假设在融化过程中雪堆始终保持半球形状,已知半
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解题思路:利用雪堆融化速度列出微分方程,求解即可得到雪堆半径和时间t的关系.根据初始条件确定常数后,即可求得融化时间.

雪堆体积的融化速率v=-

dV

dt=-

d(

1

4

3πr3)

dt=-2πr2

dr

dt

由雪堆体积的融化的速率与半球面积S成正比比例系数K,可得:

v=-2πr2

dr

dt=KS=K

1

2×4πr2=2πKr2

-

dr

dt=K

r=-Kt+c,c为任意常数

根据半径为r0的雪堆在开始融化的3小时内,融化了其体积的[7/8],

可知

r=r0,t=0

r=

31-

7

8

r0=

3

1

8

r0=

1

2r0,t=3

所以,c=r0,K=

r0

6

所以,r=-

1

6r0t+r0=(1-

1

6t)r0

雪堆全部融化即r=0,则

(1-

1

6t)r0=0

1-

1

6t=0

t=6

即雪堆全部融化需要6小时.

点评:

本题考点: 微分方程的建立;微分在近似求值中的应用.

考点点评: 本题考查根据实际条件建立微分方程.需要明确微分方程中各因子之间的关系,尤其是变化方向问题.