设某物体一天中的温度T是时间的函数:T(t)=at 3 +bt 2 +ct+d(a≠0),其中温度的单位是℃,时间单位是

设某物体一天中的温度T是时间的函数:T(t)=at 3 +bt 2 +ct+d(a≠0),其中温度的单位是℃,时间单位是小时,t=0表示12:00,取正值表示12:00以后.若测得该物体在8:00的温度是8℃,12:00的温度为60℃,13:00的温度为58℃,且已知该物体的温度在8:00和16:00有相同的变化率.(1)写出该物体的温度T关于时间的函数关系式;(2)该物体在10:00到14:00这段时间中(包括10:00和14:00),何时温度最高,并求出最高温度;(3)如果规定一个函数f(x)在区间[x 1 ,x 2 ](x 1 <x 2 )上的平均值为 1 x 2 - x 1 ∫ x 2 x 1 f(x)dx ,求该物体在8:00到16:00这段时间内的平均温度.
2026年09月22日 03:43
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(1)求导函数可得T′=3at 2 +2bt+c
∵该物体的温度在早上8:00与下午16:00有相同的变化率
∴T′(-4)=T′(4),∴12a-8b+c=12a+8b+c,∴b=0
∵该物体在早上8:00的温度为8℃,中午12:00的温度为60℃,下午13:00的温度为58℃
∵该物体在早上8:00的温度为8℃,中午12:00的温度为60℃,下午13:00的温度为58℃
d=60
-64a+16b-4c+a=8
a+b+c+d=58

∴a=1,b=0,c=-3,d=60
∴T(t)=t 3 -3t 2 +60(-12≤t≤12);
(2)T′=3t 2 -3=3(t+1)(t-1),
令T′>0,可得t<-1或t>1;令T′<0,可得-1<t<1
∴函数在(-2,-1)上单调递增,在(-1,1)上单调递减,在(1,2)上单调递增
∵T(-2)=58,T(-1)=62,T(1)=58,T(2)=62
∴t=-1或t=2时,T(t)取到最大值62,说明在上午11:00与下午14:00,该物体温度最高,最高温度是62℃;
(3)由题意可得该物体在8:00到16:00这段时间内的平均温度为:
1
4-(-4)
4-4
( t 3 -3 t 2 +60)dt
=
1
8
(
1
4
t 4 - t 3 +60t
)| 4-4
=14.
所以该物体在8:00到16:00这段时间内的平均温度14℃.