2012屆高考數(shù)學函數(shù)模型及其應用知識歸納復習教案

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高三 來源: 高中學習網(wǎng)
3.函數(shù)模型及其應用
知識歸納
1.求解函數(shù)應用問題的思路和方法

2.函數(shù)建模的基本流程

誤區(qū)警示
求解函數(shù)應用題時,關鍵環(huán)節(jié)是審題,審題時:
一要弄清問題的實際背景,注意隱含條件;
二是將文字語言恰當準確的翻譯為數(shù)學語
言,用數(shù)學表達式加以表示;
三是弄清給出什么條件,解決什么問題,通
過何種數(shù)學模型加以解決;
四是嚴格按各種數(shù)學模型的要求進行推理運
算,并對運算結果作出實際解釋.
3.常見函數(shù)模型的理解
(1)一次函數(shù)模型(其增長特點是直線上升( 的系數(shù) ),通過圖象可很直觀地認識它)、 二次函數(shù)型、正反比例函數(shù)型
(2)指數(shù)函數(shù)模型:能用指數(shù)型函數(shù)表達的函數(shù)模型,其增長特點是隨著自變量的增大,函數(shù)值增大的速度越來越快 ,常形象地稱之為“指數(shù)爆炸”。
(3)對數(shù)函數(shù)模型:能用對數(shù)函數(shù)表達式表達的函數(shù)模型,其增長特點是開始階段增長得較快 ,但隨著 的逐漸增大,其函數(shù)值變化越來越慢,常稱之為“蝸牛式增長”。
(4)冪函數(shù)模型:能用冪函數(shù)表示表達的函數(shù)模型,其增長情況隨 中 的取值變化而定,常見的有二次函數(shù)模型。
(5)分式(“勾”) 函數(shù)模型:形如 的函數(shù)模型,在現(xiàn)實生活中有著廣泛的應用,常利用“基本不等式”解決,有時通過利用導數(shù)研究其單調性來求最值。

四.典例解析
題型1:正比例、反比例、一次函數(shù)型和二次函數(shù)型
例1.某種商品原來定價為每件a元時,每天可售出m件,現(xiàn)在把定價降低x個百分點(即x%)后,售出數(shù)量增加了y個百分點,且每天的銷售額是原來的k倍。
(1)設y=nx,其中n是大于1的常數(shù),試將k寫成x的函數(shù);
(2)求銷售額最大時x的值(結果可用喊n的式子表示);
(3)當n=2時,要使銷售額比原來有所增加,求x的取值范圍。
解:(1)依題意有a(1-x%)×m(1+y%)=kam,將y=nx代入,化簡得
(2)由(1)知當 時,k值最大。因為銷售額為amk,所以此時銷售額也最大,且銷售額最大為 元。
(3)當n=2時, 要使銷售額有所增加,需k>1,所以 >0,故x∈(0,50),這就是說,當銷售額有所增加時,降價幅度的范圍需要在原價的一半以內。

題型2:分段函數(shù)型
例2某廠生產(chǎn)某種零件,每個零件的成本為40元,出廠單價定為60元,該廠為鼓勵銷售商訂購,決定當一次訂購量超過100個時,每多訂購一個,訂購的全部零件的出廠單價就降低0.02元,但實際出廠單價不能低于51元。
(I)當一次訂購量為多少個時,零件的實際出廠單價恰降為51元?
(II)設一次訂購量為x個,零件的實際出廠單價為P元,寫出函數(shù) 的表達式;
(III)當銷售商一次訂購500個零件時,該廠獲得的利潤是多少元?如果訂購1000個,利潤又是多少元?(工廠售出一個零件的利潤=實際出廠單價-成本)
[解題思路]根據(jù)題意及“工廠售出一個零件的利潤=實際出廠單價-成本”建立函數(shù)模型進行求解
【解析】(1)設每個零件的實際出廠價恰好降為51元,一次訂購量為 個,則 。
因此,當一次定購量為550個時,零件的實際出廠單價恰降為51元。
(2)當 時,P=60;
當 時, ;
當 時,P=51。
所以
(3)設銷售商的一次訂購量為 個時,該廠獲得的利潤為L元,則
,
當 時,L=6000;當 時,L=11000。
故當銷售商一次訂購 500 個零件時,該廠獲得的利潤是6000元;如果訂購1000個,利潤是11000元.
[名師指引]求解數(shù)學應用題必須突破三關:
(1)閱讀理解關:一般數(shù)學應用題的文字閱讀量都比較大,要通過閱讀審題,找出關鍵詞、句,理解其意義.
(2)建模關:即建立實際問題的數(shù)學模型,將其轉化為數(shù)學問題.
(3)數(shù)理關:運用恰當?shù)臄?shù)學方法去解決已建立的數(shù)學模型.
題型3:指數(shù)、對數(shù)型函數(shù)
例3.按復利計算利息的一種儲蓄,本金為a元,每期利率為r,設本利和為y,存期為x,寫出本利和y歲存期x變化的函數(shù)式,如果存入本金1000元,每期利率2.25%,試計算5期后的本利和是多少?
解:已知本金為a元,1期后的本利和為y1=a+a×r=a(1+r),2期后的的本利和為y2=a(1+r)2,。。。。x期后的本利和為:y=a(1+r)x,
將a=1000,r=2.25%,x=5代入得y=1000×(1+2.25%)5
用計算器可得y=1117.68(元)
點評:對于指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)要熟練應用近似計算的知識,來對事件進行合理的解析。
題型4:分式(不等式)型
例4.對1個單位質量的含污物體進行清洗, 清洗前其清潔度(含污物體的清潔度定義為: 為 , 要求清洗完后的清潔度為 . 有兩種方案可供選擇, 方案甲: 一次清洗; 方案乙: 分兩次清洗. 該物體初次清洗后受殘留水等因素影響, 其質量變?yōu)?. 設用 單位質量的水初次清洗后的清潔度是 , 用 單位質量的水第二次清洗后的清潔度是 , 其中 是該物體初次清洗后的清潔度.。
(Ⅰ)分別求出方案甲以及 時方案乙的用水量, 并比較哪一種方案用水量較少;
(Ⅱ)若采用方案乙, 當 為某固定值時, 如何安排初次與第二次清洗的用水量, 使總用水量最小? 并討論 取不同數(shù)值時對最少總用水量多少的影響.
解析:(Ⅰ)設方案甲與方案乙的用水量分別為x與z,由題設有 =0.99,解得x=19.
由 得方案乙初次用水量為3, 第二次用水量y滿足方程: 解得y=4 ,故z=4 +3.
即兩種方案的用水量分別為19與4 +3.
因為當 ,故方案乙的用水量較少.
(II)設初次與第二次清洗的用水量分別為 與 ,類似(I)得
, (*)
于是 +
當 為定值時, ,
當且僅當 時等號成立.此時

將 代入(*)式得
故 時總用水量最少,
此時第一次與第二次用水量分別為 ,
最少總用水量是 .
當 ,故T( )是增函數(shù),這說明,隨著 的值的最少總用水量, 最少總用水量最少總用水量.
點評:該題建立了函數(shù)解析式后,通過基本不等式“ ”解釋了函數(shù)的最值情況,而解決了實際問題。該問題也可以用二次函數(shù)的單調性判斷。

五.思維總結
1.將實際問題轉化為函數(shù)模型,比較常數(shù)函數(shù)、一次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)模型的增長差異,結合實例體會直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同函數(shù)類型增長的含義。
2.怎樣選擇數(shù)學模型分析解決實際問題
數(shù)學應用問題形式多樣,解法靈活。在應用題的各種題型中,有這樣一類題型:信息由表格數(shù)據(jù)的形式給出,要求對數(shù)據(jù)進行合理的轉化處理,建立數(shù)學模型,解答有關的實際問題。解答此類題型主要有如下三種方法:
(1)直接法:若由題中條件能明顯確定需要用的數(shù)學模型,或題中直接給出了需要用的數(shù)學模型,則可直接代入表中的數(shù)據(jù),問題即可獲解;
(2)列式比較法:若題所涉及的是最優(yōu)化方案問題,則可根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)先列式,然后進行比較;
(3)描點觀察法:若根據(jù)題設條件不能直接確定需要用哪種數(shù)學模型,則可根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在直角坐標系中進行描點,作出散點圖,然后觀察這些點的位置變化情況,確定所需要用的數(shù)學模型,問題即可順利解決。下面舉例進行說明。
六:作業(yè) 《走向高考》
課后練習
1某地區(qū)上年度電價為0.8元/(千瓦?時),年用電量為a千瓦?時.本年度計劃將電價降到0.55元/(千瓦?時)至0.75元/(千瓦?時)之間,而用戶期望電價為0.4元/(千瓦?時).經(jīng)測算,下調電價后新增的用電量與實際電價和用戶期望電價的差成反比(比例系數(shù)為k).該地區(qū)電力的成本價為0.3元/(千瓦?時).
(1)寫出本年度電價下調后,電力部門的收益y與實際電價x的函數(shù)關系式;
(2)設k=0.2a,當電價最低定為多少時仍可保證電力部門的收益比上年至少增長20%?
〔注:收益=實際用電量×(實際電價-成本價)〕
[解題思路]先根據(jù)題意寫出收益y與實際電價x的函數(shù)關系式,然后再列出不等式求解
[解析] (1)設下調后的電價為x元/(千瓦?時),依題意知用電量增至 +a,電力部門的收益為y=( +a)(x-0.3)(0.55≤x≤0.75).
(2)依題意有
整理得
解此不等式得0.60≤x≤0.75.
答:當電價最低定為0.60元/(千瓦?時)時,仍可保證電力部門的收益比去年至少增長20%.
2.運貨卡車以每小時 千米的速度勻速行駛130千米路程,
按交通法規(guī)限制50≤x≤100 (單位: 千米/小時). 假設汽油的價格是每升2元, 而汽車每小時耗油 升, 司機的工資是每小時14元.
(Ⅰ)求這次行車總費用y關于y的表達式;
(Ⅱ)當 為何值時, 這次行車的總費用最低, 并求出最低費用的值(精確到小數(shù)點后兩位, ).
[解題思路]根據(jù)題意建立y與x的函數(shù)關系,然后再求y的最小值
(Ⅰ)設行車所用時間為

所以,這次行車總費用 關于 的表達式是:

(或: )
(Ⅱ) ,
當且僅當 時,上述不等式中等號成立
答:當 約為56.88km/h時,這次行車的總費用最低,最低費用的值約為82.16元.
3.某廠家擬在2008年舉行促銷活動,經(jīng)調查測算,該產(chǎn)品的年銷售量(即該廠的年產(chǎn)量)x萬件與年促銷費用m萬元(m≥0)滿足 ,如果不搞促銷活動,則該產(chǎn)品的年銷售量只能是1萬件。已知2008年生產(chǎn)該產(chǎn)品的固定投入為8萬元,每生產(chǎn)1萬件該產(chǎn)品需要再投入16萬元,廠家將每件產(chǎn)品的銷售價格定為每件產(chǎn)品年平均成本的1.5倍(產(chǎn)品成本包括固定投入和再投入兩部分資金,不包括促銷費用)。
(1)將2008年該產(chǎn)品的利潤y萬元表示為年促銷費用m萬元的函數(shù);
(2)該廠家2008的促銷費用投入多少萬元時,廠家的利潤最大?
解:(1)由題意可知,當 ,
每件產(chǎn)品的銷售價格為 (元),

(2) ,
(萬元)時, (萬元)。所以該廠家2006年的促銷費用投入3萬元時,廠家的利潤最大,最大值為21萬元。

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