高一數學人教A版必修1-學案:第三章-3.2.2-函數模型的應用實例_第1頁
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精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)3.2.2函數模型的應用實例[學習目標]1.會利用給定的函數模型解決實際問題.(重點)2.能夠建立確定性函數模型解決問題及建立擬合函數模型解決實際問題(重點、難點).一、幾類函數模型函數模型函數解析式一次函數模型f(x)=ax+b(a,b為常數,a≠0)二次函數模型f(x)=ax2+bx+c(a,b,c為常數,a≠0)指數函數模型f(x)=bax+c(a,b,c為常數,a>0且a≠1,b≠0)對數函數模型f(x)=blogax+c(a,b,c為常數,b≠0,a>0且a≠1)冪函數模型y=axα+b(a,b,α為常數,a≠1,α≠1)分段函數模型f(x)=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f1(x),x∈D1,f2(x),x∈D2,……,fn(x),x∈Dn))二、應用函數模型解決問題的基本過程1.判斷:(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)函數y=kx+8(k≠0)在R上是增函數.()(2)二次函數f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的頂點坐標為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,2a),\f(4ac-b2,4a))).()(3)函數y=eq\f(1,100)·2x-10隨著自變量x的增大,函數值增大的速度越來越快.()【答案】(1)×(2)×(3)√2.某種細胞分裂時,由1個分裂成2個,2個分裂成4個,……現有1個這樣的細胞,分裂x次后得到細胞的個數y與x的函數關系是()A.y=2xB.y=2x-1C.y=2xD.y=2x+1【解析】分裂一次后由1個變成2個,分裂兩次后2×2=22個,……,分裂x次后y=2x個.【答案】C3.某地為了抑制一種有害昆蟲的繁殖,引入了一種以該昆蟲為食物的特殊動物,已知該動物的繁殖數量y(只)與引入時間x(年)的關系為y=alog2(x+1),若該動物在引入一年后的數量為100只,則第7年它們發(fā)展到()A.300只B.400只C.600只D.700只【解析】將x=1,y=100代入y=alog2(x+1)得,100=alog2(1+1),解得a=100.所以x=7時,y=100log2(7+1)=300.【答案】A4.已知大氣壓p(百帕)與海拔高度h(米)的關系式為p=1000·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,100)))eq\f(h,3000),則海拔6000米處的大氣壓為________百帕.【解析】當h=6000時,p=1000·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,100)))eq\f(6000,3000)=4.9.【答案】4.9預習完成后,請把你認為難以解決的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3問題4一次函數、二次函數模型的應用(1)據調查,某自行車存車處在某星期日的存車量為2000輛次,其中變速車存車費是每輛一次0.8元,普通車存車費是每輛一次0.5元,若普通車存車數為x輛次,存車費總收入為y元,則y關于x的函數關系式是()A.y=0.3x+800(0≤x≤2000)B.y=0.3x+1600(0≤x≤2000)C.y=-0.3x+800(0≤x≤2000)D.y=-0.3x+1600(0≤x≤2000)(2)漁場中魚群的最大養(yǎng)殖量為m(m>0),為了保證魚群的生長空間,實際養(yǎng)殖量x小于m,以便留出適當的空閑量.已知魚群的年增長量y和實際養(yǎng)殖量與空閑率(空閑率是空閑量與最大養(yǎng)殖量的比值)的乘積成正比,比例系數為k(k>0).①寫出y關于x的函數關系式,并指出該函數的定義域;②求魚群年增長量的最大值.【解析】(1)由題意知,變速車存車數為(2000-x)輛次,則總收入y=0.5x+(2000-x)×0.8=-0.3x+1600(0≤x≤2000).【答案】D(2)①根據題意知,空閑率是eq\f(m-x,m),故y關于x的函數關系式是y=kx·eq\f(m-x,m),0<x<m.②由①知,y=kx·eq\f(m-x,m)=-eq\f(k,m)x2+kx=-eq\f(k,m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(m,2)))eq\s\up12(2)+eq\f(mk,4),0<x<m.則當x=eq\f(m,2)時,ymax=eq\f(mk,4).所以,魚群年增長量的最大值為eq\f(mk,4).1.在實際問題中,有很多問題的兩變量之間的關系是一次函數模型,其增長特點是直線上升(自變量的系數大于0)或直線下降(自變量的系數小于0),構建一次函數模型,利用一次函數的圖象與單調性求解.2.在函數模型中,二次函數模型占有重要的地位,根據實際問題建立二次函數模型后,可以利用配方法、判別式法、換元法、函數的單調性等方法來求函數的最值,從而解決實際問題中的利潤最大、用料最省等問題.分段函數模型的應用某市居民自來水收費標準如下:每戶每月用水不超過4噸時每噸為1.80元,當用水超過4噸時,超過部分每噸為3.00元,某月甲、乙兩用戶共交水費y元,已知甲、乙兩用戶該月用水量分別為5x,3x噸.(1)求y關于x的函數;(2)若甲、乙兩用戶該月共交水費26.40元,分別求出甲、乙兩用戶該月的用水量和水費.【思路探究】由收費標準可知,水費與用水量之間存在兩種不同對應關系,所以應分類討論,建立分段函數模型.【解】(1)當甲用戶的用水量不超過4噸,即5x≤4時,乙用戶的用水量也不超過4噸,即:y=(5x+3x)×1.80=14.4x;同理可得當eq\f(4,5)<x≤eq\f(4,3)時,y=20.4x-4.8;當x>eq\f(4,3)時,y=24x-9.6.∴y=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(14.4x\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0≤x≤\f(4,5))),,20.4x-4.8\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,5)<x≤\f(4,3))),,24x-9.6\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x>\f(4,3))).))(2)由于y=f(x)在各段區(qū)間上均單調遞增,所以當x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(4,5)))時,y≤feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,5)))<26.40;當x∈eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(4,5),\f(4,3)))時,y≤feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)))<26.40;當x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3),+∞))時,令24x-9.6=26.40,得x=1.5.∴甲用戶用水量為5x=7.5(噸),付費y1=4×1.80+3.5×3.00=17.70(元).乙用戶用水量為3x=4.5(噸),付費y2=4×1.80+0.5×3.00=8.70(元).1.建立分段函數模型的關鍵是確定分段的各界點,即明確自變量的取值區(qū)間.2.分段函數主要是每一段自變量變化所遵循的規(guī)律不同,可以先將其當作幾個問題,將各段的變化規(guī)律分別求出來,再將其合到一起.已知A,B兩地相距150km,某人開汽車以60km/h的速度從A地到達B地,在B地停留1小時后再以50km/h(1)把汽車離開A地的距離s表示為時間t的函數(從A地出發(fā)時開始),并畫出函數的圖象;(2)把車速v(km/h)表示為時間t(h)的函數,并畫出函數的圖象.【解】(1)①汽車由A地到B地行駛th所走的距離s=60t(0≤t≤2.5).②汽車在B地停留1小時,則汽車到A地的距離s=150(2.5<t≤3.5).③由B地返回A地,則汽車到A地的距離s=150-50(t-3.5)=325-50t(3.5<x≤6.5).綜上,s=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(60t(0≤t≤2.5),,150(2.5<t≤3.5),,325-50t(3.5<t≤6.5),))它的圖象如圖(1)所示.(1)(2)(2)速度v(km/h)與時間t(h)的函數關系式是v=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(60(0≤t≤2.5),,0(2.5<t≤3.5),,-50(3.5<t≤6.5),))它的圖象如圖(2)所示.指數函數、對數函數模型的應用(2014·邯鄲高一檢測)聲強級Y(單位:分貝)由公式Y=10lgeq\f(I,10-12)給出,其中I為聲強(單位:W/m2).(1)平時常人交談時的聲強約為10-6W/m2,求其聲強級.(2)一般常人能聽到的最低聲強級是0分貝,求能聽到的最低聲強為多少?(3)比較理想的睡眠環(huán)境要求聲強級Y≤50分貝,已知熄燈后兩個學生在宿舍說話的聲強為5×10-7W/m2,問這兩位同學是否會影響其他同學休息?【思路探究】由公式Y=10lgeq\f(I,10-12)可以由I求Y,也可以由Y求I,計算I=5×10-7W/m2時的聲強級并與50作比較就可以判斷兩位同學是否會影響其他同學休息.【解】(1)當I=10-6W/m2時,代入得Y=10lgeq\f(10-6,10-12)=10lg106=60,即聲強級為60分貝.(2)當Y=0時,即為10lgeq\f(I,10-12)=0,所以eq\f(I,10-12)=1,I=10-12W/m2,則能聽到的最低聲強為10-12W/m2.(3)當聲強I=5×10-7W/m2時,聲強級Y=10lgeq\f(5×10-7,10-12)=10lg(5×105)=50+10lg5>50,所以這兩位同學會影響其他同學休息.1.有關對數函數的應用題一般是先給出對數函數模型,利用對數運算性質求解.2.在實際問題中,有關人口增長、銀行利率、細胞分裂等問題??梢杂弥笖岛瘮的P捅硎?,通??梢员硎緸閥=N(1+p)x(其中N為基數,p為增長率,x為時間)的形式.本題中為了達到比較理想的睡眠環(huán)境聲強I的取值范圍是什么?【解】由0≤Y≤50得0≤10lgeq\f(I,10-12)≤50,所以0≤lgeq\f(I,10-12)≤5=lg105,所以1≤eq\f(I,10-12)≤105,10-12≤I≤10-12×105=10-7,所以聲強I的取值范圍是10-12≤I≤10-7.1.解應用題要弄清題意,從實際出發(fā),引進數學符號,建立數學模型,列出函數關系,分析函數的性質,從而解決問題.解決問題時要注意自變量的取值范圍.2.(1)解應用題的一般思路可表示如下:(2)解應用題的一般步驟:①讀:閱讀并理解文字表達的題意,分清條件和結論,理順數量關系,這一步是基礎;②建:將文字語言轉化為數學語言,利用數學知識建立相應的數學模型,熟悉基本數學模型,正確進行建“模”是關鍵;③解:求解數學模型,得到數學結論,既要充分注意數學模型中字母的實際意義,也要注意巧思妙解,優(yōu)化過程;④答:將數學結論還原為實際問題的結論.擬合函數模型的建立與應用(12分)某企業(yè)常年生產一種出口產品,自2010年以來,每年在正常情況下,該產品產量平穩(wěn)增長.已知2010年為第1年,前4年年產量f(x)(萬件)如下表所示:x1234f(x)4.005.587.008.44(1)畫出2010~2013年該企業(yè)年產量的散點圖;(2)建立一個能基本反映(誤差小于0.1)這一時期該企業(yè)年產量變化的函數模型,并求出函數解析式;(3)2014年(即x=5)因受到某國對我國該產品反傾銷的影響,年產量減少30%,試根據所建立的函數模型,確定2014年的年產量為多少?【思路探究】eq\x(描點)eq\o(→,\s\up7(依散點圖))eq\x(選模)eq\o(→,\s\up7(待定系數法))eq\x(求模)eq\o(→,\s\up7(誤差))eq\x(驗模)→eq\x(用模)【滿分樣板】(1)畫出散點圖,如圖所示.2分(2)由散點圖知,可選用一次函數模型.設f(x)=ax+b(a≠0).由已知得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a+b=4,,3a+b=7,))解得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=1.5,,b=2.5,))∴f(x)=1.5x+2.5.4分檢驗:f(2)=5.5,且|5.58-5.5|=0.08<0.1.f(4)=8.5,且|8.44-8.5|=0.06<0.1.6分∴一次函數模型f(x)=1.5x+2.5能基本反映年產量的變化.8分(3)根據所建的函數模型,預計2014年的年產量為f(5)=1.5×5+2.5=10萬件,又年產量減少30%,即10×70%=7萬件,即2014年的年產量為7萬件.12分函數擬合與預測的一般步驟是:(1)根據原始數據、表格,繪出散點圖.(2)通過考察散點圖,畫出擬合直線或擬合曲線.(3)求出擬合直線或擬合曲線的函數

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