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excel最常用的八個函數(shù)[函數(shù)的應(yīng)用一課案例]
1問題情境某機器的購置費用a元,設(shè)備修理損消耗用第一年b元,以后每年逐年增加b元,求該機器的最正確更新年限.按中國傳統(tǒng),國民歷來有艱辛樸實的優(yōu)良傳統(tǒng).“更新”對多數(shù)人來說還是一個比擬生疏的概念,所以局部同學(xué)缺少對這類問題的生活背景的相識.
2感性相識――“更新”的必要性
師:設(shè)t為設(shè)備的運用年數(shù),S(t)為機器運用期內(nèi)各種費用.構(gòu)成S(t)的有哪些局部?如何確定?
生:兩局部,起先買機器的錢S?1〔t)和各年的修理損消耗用之和S?2〔t〕,其中
師:視察這個函數(shù),你能否發(fā)覺S?1〔t〕、S?2〔t〕和t之間有什么關(guān)系?
生:S?2〔t〕是t的增函數(shù),S?1〔t〕是常函數(shù).
師:對!隨著t的增大,S?2〔t〕將不斷地增大,那么這又意味著什么?
生:這說明必須存在某個年限T,使得當(dāng)t≥T時,S?2〔t〕=t(t+1)2b>a=t?1(t),即到某一年機器的損消耗用已超過了買一臺新機器的錢了.
師:這又說明白什么?
生:這說明白這臺機器不能無限的運用下去,當(dāng)運用到某一年時,就必需報廢,再購置一臺新機器,進入一個新的過程.
3數(shù)據(jù)計算――加深對“更新”的理解
師:此時此刻令a=20萬元,b=0.1萬元,請同學(xué)們動手測算一下.
不少學(xué)生給出了如下的解法:
大局部同學(xué)對這種解法表示理解,但對用不等式表出的結(jié)果有點茫然.
于是,要求同學(xué)們以40年為一個時間段,試算兩筆賬:S〔20〕=20+S?2〔20〕=41〔萬元〕.
〔1〕假設(shè)按20年為一個更新期計算:40年內(nèi)運用兩臺新機器,共消耗82萬元.
〔2〕假設(shè)按40年為一個更新期計算:40年內(nèi)運用了一臺新機器,但消耗了102萬元.
師:兩相比擬,說明白什么?
生:說明20年內(nèi)必需更新.
師:對!這意味著更新年限t≤20.
生:呵,我知道了!t(t+1)2b≥a,即t≥20原來是一個必要不充分條件.
師:同樣t≤20也是一個必要不充分條件,但當(dāng)兩者結(jié)合時就可得出t=20,這明顯是一個充要條件.
4深化相識――走向理性思維
通過以上溝通,多數(shù)同學(xué)都明確了更新的必要性,少數(shù)同學(xué)領(lǐng)悟了“更新年限”的意思,但這種做法還不能成為這類問題的一般解法.可見,困難的探究過程才剛起先.
師:我們不妨重新回到t≤20,再來算一筆賬:t=19如何?
為比擬t=20與t=40時的狀況,我們選取參照年限為40年,此時此刻t=19與t=20.如何確定參照年呢?
因為19、20的最小公倍數(shù)是380,所以我們可取380年為參照年限.
〔1〕假設(shè)以20年為更新年限,380年共重復(fù)了19次,共消耗19×41=779(萬元〕;
〔2〕假設(shè)以19年為更新年限,380年共重復(fù)了20次,共消耗了20×39=780(萬元〕.
結(jié)論:最正確更新年限為20年.
5建立模型
師:通過上述分析,同學(xué)們應(yīng)清晰,“更新”意味著什么?意味著再來一次,重新進入一個過程,周而復(fù)始.或者說無限在有限區(qū)間內(nèi)的連續(xù)的重復(fù)過程.依據(jù)以上的兩次比擬和對更新的進一步相識,同學(xué)們能否對以上的問題做一個一般意義下的求解呢?
生:教師,我有一種想法,不知對不對?依據(jù)前面的測算方法可知,假設(shè)m是最正確更新年限,那么對隨意正數(shù)n,都有nS(m)≤mS(n)成立.
師:雖然這種模型貼近生活經(jīng)歷,但操作起來還有不便,有沒有更好的切入點呢?
生甲:我對這個“模型”不理解,不知道為什么存在n,使…….
生乙:換一個角度:
nS(m)≤mS(n)?S(m)m≤S(n)n.
師:這又告知我們什么呢?
生乙:假設(shè)m是最正確更新年限,那么S(m)m〔年平均消消耗用〕最?。?/p>
生甲:這一下我理解了.
略解:設(shè)更新年限為m,y為年平均消消耗用,那么:y=S(m)m=am+m+12b=
(am+mb2)+b2≥2ab+b2.
所以當(dāng)且僅當(dāng)am=mb2,即m=2ab時,年均消消耗用最小,故最正確更新年限是2ab年.
6回憶反思
數(shù)學(xué)建模的一般過程是:實際問題簡化現(xiàn)實模型建模數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)方法求解實際問題.
7簡評
〔1〕數(shù)學(xué)建模的過程,既是從實際問題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問題的過程,也是從問題的初步解決到較完備解決的過程,本案例設(shè)計的主要特點就是向?qū)W生較為充分地展示了這兩個過程,適當(dāng)?shù)亍暗却龑W(xué)生”的理解而不急于求成.
〔2〕堅持“以人為本”的原那么,敬重學(xué)生,心中惦記著大多數(shù)學(xué)生的承受狀況.假如總想著講多一點,講快一點,努力完成自己規(guī)定的教學(xué)任務(wù),一個個學(xué)生就這樣漸慚地被“拋棄”了,落伍了.
〔3〕本案例師生、生生間圍繞“更新”的理解,模型的建立,進
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