2020高三理科数学一轮复习讲义2.9《函数模型及其应用》
高三数学一轮总复习 第二章 函数、导数及其应用 2.9 函数模型及其应用课件.ppt
A.10 元
B.20 元
C.30 元
D.430元
14
(2)将进货单价为 80 元的商品按 90 元出售时,能卖出 400 个。若该商品每个涨
价 1 元,其销售量就减少 20 个,为了赚取最大的利润,售价应定为每个( )
A.115 元
B.105 元
C.95 元
D.85 元
解析:(1)设 A 种方式对应的函数解析式为 s=k1t+20, B 种方式对应的函数解析式为 s=k2t, 当 t=100 时,100k1+20=100k2,∴k2-k1=15。 t=150 时,150k2-150k1-20=150×15-20=10。 选 A。
越来越□5 _慢___
相对平稳
图象的变化
随 x 值增大,图象与 随 x 值增大,图象与□7 随 n 值变化而不
□6 _y___轴接近平行 __x__轴接近平行
同
5
2.几种常见的函数模型
(1)一次函数模型:y=□8 _a_x_+__b_,__a_≠__0___;
(2)反比例函数模型:y=kx(k≠0);
8
2.抽气机每次抽出容器内空气的 60%,要使容器内剩下的空气少于原来的
0.1%,则至少要抽( )
(参考数据:lg2≈0.301 0,lg3≈0.477 1)
A.15 次
B.14 次
C.9 次
D.8 次
解析:依题意,先建立容器内剩余空气量 y 与抽气次数 x 的函数关系式,即 y= (1-0.6)x=0.4x。要使容器内剩余空气少于原来的 0.1%,则有 y<0.1%。即 0.4x<0.001 =10-3,两边取常用对数,得 xlg0.4<-3,即 x(2lg2-1)<-3,解得 x>7.5。又 x ∈N*,故 x=8。
2020年高考数学一轮复习(新课改)函数模型及其应用
第八节函数模型及其应用突破点一基本初等函数模型抓牢双基咱学回扣[基本知识]1.2.1 •某物体一天内的温度T是时间t的函数T(t)= f— 3t+ 60,时间单位是h,温度单位为C, t= 0时表示中午12: 00,则上午8: 00时的温度为 ______________ C .答案:82. 在不考虑空气阻力的情况下,火箭的最大速度v米/秒和燃料的质量M千克、火箭(除燃料外)的质量m千克的函数关系式是v = 2 000 •n 1 +豊.当燃料质量是火箭质量的________ 倍时,火箭的最大速度可达12千米/秒.解析:当v= 12 000 时,2 000 ln 1+ = 12 000,•••In 1 + M= 6,「. M= e6—1.V mJ m答案:e6—1每瓶4元,每月可销售 400瓶;若零售价每降低(升高)0.5元,则可多(少)销售40瓶,在每 月的进货当月销售完的前提下,为获得最大利润,销售价应定为________ 元/瓶.解析:设销售价每瓶定为 x 元,利润为y 元,则y =(x — 3) -400 +冷才乂 40 = 80(x — 3)(9 —x) =— 80(x — 6)2+ 720(x > 3),所以 x = 6 时,y 取得最大值.答案:64. (2019枣阳高级中学期中)拟定甲、乙两地通话m 分钟的电话费 伸位:元)由f(m)=1.06(0.5[m] + 1)给出,其中 m>0 , [m]是不超过 m 的最大整数(如[3] = 3, [3.7] = 3, [3.1] =3),则甲、乙两地通话 6.5分钟的电话费为 _______________________ 元.解析:•/ m = 6.5,「.[m] = 6,贝U f(m)= 1.06X (0.5X 6+ 1) = 4.24. 答案:4.24研透高考•深化提能[全析考法]考法一二次函数模型 •x1⑵设矩形 BNPM 的面积为 S ,贝U S(x)= xy = x ( 10— ? ) = — ?(x — 10)2+ 50,所以S(x)是关于x 的二次函数,且其图象开口向下,对称轴为直线 x = 10,所以当x € [4,8]时,S(x)单调递增,所以当x = 8时,矩形BNPM 的面积取得最大值,最大值为 48平方米.[方法技巧]在建立二次函数模型解决实际问题中的最优问题时,一定要注意自变量的取值范围, 需根据函数图象的对称轴与函数定义域在坐标系中对应区间之间的位置关系讨论求解.解 决函数应用问题时,最后[例1] (2019商丘二中检测)如图,已知边长为 8米的正方形钢 板有一个角被锈蚀,其中AE = 4米,CD = 6米.为了合理利用这块钢板, 在五边形 ABCDE 内截取一个矩形 BNPM ,使点P 在边DE 上.(1) 设MP = x 米,PN = y 米,将y 表示成x 的函数,并求该函数的 解析式及定义域;(2) 求矩形BNPM 面积的最大值.[解] ⑴如图,作PQ 丄AF 于Q ,所以PQ = 8 — y , EQ = x — 4,在厶EDF 中,EQPQ FF ,所以 x — 4 8— y 4 2,1所以 y = — ?x + 10,定义域为{x|4w x <8}.还要还原到实际问题.考法二指数函数、对数函数模型•[例2](1)(2019贵阳摸底)20世纪30年代,为了防范地震带来的灾害,里克特(C.F.Richter)制订了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用测震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大•这就是我们常说的里氏震级M,其计算公式为M = lg A- lg A o,其中A是被测地震的最大震幅,A o是“标准地震”的振幅,若“标准地震”的振幅为0.001,测震仪测得某地地震的震级为4级,则该地震的最大振幅为()A• 6 B. 8C. 10D. 12(2)(2019唐山模拟)某人计划购买一辆A型轿车,售价为14.4万元,购买后轿车每年的保险费、汽油费、年检费、停车费等约需 2.4万元,同时汽车年折旧率约为10%(即这辆车每年减少它的价值的10%),试问,大约使用 _________ 年后,用在该车上的费用(含折旧费)达到14.4万元.[解析]⑴由题意知,lg A—lg 0.001 = 4,所以lg A = 1,即卩A= 10.故选C.x ⑵设使用x年后花费在该车上的费用达到14.4万元,依题意可得,14.4(1 —0.9)+2.4x=14.4.化简得x —6X 0.9x= 0.令f(x)= x—6X 0.9x,易得f(x)为单调递增函数,又f(3) =—1.374<0 , f(4) = 0.063 4>0,所以函数f(x)在(3,4)上有一个零点.故大约使用4年后,用在该车上的费用达到14.4万元.[答案](1)C (2)4[方法技巧]两种函数模型的应用技巧(1) 与指数函数、对数函数两类函数模型有关的实际问题,在求解时,要先学会合理选择模型,在两类模型中,指数函数模型是增长速度越来越快(底数大于1)的一类函数模型,与增长率、银行利率有关的问题都属于指数函数模型.(2) 在解决指数函数、对数函数模型问题时,一般需要先通过待定系数法确定函数解析式,再借助函数的图象求解最值问题,必要时可借助导数.[集训冲关]1. [考法一]某商场销售A型商品.已知该商品的进价是每件3元,且销售单价与日均销售量的关系如下表所示:A. 4B. 5.5C.请根据以上数据分析,要使该商品的日均销售利润最大,则此商品的定价(单位:元/件)应为()C. 8.5D. 10解析:选C 设定价为x元/件时,日均销售利润为y元,则y= (x —3) [400 - (x —4) 40]=—40 x —17 2+ 1 210 ,故当x =号=8.5时,该商品的日均销售利润最大,故选 C.2. [考法二]某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长年投入的研发资金开始超过200万元的年份是()(参考数据:lg 1.12~ 0.05, lg 1.3~ 0.11, lg 2~ 0.30)A. 2018年B. 2019年C. 2020年D. 2021 年解析:选C 设第n(n € N6)年该公司全年投入的研发资金开始超过根据题意得130(1 + 12%)n—1> 200,则lg[130(1 + 12%) n —1] > lg 200,••• lg 130+ (n —1)lg 1.12> lg 2+ 2,••• 2+ lg 1.3 + (n—1)lg 1.12 > lg 2+ 2,• 0.11 + (n —1)x 0.05>0.30,解得n>严,5又T n € N*, • n> 5,6 ••该公司全年投入的研发资金开始超过2016年全年投12%,则该公司全200万元.C . 8.5D . 10200万元的年份是 2020年.故选 C.突破点二两类特殊函数的模型[全析考法]考法一 y =x + a (a>0)型函数模型•[例1] (2019盐城中学期末)某校为丰富师生课余活动,计划在一块直 '角三角形ABC 的空地上修建一个占地面积为S(平方米)的AMPN 矩形健身场地.如图,点M 在AC 上,点N 在AB 上,且P 点在斜边 BC 上.已知 / N —-VACB = 60° |AC|= 30米,|AM|= x 米,x € [10,20].设矩形 AMPN 健身场地每平方米的造价为3;元,再把矩形 AMPN 以外(阴影部分)铺上草坪,每平(1)试用x 表示S ,并求S 的取值范围;⑵求总造价T 关于面积S 的函数T = f(S);(3)如何选取|AM|,使总造价T 最低(不要求求出最低造价)?[解](1)在 Rt △ PMC 中,显然 |MC| = 30 — x ,/ PCM = 60°方米的造价为 12kS元(k 为正常数).|PM|= |MC|tan/PCM = 3(30 —x),•••矩形AMPN 的面积S= |PM| |AM|= 3x(30 —x), x €[10,20],丄(x+ 30 —x \由x(30 —x)w 2 = 225,可知当x= 15时,S取得最大值为225 3,当x = 10或20时,S取得最小值为200 3,• 200 3< S W 225 3.⑵矩形AMPN健身场地造价T i= 37k S,又•••△ ABC的面积为450.3,•••草坪造价T2= 詈(450 3二•总造价T=「+ T2= 25k g S +200 3< S W 225 3.⑶...弋+詈》12 , 6 3, 当且仅当.S = 21詈,即S= 216.3时等号成立,此时3x(30 —x) = 216 3,解得x= 12 或x = 18.所以选取|AM|为12米或18米时总造价T最低.[方法技巧]y= x+ :(a>0) ”型函数模型的求解策略⑴“y= x+ a”型函数模型在实际问题中会经常出现•解决此类问题,关键是利用已知条件,建立函数模型,然后化简整理函数解析式,必要时通过配凑得到“y= x+a型函数模型.(2)求函数解析式要确定函数的定义域•对于y= x+ a(a>0, x>0)类型的函数最值问题,要特别注意定义域和基本不等式中等号成立的条件,如果在定义域内满足等号成立,可考虑用基本不等式求最值,否则要考虑函数的单调性,此时可借用导数来研究函数的单调性.考法二分段函数模型•[例2](2019德州期中)某地自来水苯超标,当地自来水公司对水质检测后,决定在水中投放一种药剂来净化水质•已知每投放质量为m的药剂后,经过x 天该药剂在水中释放低于5(毫克/升)时称为有效净化;当药剂在水中的浓度不低于 5(毫克/升)且不高于10(毫克/升)时称为最佳净化. (1) 如果投放的药剂的质量为m = 5,试问自来水达到有效净化总共可持续几天?(2) 如果投放的药剂质量为 m ,为了使在9天(从投放药剂算起包括 9天)之内的自来水达 到最佳净化,试确定应该投放的药剂质量m 的最小值. 2-+ 10, Ovx w 5,-5[解](1)当 m = 5 时,y =< 5x + 95--------- ,x>5. 2x - 2 2x当Ovx < 5时,—+ 10> 5,显然符合题意;55x + 95当x>5时,由怎二厂5解得5vxw 21.所以自来水达到有效净化总共可持续21天.2 mx ,"25 + 2m , Ovx w 5,(2)y = mf(x) =m x +佃 — ,x>5. 2x - 22 mx当Ovx w 5时,y = -- + 2m 在区间(0,5]上单调递增,25 所以 2mvy W 3m ; —40m当 x >5 时,y =ix ——T v0,所以函数y =需];9在(5,9]上单调递减, 所以yv3m.综上可知 加三y w 3m.4 4 为使5W y w 10恒成立,只要弩5,i3m w 10,解得 2°< m w ¥,的浓度y (毫克/升)满足y = mf (x ),其中f (x )= 225+ 2x + 192x - 2 Ovx W5, x>5.当药剂在水中的浓度不所以应该投放的药剂质量m的最小值为2°.[方法技巧]解:设该服装厂所获效益为 f(x)元,贝U f(x) = 100xq(x) 126 OOOx , 0<x w 20,x + 1 当 0vx < 20 时,100x 90 — 3 5 x , 20vx w 180.f(x) = 储=126 000 -磐'f (x ) 在区间(0,20]上单调递增,所以当 x = 20时,f(x)有最大值 120 000.当 20<x < 180 时,f(x)= 9 000x — 300 (x)= 0 ,••• x = 80.当 20<x<80 时,分段函数模型的求解策略(1) 实际问题中有些变量间的关系不能用同一个关系式给出,而是由几个不同的关系式 构成,如出租车票价与路程之间的关系,应构建分段函数模型求解.(2) 构造分段函数时,要力求准确、简捷,做到分段合理、不重不漏.(3) 分段函数的最值是各段最大值 (或最小值)中的最大者(或最小者).[集训冲关]1. [考法一]某地区要建造一条防洪堤,其横断面为等腰梯形 ABCD ,腰与底边夹角为60°如图),考虑防洪堤坚固性及石块用料等因素,设计 其横断面面积为 9 3平方米,且高度不低于 3米•记防洪堤横断面的腰长为x 米,外周长(梯形的上底线段 BC 与两腰长的和)为y 米.要使防洪堤横断面的外周长 不超过10.5米,则其腰长x 的取值范围为( )A • [2,4]B . [3,4]C • [2,5]D • [3,5]解析:选B 根据题意知,9 3= 2(AD + BC)h ,其中AD = BC + 2X 号=BC + x , h = J x ,所以9 3 = $2BC + xf23x ,由y =虫+乎W 10.5,解得3< X W 4.因为[3,4] ? [2,6),所以腰长x 的取值范围为[3,4] •故选 2B.2. [考法二】已知某服装厂生产某种品牌的衣服,销售量 q(x)(单位:百件)关于每1 260 ,0<x w 20, q(x)= x + 1 _〔90-W^x , 20vx w 180, 为多少元时,该服装厂所获效益最大?并求出最大值.得BC =乎-x ,由 h = _23x > 3,BC =牛?0, 得 2< x<6.所以 y = BC + 2x =乎 + 号(2 < x<6),的利润x(单位:元)的函数解析式为 当每件衣服的利润B C有极大值,也是最大值240 000.故当每件衣服的利润为80 元时,该服装厂所获效益最大为240 000 元.3. 某商店每月按出厂价每瓶3元购进一种饮料,根据以前的统计数据,若零售价定为。
2020高考数学一轮复习2.9函数模型及其应用讲义理
第九节函数模型及其应用1.几类函数模型2.三种函数模型的性质❶对勾函数y =x +axa >在-∞,-a ]和[a ,+上单调递增,在[-a ,和,a ]上单调递减.当x >0时,x =a 时取最小值2a ;当 x <0时,x =-a 时取最大值-2a . (1)当描述增长速度变化很快时,选用指数函数模型.(2)当要求不断增长,但又不会增长过快,也不会增长到很大时,选用对数函数模型. (3)幂函数模型y =x n(n >0)可以描述增长幅度不同的变化,当n 值较小(n ≤1)时,增长较慢;当n 值较大(n >1)时,增长较快.[小题查验基础]一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(1)某种商品进价为每件100元,按进价增加10%出售,后因库存积压降价,若按九折出售,则每件还能获利.( )(2)函数y=2x的函数值比y=x2的函数值大.( )(3)不存在x0,使ax0<x n0<log a x0.( )(4)在(0,+∞)上,随着x的增大,y=a x(a>1)的增长速度会超过并远远大于y=x a(a >0)的增长速度.( )(5)“指数爆炸”是指数型函数y=a·b x+c(a≠0,b>0,b≠1)增长速度越来越快的形象比喻.( )答案:(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×二、选填题1.下表是函数值y随自变量x变化的一组数据,它最可能的函数模型是( )AC.指数函数模型D.对数函数模型解析:选A 根据已知数据可知,自变量每增加1,函数值增加2,因此函数值的增量是均匀的,故为一次函数模型.2.小明骑车上学,开始时匀速行驶,途中因交通堵塞停留了一段时间,后为了赶时间加快速度行驶.与以上事件吻合得最好的图象是( )解析:选C 小明匀速行驶时,图象为一条直线,且距离学校越来越近,故排除A.因交通堵塞停留了一段时间,与学校的距离不变,故排除 D.后来为了赶时间加快速度行驶,故排除B.故选C.3.某种细菌在培养过程中,每15分钟分裂一次(由一个分裂成两个),这种细菌由1个繁殖成4 096个需经过________小时.解析:设需经过t小时,由题意知24t=4 096,即16t=4 096,解得t=3.答案:34.某城市客运公司确定客票价格的方法是:如果行程不超过100 km,票价是0.5元/km;如果超过100 km,超过100 km的部分按0.4元/km定价,则客运票价y(元)与行程千米数x(km)之间的函数关系式是____________.解析:由题意可得y =⎩⎪⎨⎪⎧0.5x ,0<x ≤100,0.4x +10,x >100.答案:y =⎩⎪⎨⎪⎧0.5x ,0<x ≤100,0.4x +10,x >1005.生产一定数量商品的全部费用称为生产成本,某企业一个月生产某种商品x 万件时的生产成本为C (x )=12x 2+2x +20(万元).一万件售价是20万元,为获取最大利润,该企业一个月应生产该商品数量为________万件.解析:设利润为L (x ),则利润L (x )=20x -C (x )=-12(x -18)2+142,当x =18时,L (x )有最大值.答案:18考点一 应用所给函数模型解决实际问题[师生共研过关][典例精析]加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”.在特定条件下,可食用率p 与加工时间t (单位:分钟)满足函数关系p =at 2+bt +c (a ,b ,c 是常数),如图记录了三次实验的数据.根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间为________分钟.[解析] 根据图表,把(t ,p )的三组数据(3,0.7),(4,0.8),(5,0.5)分别代入函数关系式,联立方程组得⎩⎪⎨⎪⎧0.7=9a +3b +c ,0.8=16a +4b +c ,0.5=25a +5b +c ,消去c 化简得⎩⎪⎨⎪⎧7a +b =0.1,9a +b =-0.3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-0.2,b =1.5,c =-2.所以p =-0.2t 2+1.5t -2 =-15⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2-152t +22516+4516-2=-15⎝⎛⎭⎪⎫t -1542+1316,所以当t =154=3.75时,p 取得最大值,即最佳加工时间为3.75分钟.[答案] 3.75[解题技法]求解所给函数模型解决实际问题的关注点 (1)认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数. (2)根据已知利用待定系数法,确定模型中的待定系数. (3)利用该模型求解实际问题.[过关训练]1.某市家庭煤气的使用量x (m 3)和煤气费f (x )(元)满足关系f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧C ,0<x ≤A ,C +B x -A ,x >A .已知某家庭2018年前三个月的煤气费如表:若四月份该家庭使用了A .11.5元 B .11元 C .10.5元D .10元解析:选A 根据题意可知f (4)=C =4,f (25)=C +B (25-A )=14,f (35)=C +B (35-A )=19,解得A =5,B =12,C =4,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4,0<x ≤5,4+12x -,x >5,所以f (20)=4+12×(20-5)=11.5.2.某商场从生产厂家以每件20元的价格购进一批商品,若该商品零售价定为p 元,销售量为Q 件,则销售量Q (单位:件)与零售价p (单位:元)有如下关系:Q =8 300-170p -p 2,则最大毛利润为(毛利润=销售收入-进货支出)( )A .30元B .60元C .28 000元D .23 000元解析:选D 设毛利润为L (p )元, 则由题意知L (p )=pQ -20Q =Q (p -20) =(8 300-170p -p 2)(p -20) =-p 3-150p 2+11 700p -166 000, 所以L ′(p )=-3p 2-300p +11 700. 令L ′(p )=0,解得p=30或p=-130(舍去).当p∈(0,30)时,L′(p)>0,当p∈(30,+∞)时,L′(p)<0,故L(p)在p=30时取得极大值,即最大值,且最大值为L(30)=23 000.考点二构建函数模型解决实际问题[全析考法过关][分类例析]类型(一) 构建一、二次函数模型[例1] 某企业为打入国际市场,决定从A,B两种产品中只选择一种进行投资生产,已知投资生产这两种产品的有关数据如下表(单位:万美元):定,预计m∈[6,8],另外,年销售x件B产品时需上交0.05x2万美元的特别关税,假设生产出来的产品都能在当年销售出去.(1)写出该厂分别投资生产A,B两种产品的年利润y1,y2与生产相应产品的件数x1,x2之间的函数关系式,并指明定义域;(2)如何投资才可获得最大年利润?请你做出规划.[解] (1)由题意得y1=10x1-(20+mx1)=(10-m)x1-20(0≤x1≤200且x1∈N),y2=18x2-(40+8x2)-0.05x22=-0.05x22+10x2-40=-0.05(x2-100)2+460(0≤x2≤120且x2∈N).(2)∵6≤m≤8,∴10-m>0,∴y1=(10-m)x1-20为增函数.又0≤x1≤200,x1∈N,∴当x1=200时,生产A产品的最大利润为(10-m)×200-20=1 980-200m(万美元).∵y2=-0.05(x2-100)2+460(0≤x2≤120,且x2∈N),∴当x2=100时,生产B产品的最大利润为460万美元.(y1)max-(y2)max=(1 980-200m)-460=1 520-200m.易知当6≤m<7.6时,(y1)max>(y2)max.即当6≤m<7.6时,投资生产A产品200件可获得最大年利润;当m=7.6时,投资生产A产品200件或投资生产B产品100件,均可获得最大年利润;当7.6<m≤8时,投资生产B产品100件可获得最大年利润.[个性点拨]解决一、二次函数模型问题的3个注意点(1)二次函数的最值一般利用配方法与函数的单调性解决,但一定要密切注意函数的定义域,否则极易出错;(2)确定一次函数模型时,一般是借助两个点来确定,常用待定系数法; (3)解决函数应用问题时,最后要还原到实际问题. 类型(二) 构建指数函数、对数函数模型[例2] (1)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司2016年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是( )(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30) A .2018年 B .2019年 C .2020年D .2021年(2)某食品的保鲜时间y (单位:小时)与储藏温度x (单位:℃)满足函数关系y =e kx +b(e=2.718…为自然对数的底数,k ,b 为常数).若该食品在0 ℃的保鲜时间是192小时,在22 ℃的保鲜时间是48小时,则该食品在33 ℃的保鲜时间是( )A .16小时B .20小时C .24小时D .28小时[解析] (1)设第n (n ∈N *)年该公司全年投入的研发资金开始超过200万元. 根据题意得130(1+12%)n -1>200,则lg[130(1+12%)n -1]>lg 200,∴lg 130+(n -1)lg 1.12>lg 2+2, ∴2+lg 1.3+(n -1)lg 1.12>lg 2+2, ∴0.11+(n -1)×0.05>0.30,解得n >245,又∵n ∈N *,∴n ≥5,∴该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是2020年.故选C.(2)由已知得192=e b,① 48=e22k +b=e 22k ·e b,②将①代入②得e 22k =14,则e 11k=12,当x =33时,y =e 33k +b=e 33k ·e b=⎝ ⎛⎭⎪⎫123×192=24,所以该食品在33 ℃的保鲜时间是24小时.故选C.[答案] (1)C (2)C [个性点拨]指数函数与对数函数模型的应用技巧(1)要先学会合理选择模型,指数函数模型是增长速度越来越快(底数大于1)的一类函数模型,与增长率、银行利率有关的问题都属于指数函数模型.(2)在解决指数函数、对数函数模型问题时,一般先需要通过待定系数法确定函数解析式,再借助函数的图象求解最值问题.类型(三) 构建y =ax +b x的函数模型[例3] 某养殖场需定期购买饲料,已知该场每天需要饲料200千克,每千克饲料的价格为1.8元,饲料的保管费与其他费用平均每千克每天0.03元,购买饲料每次支付运费300元.求该场多少天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最少.[解] 设该场x (x ∈N *)天购买一次饲料可使平均每天支付的总费用最少,平均每天支付的总费用为y 元.因为饲料的保管费与其他费用每天比前一天少200×0.03=6(元),所以x 天饲料的保管费与其他费用共是6(x -1)+6(x -2)+…+6=(3x 2-3x )(元).从而有y =1x (3x 2-3x +300)+200×1.8=300x +3x +357≥417,当且仅当300x=3x ,即x=10时,y 有最小值.故该场10天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最少.[个性点拨]应用函数f (x )=ax +b x模型的关键点(1)明确对勾函数是正比例函数f (x )=ax 与反比例函数f (x )=b x叠加而成的. (2)解决实际问题时一般可以直接建立f (x )=ax +b x的模型,有时可以将所列函数关系式转化为f (x )=ax +b x的形式.(3)利用模型f (x )=ax +b x求解最值时,要注意自变量的取值范围,及取得最值时等号成立的条件.类型(四) 构建分段函数模型[例4] 某景区提供自行车出租,该景区有50辆自行车供游客租赁使用,管理这些自行车的费用是每日115元.根据经验,若每辆自行车的日租金不超过6元,则自行车可以全部租出;若超出6元,则每超过1元,租不出的自行车就增加3辆.为了便于结算,每辆自行车的日租金x (元)只取整数,并且要求租自行车一日的总收入必须高于这一日的管理费用,用y (元)表示出租自行车的日净收入(即一日中出租自行车的总收入减去管理费用后得到的部分).(1)求函数y =f (x )的解析式;(2)试问当每辆自行车的日租金为多少元时,才能使一日的净收入最多? [解] (1)当x ≤6时,y =50x -115, 令50x -115>0,解得x >2.3, ∵x 为整数,∴3≤x ≤6,x ∈Z.当x >6时,y =[50-3(x -6)]x -115=-3x 2+68x -115.令-3x 2+68x -115>0,有3x 2-68x +115<0,结合x 为整数得6<x ≤20,x ∈Z.∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧50x -x ≤6,x ∈,-3x 2+68x -<x ≤20,x ∈(2)对于y =50x -115(3≤x ≤6,x ∈Z), 显然当x =6时,y max =185; 对于y =-3x 2+68x -115=-3⎝⎛⎭⎪⎫x -3432+8113(6<x ≤20,x ∈Z),当x =11时,y max =270.∵270>185,∴当每辆自行车的日租金定为11元时,才能使一日的净收入最多. [个性点拨]解决分段函数模型问题的3个注意点(1)实际问题中有些变量间的关系不能用同一个关系式给出,而是由几个不同的关系式构成,如出租车票价与路程之间的关系,应构建分段函数模型求解;(2)构造分段函数时,要力求准确、简捷,做到分段合理、不重不漏; (3)分段函数的最值是各段的最大(最小)值的最大(最小)者.[共性归纳]建立函数模型解应用题的4步骤[过关训练]1.某电信公司推出两种手机收费方式:A 种方式是月租20元,B 种方式是月租0元.一个月的本地网内打出电话时间t (分钟)与打出电话费s (元)的函数关系如图,当通话150分钟时,这两种方式电话费相差( )A .10元B .20元C .30元 D.403元 解析:选A 设A 种方式对应的函数解析式为s =k 1t +20,B 种方式对应的函数解析式为s =k 2t ,当t =100时,100k 1+20=100k 2, 化简得k 2-k 1=15.当t =150时,150k 2-150k 1-20=150×15-20=10(元).2.某新型企业为获得更大利润,须不断加大投资,若预计年利润低于10%时,则该企业就考虑转型,下表显示的是某企业几年来利润y (百万元)与年投资成本x (百万元)变化的一组数据:给出以下3b ≠1);③y =log a (x +b )(a >0,且a ≠1).(1)选择一个恰当的函数模型来描述x ,y 之间的关系;(2)试判断该企业年利润超过6百万元时,该企业是否要考虑转型. 解:(1)将(3,1),(5,2)代入y =kx +b (k ≠0),得⎩⎪⎨⎪⎧1=3k +b ,2=5k +b ,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =12,b =-12,∴y =12x -12.当x =9时,y =4,不符合题意;将(3,1),(5,2)代入y =ab x(a ≠0,b >0,且b ≠1),得⎩⎪⎨⎪⎧1=ab 3,2=ab 5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =24,b =2,∴y =24·()2x=2-32x .当x =9时,y =2-932=8,不符合题意;将(3,1),(5,2)代入y =log a (x +b )(a >0,且a ≠1),得⎩⎪⎨⎪⎧1=log a +b ,2=log a+b ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-1,∴y =log 2(x -1).当x=9时,y=log28=3;当x=17时,y=log216=4.故可用③来描述x,y之间的关系.(2)令log2(x-1)≥6,则x≥65.∵年利润665<10%,∴该企业要考虑转型.[课时跟踪检测]1.某品牌电视新品投放市场后第一个月销售100台,第二个月销售200台,第三个月销售400台,第四个月销售790台,则下列函数模型中能较好地反映销售y(单位:台)与投放市场的月数x之间关系的是( )A.y=100x B.y=50x2-50x+100C.y=50×2x D.y=100log2x+100解析:选C 根据函数模型的增长差异和题目中的数据可知,应为指数型函数模型,代入数据验证即可,故选C.2.某家具的标价为132元,若降价以九折出售(即优惠10%),仍可获利10%(相对于进价),则该家具的进价是( )A.118元B.105元C.106元D.108元解析:选D 设进价为a元,由题意知132×(1-10%)-a=10%·a,解得a=108.故选D.3.(2018·北京石景山联考)小明在如图1所示的跑道上匀速跑步,他从点A出发,沿箭头方向经过点B跑到点C,共用时30 s,他的教练选择了一个固定的位置观察小明跑步的过程,设小明跑步的时间为t(s),他与教练间的距离为y(m),表示y与t的函数关系的图象大致如图2所示,则这个固定位置可能是图1中的( )A.点M B.点NC.点P D.点Q解析:选D 假设这个位置在点M,则从A至B这段时间,y不随时间的变化改变,与函数图象不符,故A选项错误;假设这个位置在点N,则从A至C这段时间,A点与C点对应y的大小应该相同,与函数图象不符,故B选项错误;假设这个位置在点P,则由函数图象可得,从A到C的过程中,会有一个时刻,教练到小明的距离等于经过30 s时教练到小明的距离,而点P 不符合这个条件,故C 选项错误;经判断点Q 符合函数图象,故D 选项正确,选D.4.(2019·洛阳模拟)某校为了规范教职工绩效考核制度,现准备拟定一函数用于根据当月评价分数x (正常情况下0≤x ≤100,且教职工平均月评价分数在50分左右,若有突出贡献可以高于100分)计算当月绩效工资y (元).要求绩效工资不低于500元,不设上限,且让大部分教职工绩效工资在600元左右,另外绩效工资越低或越高时,人数要越少.则下列函数最符合要求的是( )A .y =(x -50)2+500B .y =10x 25+500C .y =11 000(x -50)3+625D .y =50[10+lg(2x +1)] 解析:选C 由题意知,拟定函数应满足:①是单调递增函数,且增长速度先快后慢再快;②在x =50左右增长速度较慢,最小值为500.A 中,函数y =(x -50)2+500先减后增,不符合要求;B 中,函数y =10x 25+500是指数型函数,增长速度是越来越快,不符合要求;D 中,函数y =50[10+lg(2x +1)]是对数型函数,增长速度是越来越慢,不符合要求;而C中,函数y =11 000(x -50)3+625是由函数y =x 3经过平移和伸缩变换得到的,符合要求.故选C.5.(2019·邯郸名校联考)某企业准备投入适当的广告费对甲产品进行促销宣传,在一年内预计销售量y (万件)与广告费x (万元)之间的函数关系为y =1+3x x +2(x ≥0).已知生产此产品的年固定投入为4万元,每生产1万件此产品仍需再投入30万元,且能全部售完. 若每件甲产品售价(元)定为“平均每件甲产品所占生产成本的150%”与“年平均每件甲产品所占广告费的50%”之和,则当广告费为1万元时,该企业甲产品的年利润为( )A .30.5万元B .31.5万元C .32.5万元D .33.5万元解析:选B 由题意,产品的生产成本为(30y +4)万元,销售单价为30y +4y ×150%+x y×50%,故年销售收入为z =⎝ ⎛⎭⎪⎫30y +4y ×150%+x y ×50%·y =45y +6+12x .∴年利润W =z -(30y +4)-x =15y +2-x 2=17+45x x +2-x 2(万元).∴当广告费为1万元时,即x =1,该企业甲产品的年利润为17+451+2-12=31.5(万元).故选B. 6.拟定甲、乙两地通话m 分钟的电话费(单位:元)由f (m )=1.06(0.5[m ]+1)给出,其中m >0,[m ]是不超过m 的最大整数(如[3]=3,[3.7]=3,[3.1]=3),则甲、乙两地通话6.5分钟的电话费为________元.解析:∵m =6.5,∴[m ]=6,则f (m )=1.06×(0.5×6+1)=4.24.答案:4.247.(2019·唐山模拟)某人计划购买一辆A 型轿车,售价为14.4万元,购买后轿车每年的保险费、汽油费、车检费、停车费等约需2.4万元,同时汽车年折旧率约为10%(即这辆车每年减少它的价值的10%),试问,大约使用________年后,用在该车上的费用(含折旧费)达到14.4万元.解析:设使用x 年后花费在该车上的费用达到14.4万元,依题意可得,14.4(1-0.9x )+2.4x =14.4.化简得x -6×0.9x =0.令f (x )=x -6×0.9x ,易得f (x )为单调递增函数,又f (3)=-1.374<0,f (4)=0.063 4>0,所以函数f (x )在(3,4)上有一个零点.故大约使用4年后,用在该车上的费用达到14.4万元.答案:48.某地区要建造一条防洪堤,其横断面为等腰梯形ABCD ,腰与底边夹角为60°(如图),考虑防洪堤坚固性及石块用料等因素,设计其横断面面积为93平方米,且高度不低于3米.记防洪堤横断面的腰长为x米,外周长(梯形的上底线段BC 与两腰长的和)为y 米.要使防洪堤横断面的外周长不超过10.5米,则其腰长x 的取值范围为________.解析:根据题意知,93=12(AD +BC )h ,其中AD =BC +2×x 2=BC +x ,h =32x , 所以93=12(2BC +x )32x ,得BC =18x -x 2, 由⎩⎪⎨⎪⎧ h =32x ≥3,BC =18x -x 2>0,得2≤x <6.所以y =BC +2x =18x +3x 2(2≤x <6), 由y =18x +3x 2≤10.5,解得3≤x ≤4. 因为[3,4] ⊆[2,6),所以腰长x 的取值范围为[3,4].答案:[3,4]9.如图,已知边长为8米的正方形钢板有一个角被锈蚀,其中AE =4米,CD =6米.为了合理利用这块钢板,在五边形ABCDE 内截取一个矩形BNPM ,使点P 在边DE 上.(1)设MP =x 米,PN =y 米,将y 表示成x 的函数,并求该函数的解析式及定义域;(2)求矩形BNPM 面积的最大值.解:(1)如图,作PQ ⊥AF 于Q ,所以PQ =8-y ,EQ =x -4,在△EDF 中,EQ PQ =EF FD, 所以x -48-y =42, 所以y =-12x +10, 定义域为{x |4≤x ≤8}.(2)设矩形BNPM 的面积为S ,则S (x )=xy =x ⎝⎛⎭⎪⎫10-x 2=-12(x -10)2+50, 所以S (x )是关于x 的二次函数,且其图象开口向下,对称轴为直线x =10,所以当x ∈[4,8]时,S (x )单调递增,所以当x =8时,矩形BNPM 的面积取得最大值,最大值为48平方米.10.近年来,某企业平均每年缴纳的电费约24万元,为了节能减排,决定安装一个可使用15年的太阳能供电设备接入本企业电网,安装这种供电设备的费用(单位:万元)与太阳能电池板的面积(单位:平方米)成正比,比例系数约为0.5.为了保证正常用电,安装后采用太阳能和电能互补供电的模式.假设在此模式下,安装后该企业平均每年缴纳的电费C (单位:万元)与安装的这种太阳能电池板的面积x (单位:平方米)之间的函数关系是C (x )=k20x +100(x ≥0,k 为常数) .记y 为该企业安装这种太阳能供电设备的费用与该企业今后15年共将缴纳的电费之和.(1)试解释C (0)的实际意义,并建立y 关于x 的函数关系式;(2)当x 为多少时,y 取得最小值?最小值是多少万元?解:(1)C (0)的实际意义是安装这种太阳能电池板的面积为0时该企业平均每年缴纳的电费,即未安装太阳能供电设备时,该企业平均每年缴纳的电费.由C (0)=k 100=24,得k =2 400,所以y =15× 2 40020x +100+0.5x =1 800x +5+0.5x (x ≥0). (2)因为y =1 800x +5+0.5(x +5)-2.5≥2 1 800×0.5-2.5=57.5,当且仅当1 800x +5=0.5(x +5),即x =55时取等号, 所以当x 为55时,y 取得最小值,最小值为57.5万元.11.[选做题]某快递公司在某市的货物转运中心,拟引进智能机器人分拣系统,以提高分拣效率和降低物流成本,已知购买x 台机器人的总成本p (x )=⎝⎛⎭⎪⎫1600x 2+x +150万元. (1)若使每台机器人的平均成本最低,问应买多少台?(2)现按(1)中的数量购买机器人,需要安排m 人将邮件放在机器人上,机器人将邮件送达指定落袋格口完成分拣,经实验知,每台机器人的日平均分拣量q (m )=⎩⎪⎨⎪⎧ 815m -m ,1≤m ≤30,480, m >30(单位:件),已知传统人工分拣每人每日的平均分拣量为1 200件,问引进机器人后,日平均分拣量达最大值时,用人数量比引进机器人前的用人数量最多可减少百分之几?解:(1)由总成本p (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1600x 2+x +150万元,可得每台机器人的平均成本y =px x =1600x 2+x +150x =1600x +150x +1≥21600x ·150x +1=2.当且仅当1600x =150x ,即x =300时,上式等号成立.∴若使每台机器人的平均成本最低,应买300台.(2)引进机器人后,每台机器人的日平均分拣量q (m )=⎩⎪⎨⎪⎧ 815m -m ,1≤m ≤30,480, m >30,当1≤m ≤30时,300台机器人的日平均分拣量为160m (60-m )=-160m 2+9 600m ,∴当m =30时,日平均分拣量有最大值144 000件.当m >30时,日平均分拣量为480×300=144 000(件).∴300台机器人的日平均分拣量的最大值为144 000件.若传统人工分拣144 000件,则需要人数为144 0001 200=120(人).∴日平均分拣量达最大值时,用人数量比引进机器人前的用人数量最多可减少120-30120×100%=75%.。
高考数学一轮总复习第二章函数导数及其应用2.9函数模型及其应用课件理
第二章 函数(hánshù)、导数及其应用
第九节 函数模型(móxíng)及其应用
第一页,共33页。
栏
考情分析 1
(fēnxī)
目
基础自主(zìzhǔ) 2
3 考点疑难(yí
nán)突破
导
梳理
航
4 课时跟踪检测
第二页,共33页。
1
考情分析
第三页,共33页。
考点分布
考纲要求
第十三页,共33页。
3.生产一定数量的商品的全部费用称为生产成本,某企业一个月生产某种商品 x 万件时的生产成本为 C(x)=12x2+2x+20(万元).一万件售价是 20 万元,为获取更大 利润,该企业一个月应生产该商品数量为________万件.
解析:利润 L(x)=20x-C(x)=-12(x-18)2+142,当 x=18 时,L(x)有最大值. 答案:18
第三十页,共33页。
指数函数与对数函数模型的应用技巧 (1)与指数函数、对数函数两类函数模型有关的实际问题,在求解时,要先学会 合理选择模型,在两类模型中,指数函数模型是增长速度越来越快(底数大于 1)的一 类函数模型,与增长率、银行利率有关的问题都属于指数函数模型. (2)在解决指数函数、对数函数模型问题时,一般先需要通过待定系数法确定函 数解析式,再借助函数的图象求解最值问题.
二次函数模型
f(x)=ax2+bx+c (a,b,c 为常数,a≠0)
第六页,共33页。
f(x)=bax+c 指数函数模型
(a,b,c 为常数,b≠0,a>0 且 a≠1)
对数函数模型
f(x)=blogax+c
(a,b,c 为常数,b≠0,a>0 且 a≠1)
2020版高考数学一轮复习第2章函数、导数及其应用2.9函数模型及其应用学案文
2.9 函数模型及其应用[知识梳理]1.七类常见函数模型2.指数、对数、幂函数模型的性质3.解函数应用问题的步骤(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择数学模型.(2)建模:将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识,建立相应的数学模型.(3)解模:求解数学模型,得出数学结论.(4)还原:将数学问题还原为实际问题.以上过程用框图表示如下:特别提醒:(1)“直线上升”是匀速增长,其增长量固定不变;“指数增长”先慢后快,其增长量成倍增加,常用“指数爆炸”来形容;“对数增长”先快后慢,其增长速度缓慢.(2)充分理解题意,并熟练掌握几种常见函数的图象和性质是解题的关键.(3)易忽视实际问题中自变量的取值范围,需合理确定函数的定义域,必须验证数学结果对实际问题的合理性.[诊断自测]1.概念思辨(1)在(0,+∞)上,随着x的增大,y=a x(a>1)的增长速度会超过并远远大于y=xα(α>0)的增长速度.( )(2)指数函数模型,一般用于解决变化较快,短时间内变化量较大的实际问题.( )(3)当a>1时,不存在实数x0,使a x0<x a0<log a x0.( )(4)对数函数增长模型比较适合于描述增长速度平缓的变化规律.( )答案(1)√(2)√(3)√(4)√2.教材衍化(1)(必修A1P59T6)如果在今后若干年内,我国国民经济生产总值都控制在平均每年增长9%的水平,那么要达到国民经济生产总值比1995年翻两番的年份大约是(lg 2=0.3010,lg 3=0.4771,lg 109=2.0374,lg 0.09=-2.9543)( )A.2015年B.2011年C.2010年D.2008年答案 B解析设1995年总值为a,经过x年翻两番,则a·(1+9%)x=4a.∴x=2lg 2lg 1.09≈16.故选B.(2)(必修A1P 107T 1)在某种新型材料的研制中,实验人员获得了下列一组实验数据:现准备用下列四个函数中的一个近似地表示这些数据的规律,其中最接近的一个是( )x 1.992 3 4 5.156.126y1.5174.04187.51218.01A .y =2x -2B .y =2(x 2-1)C .y =log 2xD .y =log 12x答案 B解析 由题意得,表中数据y 随x 的变化趋势,函数在(0,+∞)上是增函数,且y 的变化随x 的增大越来越快.∵A 中函数是线性增加的函数,C 中函数是比线性增加还缓慢的函数,D 中函数是减函数,∴排除A ,C ,D ,∴B 中函数y =12(x 2-1)符合题意.故选B.3.小题热身(1) (2018·湖北八校联考)某人根据经验绘制了2016年春节前后,从1月25日至2月11日自己种植的西红柿的销售量y (千克)随时间x (天)变化的函数图象,如图所示,则此人在1月30日大约卖出了西红柿 ________千克.答案1909解析 前10天满足一次函数关系,设为y =kx +b ,将点(1,10)和点(10,30)代入函数解析式,得⎩⎪⎨⎪⎧10=k +b ,30=10k +b ,解得k =209,b =709,所以y =209x +709,则当x =6时,y =1909.(2)(2017·朝阳区模拟)某商场2017年一月份到十二月份月销售额呈现先下降后上升的趋势,现有三种函数模型:①f (x )=p ·q x(q >0,q ≠1); ②f (x )=log p x +q (p >0,p ≠1); ③f (x )=x 2+px +q .能较准确反映商场月销售额f (x )与月份x 关系的函数模型为________(填写相应函数的序号),若所选函数满足f (1)=10,f (3)=2,则f (x )=________.答案 ③ x 2-8x +17解析 (ⅰ)因为f (x )=p ·q x ,f (x )=log q x +q 是单调函数,f (x )=x 2+px +q 中,f ′(x )=2x +p ,令f ′(x )=0,得x =-p2,f (x )出现一个递增区间和一个递减区间,所以模拟函数应选f (x )=x 2+px +q .(ⅱ)∵f (1)=10,f (3)=2,∴⎩⎪⎨⎪⎧1+p +q =10,9+3p +q =2,解得p =-8,q =17,∴f (x )=x 2-8x +17 故答案为③;x 2-8x +17.题型1 二次函数及分段函数模型典例 为了保护环境,发展低碳经济,某单位在国家科研部门的支持下,进行技术攻关,新上了把二氧化碳处理转化为一种可利用的化工产品的项目,经测算,该项目月处理成本y (元)与月处理量x (吨)之间的函数关系可近似地表示为y =⎩⎪⎨⎪⎧13x 3-80x 2+5040x ,x ∈[120,144),12x 2-200x +80000,x ∈[144,500],且每处理一吨二氧化碳得到可利用的化工产品价值为200元,若该项目不获利,亏损数额国家将给予补偿.(1)当x ∈[200,300]时,判断该项目能否获利?如果获利,求出最大利润;如果亏损,则国家每月补偿数额的范围是多少?(2)该项目每月处理量为多少吨时,才能使每吨的平均处理成本最低?本题用函数法,再由均值定理解之.解 (1)当x ∈[200,300]时,设该项目获利为S ,则S =200x -⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-200x +80000=-12x 2+400x -80000=-12(x -400)2,所以当x ∈[200,300]时,S <0,因此该单位不会获利. 当x =300时,S 取得最大值-5000,当x =200时,S 取得最小值-20000,故国家每月补偿数额的范围是[5000,20000]. (2)由题意,可知二氧化碳的每吨处理成本为y x =⎩⎪⎨⎪⎧13x 2-80x +5040,x ∈[120,144),12x +80000x -200,x ∈[144,500].①当x ∈[120,144)时,y x =13x 2-80x +5040=13(x -120)2+240, 所以当x =120时,yx取得最小值240. ②当x ∈[144,500]时,y x =12x +80000x -200≥2 12x ×80000x-200=200, 当且仅当12x =80000x ,即x =400时,yx取得最小值200.因为200<240,所以当每月的处理量为400吨时,才能使每吨的平均处理成本最低. 方法技巧一次函数、二次函数及分段函数模型的选取与应用策略1.在实际问题中,若两个变量之间的关系是直线上升或直线下降或图象为直线(或其一部分),一般构建一次函数模型,利用一次函数的图象与性质求解.2.实际问题中的如面积问题、利润问题、产量问题或其图象为抛物线(或抛物线的一部分)等一般选用二次函数模型,根据已知条件确定二次函数解析式.结合二次函数的图象、最值求法、单调性、零点等知识将实际问题解决.见典例.3.实际问题中有些变量间的关系不能用同一个关系式给出,而是由几个不同的关系式构成,如出租车计价与路程之间的关系,应构建分段函数模型求解,但应关注以下两点:(1)构造分段函数时,要力求准确、简洁,做到分段合理、不重不漏; (2)分段函数的最值是各段的最大(或最小)值中的最大(或最小)值. 提醒:(1)构建函数模型时不要忘记考虑函数的定义域.(2)对构建的较复杂的函数模型,要适时地用换元法转化为熟悉的函数问题求解. 冲关针对训练(2017·广州模拟)某企业生产A ,B 两种产品,根据市场调查与预测,A 产品的利润与投资成正比,其关系如图1;B 产品的利润与投资的算术平方根成正比,其关系如图2(注:利润和投资单位:万元).(1)分别将A ,B 两种产品的利润表示为投资的函数关系式;(2)已知该企业已筹集到18万元资金,并将全部投入A ,B 两种产品的生产. ①若平均投入生产两种产品,可获得多少利润?②如果你是厂长,怎样分配这18万元投资,才能使该企业获得最大利润?其最大利润约为多少万元?解 (1)f (x )=0.25x (x ≥0),g (x )=2x (x ≥0).(2)①由(1)得f (9)=2.25,g (9)=29=6,所以总利润y =8.25万元. ②设B 产品投入x 万元,A 产品投入(18-x )万元,该企业可获总利润为y 万元. 则y =14(18-x )+2x ,0≤x ≤18.令x =t ,t ∈[0,3 2 ],则y =14(-t 2+8t +18)=-14(t -4)2+172.所以当t =4时,y max =172=8.5,此时x =16,18-x =2,所以当A ,B 两种产品分别投入2万元、16万元时,可使该企业获得最大利润,约为8.5万元.题型2 指数函数模型典例 (2017·西安模拟)我国加入WTO 后,根据达成的协议,若干年内某产品的关税与市场供应量P 的关系近似满足:y =P (x )=2(1-kt )(x -b )2(其中t 为关税的税率,且t ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,12,x 为市场价格,b ,k 为正常数),当t =18时的市场供应量曲线如图:(1)根据图象求b ,k 的值;(2)若市场需求量为Q ,它近似满足Q (x )=211-x2.当P =Q 时的市场价格称为市场平衡价格.为使市场平衡价格控制在不低于9元的范围内,求税率t 的最小值.本题用函数思想,采用换元法.解 (1)由图象知函数图象过(5,1),(7,2).所以⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫1-k 8(5-b )2=0,⎝ ⎛⎭⎪⎫1-k 8(7-b )2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =6,b =5.(2)当P =Q 时,2(1-6t )(x -5) 2=211-x2 ,即(1-6t )(x -5)2=11-x 2,化简得1-6t =11-x2(x -5)2=12·22-x(x -5)2=12·⎣⎢⎡⎦⎥⎤17(x -5)2-1x -5. 令m =1x -5(x ≥9),所以m ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14. 设f (m )=17m 2-m ,m ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14,对称轴为m =134,所以f (m )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=1316,所以,当m =14,即x =9时,1-6t 取得最大值为12×1316,即1-6t ≤12×1316,解得t ≥19192,即税率的最小值为19192.方法技巧构建指数函数模型的关注点1.指数函数模型常与增长率相结合进行考查,在实际问题中有人口增长、银行利率、细胞分裂等增长问题可以利用指数函数模型来解决.2.应用指数函数模型时关键是对模型的判断,先设定模型,再将已知有关数据代入验证,确定参数,从而确定函数模型.3.y =a (1+x )n通常利用指数运算与对数函数的性质求解. 冲关针对训练某城市现有人口总数为100万人,如果年自然增长率为1.2%,试解答以下问题: (1)写出该城市人口总数y (单位:万人)与年份x (单位:年)的函数关系式; (2)计算10年以后该城市人口总数(精确到0.1万人);(3)计算大约多少年以后该城市人口将达到120万人(精确到1年). (1.01210≈1.127,1.01215≈1.196,1.01216≈1.210,解 (1)1年后该城市人口总数为y =100+100×1.2%=100×(1+1.2%),2年后该城市人口总数为y =100×(1+1.2%)+100×(1+1.2%)×1.2%=100×(1+1.2%)2,3年后该城市人口总数为y =100×(1+1.2%)2+100×(1+1.2%)2×1.2%=100×(1+1.2%)3,……x 年后该城市人口总数为y =100×(1+1.2%)x .所以该城市人口总数y (万人)与年份x (年)的函数关系式是y =100×(1+1.2%)x(x ∈N ).(2)10年后该城市人口总数为100×(1+1.2%)10≈112.7(万人). 所以10年后该城市人口总数约为112.7万人.(3)设x 年后该城市人口将达到120万人,即100(1+1.2%)x ≥120,于是1.012x≥120100,所以x ≥log 1.012120100=,即大约15年后该城市人口总数将达到120万人. 题型3 对数函数模型典例 某企业根据分析和预测,能获得10万~1000万元的投资收益,企业拟制定方案对科研进行奖励,方案:奖金y (万元)随投资收益x (万元)的增加而增加,且奖金不超过9万元,同时奖金也不超过投资收益的20%,并用函数y =f (x )模拟此方案.(1)写出模拟函数y =f (x )所满足的条件;(2)试分析函数模型y =4lg x -3是否符合此方案要求,并说明理由.用函数思想,采用导数法.解 (1)由题意,y =f (x )所满足的条件是: ①f (x )在[10,1000]上为增函数, ②f (x )≤9, ③f (x )≤15x .(2)对于y =4lg x -3,显然在[10,1000]上是增函数,满足条件①.当10≤x ≤1000时,4lg 10-3≤y ≤4lg 1000-3,即1≤y ≤9,满足条件②. 证明如下:f (x )≤15x ,即4lg x -3≤15x ,对于x ∈[10,1000]恒成立.令g (x )=4lg x -3-15x ,x ∈[10,1000],g ′(x )=20 lg e -x 5x ,∵e<10,∴lg e<lg 10=12,∴20lg e<10,又∵x ≥10,∴20lg e -x <0,∴g ′(x )<0对于x ∈[10,1000]恒成立,∴g (x )在[10,1000]上是减函数. ∴g (x )≤g (10)=4lg 10-3-15×10=-1<0,即4lg x -3-15x ≤0,即4lg x -3≤15x ,对x ∈[10,1000]恒成立,从而满足条件③.方法技巧本例属奖金分配问题,奖金的收益属对数增长,随着投资收益的增加,奖金的增加会趋向于“饱和”状态,实际中很多经济现象都是这种规律,并注意掌握直接法、列式比较法、描点观察法.冲关针对训练候鸟每年都要随季节的变化进行大规模的迁徙,研究某种鸟类的专家发现,该种鸟类的飞行速度v (单位:m/s)与其耗氧量Q 之间的关系为:v =a +b log 3Q10(其中a ,b 是实数).据统计,该种鸟类在静止的时候其耗氧量为30个单位,而其耗氧量为90个单位时,其飞行速度为1 m/s.(1)求出a ,b 的值;(2)若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2 m/s ,则其耗氧量至少要多少个单位? 解 (1)由题意可知,当这种鸟类静止时,它的速度为0 m/s ,此时耗氧量为30个单位, 故有a +b log 33010=0,即a +b =0;当耗氧量为90个单位时,速度为1 m/s , 故a +b log 39010=1,整理得a +2b =1.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧a +b =0,a +2b =1,得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =1.(2)由(1)知,v =a +b log 3Q 10=-1+log 3Q10.所以要使飞行速度不低于2 m/s ,则有v ≥2, 所以-1+log 3Q10≥2,即log 3Q 10≥3,解得Q10≥27,即Q ≥270.所以若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2 m/s ,则其耗氧量至少要270个单位.1.(2015·北京高考)某辆汽车每次加油都把油箱加满,下表记录了该车相邻两次加油时的情况.加油时间 加油量(升)加油时的累计里程(千米)2015年5月1日1235000在这段时间内,该车每100千米平均耗油量为( ) A .6升 B .8升 C .10升 D .12升答案 B解析 因为第一次(即5月1日)把油加满,而第二次把油加满加了48升,即汽车行驶35600-35000=600千米耗油48升,所以每100千米的耗油量为8升.故选B.2.(2014·湖南高考)某市生产总值连续两年持续增加,第一年的增长率为p ,第二年的增长率为q ,则该市这两年生产总值的年平均增长率为( )A.p +q2B .(p +1)(q +1)-12C.pq D .(p +1)(q +1)-1答案 D解析 设两年前的年底该市的生产总值为a ,则第二年年底的生产总值为a (1+p )(1+q ).设这两年生产总值的年平均增长率为x ,则a (1+x )2=a (1+p )(1+q ),由于连续两年持续增加,所以x >0,因此x =(1+p )(1+q )-1.故选D.3.(2015·四川高考)某食品的保鲜时间y (单位:小时)与储藏温度x (单位:℃)满足函数关系y =e kx +b(e =2.718…为自然对数的底数,k ,b 为常数).若该食品在0 ℃ 的保鲜时间是192小时,在22 ℃的保鲜时间是48小时,则该食品在33 ℃的保鲜时间是________小时.答案 24解析 依题意有192=e b,48=e22k +b=e 22k ·e b ,所以e 22k =48e b =48192=14,所以e 11k=12或-12(舍去),于是该食品在33 ℃的保鲜时间是e33k +b=(e 11k )3·e b=⎝ ⎛⎭⎪⎫123×192=24(小时).4.(2017·江西九江七校联考)某店销售进价为2元/件的产品A ,该店产品A 每日的销售量y (单位:千件)与销售价格x (单位:元/件)满足关系式y =10x -2+4(x -6)2,其中2<x <6. (1)若产品A 销售价格为4元/件,求该店每日销售产品A 所获得的利润;(2)试确定产品A 的销售价格x 的值,其使该店每日销售产品A 所获得的利润最大.(保留1位小数)解 (1)当x =4时,y =102+4×(4-6)2=21千件,此时该店每日销售产品A 所获得的利润为(4-2)×21=42千元.(2)该店每日销售产品A 所获得的利润f (x )=(x -2)·⎣⎢⎡⎦⎥⎤10x -2+4(x -6)2=10+4(x -6)2(x -2)=4x 3-56x 2+240x -278(2<x <6),从而f ′(x )=12x 2-112x +240=4(3x -10)(x -6)(2<x <6).令f ′(x )=0,得x =103,易知在⎝ ⎛⎭⎪⎫2,103上,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增;在⎝ ⎛⎭⎪⎫103,6上,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减.所以x =103是函数f (x )在(2,6)内的极大值点,也是最大值点,所以当x =103≈3.3时,函数f (x )取得最大值.故当销售价格为3.3元/件时,利润最大.[基础送分 提速狂刷练]一、选择题1.(2018·福州模拟)在一次数学实验中,运用计算器采集到如下一组数据:x -2.0 -1.01.02.03.0 y.240.5112.023.98 8.02则y 关于x 的函数关系与下列函数最接近的(其中a ,b 为待定系数)是( ) A .y =a +bx B .y =a +b xC .y =ax 2+b D .y =a +b x答案 B解析 由x =0时,y =1,排除D ;由f (-1.0)≠f (1.0),排除C ;由函数值增长速度不同,排除A.故选B.2.(2017·云南联考)某工厂6年来生产某种产品的情况是:前三年年产量的增长速度越来越快,后三年年产量保持不变,则该厂6年来这种产品的总产量C 与时间t (年)的函数关系可用图象表示的是( )答案 A解析 由于开始的三年产量的增长速度越来越快,故总产量迅速增长,图中符合这个规律的只有选项A ;后三年产量保持不变,总产量直线上升.故选A.3.某杂志每本原定价2元,可发行5万本,若每本提价0.20元,则发行量减少4000本,为使销售总收入不低于9万元,需要确定杂志的最高定价是( )A .2.4元B .3元C .2.8元D .3.2元 答案 B解析 设每本定价x 元(x ≥2),销售总收入是y 元,则y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤5×104-x -20.2×4×103·x=104·x (9-2x )≥9×104.∴2x 2-9x +9≤0⇒32≤x ≤3.故选B.4.(2017·南昌期末)某公司租地建仓库,每月土地费用与仓库到车站距离成反比,而每月货物的运输费用与仓库到车站距离成正比.如果在距离车站10 km 处建仓库,则土地费用和运输费用分别为2万元和8万元,那么要使两项费用之和最小,仓库应建在离车站( )A .5 km 处B .4 km 处C .3 km 处D .2 km 处 答案 A解析 设仓库与车站距离为x ,土地费用为y 1,运输费用为y 2,于是y 1=k 1x,y 2=k 2x ,∴⎩⎪⎨⎪⎧2=k 110,8=10k 2,解得k 1=20,k 2=45.设总费用为y ,则y =20x +4x5≥220x ·4x5=8. 当且仅当20x =4x5,即x =5时取等号.故选A.5.(2015·北京高考)汽车的“燃油效率”是指汽车每消耗1升汽油行驶的里程,下图描述了甲、乙、丙三辆汽车在不同速度下的燃油效率情况.下列叙述中正确的是( )A .消耗1升汽油,乙车最多可行驶5千米B .以相同速度行驶相同路程,三辆车中,甲车消耗汽油最多C .甲车以80千米/小时的速度行驶1小时,消耗10升汽油D .某城市机动车最高限速80千米/小时.相同条件下, 在该市用丙车比用乙车更省油 答案 D解析 对于A 选项,从图中可以看出当乙车的行驶速度大于40 km/h 时的燃油效率大于5 km/L ,故乙车消耗1升汽油的行驶路程可大于5千米,所以A 错误;对于B 选项,由图可知甲车消耗汽油最少;对于C 选项,甲车以80 km/h 的速度行驶时的燃油效率为10 km/L ,故行驶1小时的路程为80千米,消耗8 L 汽油,所以C 错误;对于D 选项,当最高限速为80 km/h 且速度相同时丙车的燃油效率大于乙车的燃油效率,故用丙车比用乙车更省油,所以D 正确.故选D.6.(2017·北京朝阳测试)将甲桶中的a 升水缓慢注入空桶乙中,t 分钟后甲桶中剩余的水符合指数衰减曲线y =a en t .假设过5分钟后甲桶和乙桶的水量相等,若再过m 分钟甲桶中的水只有a8,则m 的值为( )A .7B .8C .9D .10 答案 D解析 根据题意知12=e 5n ,令18a =a e n t ,即18=e n t,因为12=e 5n ,故18=e 15n,比较知t =15,m =15-5=10.故选D.7.(2016·天津模拟)国家规定某行业征税如下:年收入在280万元及以下的税率为p %,超过280万元的部分按(p +2)%征税,有一公司的实际缴税比例为(p +0.25)%,则该公司的年收入是( )A .560万元B .420万元C .350万元D .320万元 答案 D解析 设该公司的年收入为x 万元,纳税额为y 万元,则由题意得y =⎩⎪⎨⎪⎧x ×p %,x ≤280,280×p %+(x -280)×(p +2)%,x >280,依题有280×p %+(x -280)×(p +2)%x=(p +0.25)%,解得x =320.故选D.8.假设你有一笔资金用于投资,现有三种投资方案供你选择,这三种方案每天的回报如图所示.横轴为投资时间,纵轴为每天的回报,根据以上信息,若使回报最多,下列说法错误的是( )A .投资3天以内(含3天),采用方案一B .投资4天,不采用方案三C .投资6天,采用方案一D .投资12天,采用方案二 答案 D解析 由图可知,投资3天以内(含3天),方案一的回报最高,A 正确;投资4天,方案一的回报约为40×4=160(元),方案二的回报约为10+20+30+40=100(元),都高于方案三的回报,B 正确;投资6天,方案一的回报约为40×6=240(元),方案二的回报约为10+20+30+40+50+60=210(元),都高于方案三的回报,C 正确;投资12天,明显方案三的回报最高,所以此时采用方案三,D 错误.故选D.9.(2017·福建质检)当生物死亡后,其体内原有的碳14的含量大约每经过5730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.当死亡生物体内的碳14含量不足死亡前的千分之一时,用一般的放射性探测器就测不到了.若某死亡生物体内的碳14用一般的放射性探测器探测不到,则它经过的“半衰期”个数至少是( )A .8B .9C .10D .11 答案 C解析 设死亡生物体内原有的碳14含量为1,则经过n (n ∈N *)个“半衰期”后的含量为⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ,由⎝ ⎛⎭⎪⎫12n <11000得n ≥10.所以,若探测不到碳14含量,则至少经过了10个“半衰期”.故选C.10.(2017·北京朝阳区模拟)某房地产公司计划出租70套相同的公寓房.当每套房月租金定为3000元时,这70套公寓能全租出去;当月租金每增加50元时(设月租金均为50元的整数倍),就会多一套房子不能出租.设租出的每套房子每月需要公司花费100元的日常维修等费用(设租不出的房子不需要花这些费用).要使公司获得最大利润,每套房月租金应定为( )A .3000元B .3300元C .3500元D .4000元 答案 B解析 由题意,设利润为y 元,租金定为3000+50x 元(0≤x ≤70,x ∈N ).则y =(3000+50x )(70-x )-100(70-x )=(2900+50x )·(70-x )=50(58+x )(70-x )≤50⎝⎛⎭⎪⎫58+x +70-x 22,当且仅当58+x =70-x ,即x =6时,等号成立,故每月租金定为3000+300=3300(元)时,公司获得最大利润.故选B.二、填空题11.(2017·金版创新)“好酒也怕巷子深”,许多著名品牌是通过广告宣传进入消费者视线的.已知某品牌商品靠广告销售的收入R 与广告费A 之间满足关系R =a A (a 为常数),广告效应为D =a A -A .那么精明的商人为了取得最大广告效应,投入的广告费应为________.(用常数a 表示)答案 14a 2解析 令t =A (t ≥0),则A =t 2,∴D =at -t 2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫t -12a 2+14a 2.∴当t =12a ,即A =14a 2时,D 取得最大值.12.一个容器装有细沙a cm 3,细沙从容器底部一个细微的小孔慢慢地匀速漏出,t min 后剩余的细沙量为y =a e-bt(cm 3),若经过8 min 后发现容器内还有一半的沙子,则再经过________min ,容器中的沙子只有开始时的八分之一.答案 16解析 当t =0时,y =a ;当t =8时,y =a e -8b=12a , ∴e -8b=12,容器中的沙子只有开始时的八分之一时,即y =a e -bt=18a . e-bt=18=(e -8b )3=e -24b,则t =24,所以再经过16 min.13.(2014·北京高考改编)加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”.在特定条件下,可食用率p 与加工时间t (单位:分钟)满足函数关系p =at 2+bt +c (a ,b ,c 是常数),右图记录了三次实验的数据.根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间为________.答案 3.75分钟解析 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧9a +3b +c =0.7,16a +4b +c =0.8,25a +5b +c =0.5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-0.2,b =1.5,c =-2,∴p =-0.2t 2+1.5t -2=-15⎝⎛⎭⎪⎫t -1542+1316,∴当t =154=3.75时p 最大,即最佳加工时间为3.75分钟.14.为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒.已知药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)成正比;药物释放完毕后,y 与t 的函数关系式y =⎝ ⎛⎭⎪⎫116t -a(a 为常数),如图所示,根据图中提供的信息,回答下列问题:(1)从药物释放开始,每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)之间的函数关系式为________;(2)据测定,当空气中每立方米的含药量不大于0.25毫克时,学生方可进教室,那么从药物释放开始,至少需要经过________小时后,学生才能回到教室.答案 (1)y =⎩⎪⎨⎪⎧10t ,0≤t ≤0.1,⎝ ⎛⎭⎪⎫116t -0.1,t >0.1 (2)0.6解析 (1)设y =kt ,由图象知y =kt 过点(0.1,1), 则1=k ×0.1,k =10,∴y =10t (0≤t ≤0.1).由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫116t -a 过点(0.1,1),得1=⎝ ⎛⎭⎪⎫1160.1-a ,解得a =0.1,∴y =⎝ ⎛⎭⎪⎫116t -0.1(t >0.1). (2)由⎝ ⎛⎭⎪⎫116t -0.1≤0.25=14,得t ≥0.6. 故至少需经过0.6小时学生才能回到教室. 三、解答题15.(2017·济宁期末)已知某商品的进货单价为1元/件,商户甲往年以单价2元/件销售该商品时,年销量为1万件,今年拟下调销售单价以提高销量增加收益.据估算,若今年的实际销售单价为x 元/件(1≤x ≤2),则新增的年销量P =4(2-x )2(万件).(1)写出今年商户甲的收益f (x )(单位:万元)与x 的函数关系式;(2)商户甲今年采取降低单价提高销量的营销策略,是否能获得比往年更大的收益(即比往年收益更多)?请说明理由.解 (1)由题意可得:f (x )=[1+4(2-x )2](x -1),1≤x ≤2.(2)甲往年以单价2元/件销售该商品时,年销量为1万件,可得收益为1万元.f ′(x )=8(x -2)(x -1)+1+4(2-x )2=12x 2-40x +33=(2x -3)(6x -11),可得当x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,32时,函数f (x )单调递增;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫32,116时,函数f (x )单调递减; 当x ∈⎝⎛⎦⎥⎤116,2时,函数f (x )单调递增.∴x =32时,函数f (x )取得极大值,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=1; 又f (2)=1.∴当x =32或x =2时,函数f (x )取得最大值1(万元).因此商户甲今年采取降低单价提高销量的营销策略,不能获得比往年更大的收益.16.(2017·北京模拟)已知甲、乙两个工厂在今年的1月份的利润都是6万元,且乙厂在2月份的利润是8万元.若甲、乙两个工厂的利润(万元)与月份x 之间的函数关系式分别符合下列函数模型:f (x )=a 1x 2-4x +6,g (x )=a 2·3x+b 2(a 1,a 2,b 2∈R ).(1)求函数f (x )与g (x )的解析式; (2)求甲、乙两个工厂今年5月份的利润;(3)在同一直角坐标系下画出函数f (x )与g (x )的草图,并根据草图比较今年1~10月份甲、乙两个工厂的利润的大小情况.解 (1)依题意:由f (1)=6,解得a 1=4, 所以f (x )=4x 2-4x +6.由⎩⎪⎨⎪⎧g (1)=6,g (2)=8,得⎩⎪⎨⎪⎧3a 2+b 2=6,9a 2+b 2=8,解得a 2=13,b 2=5,所以g (x )=13×3x +5=3x -1+5.(2)由(1)知甲厂在今年5月份的利润为f (5)=86万元,乙厂在今年5月份的利润为g (5)=86万元,故有f (5)=g (5),即甲、乙两个工厂今年5月份的利润相等.(3)作函数图象如下:从图中可以看出今年1~10月份甲、乙两个工厂的利润: 当x =1或x =5时,有f (x )=g (x ); 当x =2,3,4时,有f (x )>g (x ); 当x =6,7,8,9,10时,有f (x )<g (x ).。
高考数学一轮复习讲义第二章函数模型与其应用
本题的难点是函数模型是一个分段函数,由于月处理量在不 同范围内,处理的成本对应的函数解析式也不同,故此类最 值的求解必须先求出每个区间内的最值,然后将这些区间内 的最值进行比较确定最值.
变式训练 2
某市居民自来水收费标准如下:每户每月用水不超过 4 吨时, 每吨为 1.80 元,当用水超过 4 吨时,超过部分每吨 3.00 元.某 月甲、乙两户共交水费 y 元,已知甲、乙两户该月用水量分 别为 5x,3x(吨). (1)求 y 关于 x 的函数; (2)若甲、乙两户该月共交水费 26.4 元,分别求出甲、乙两 户该月的用水量和水费. 解 (1)当甲的用水量不超过 4 吨时,即 5x≤4,乙的用水量 也不超过 4 吨, y=1.8(5x+3x)=14.4x; 当甲的用水量超过 4 吨,乙的用水量不超过 4 吨,即 3x≤4, 且 5x>4 时,y=4×1.8+3x×1.8+3(5x-4)=20.4x-4.8.
200x
80
000,
x
[144,500],
)且每处理一吨二氧化碳得
到可利用的化工产品价值为 200 元,若该项目不获利,国
家将给予补偿.
(1)当 x∈[200,300]时,判断该项目能否获利?如果获利,
求出最大利润;如果不获利,则国家每月至少需要补贴多
少元才能使该项目不亏损?
②当 x∈[144,500]时, xy=12x+80 x000-200≥2 12x×80 x000-200=200, 当且仅当12x=80 x000,即 x=400 时,xy取得最小值 200. 因为 200<240,所以当每月的处理量为 400 吨时,才能使每 吨的平均处理成本最低.
(1)分别将 A、B 两种产品的利润表示为投资的函数关系式; (2)已知该企业已筹集到 18 万元资金,并将全部投入 A,B 两 种产品的生产. ①若平均投入生产两种产品,可获得多少利润? ②问:如果你是厂长,怎样分配这 18 万元投资,才能使该企 业获得最大利润?其最大利润约为多少万元?
2020版高考数学一轮复习第二章函数、导数及其应用2_9函数模型及其应用课件理新人教版
A.10.5 万元
B.11 万元
C.43 万元
D.43.025 万元
解析 设公司在 A 地销售该品牌的汽车 x 辆,则在 B 地销售该品牌的 汽车(16-x)辆,所以可得利润 y=4.1x-0.1x2+2(16-x)=-0.1x2+2.1x+ 32=-0.1(x-221)2+0.1×2412+32。因为 x∈[0,16],且 x∈N,所以当 x=10 或 11 时,总利润取得最大值 43 万元。故选 C。
方向 3:构建指数函数、对数函数模型 【例 5】 (1)世界人口在过去 40 年翻了一番,则每年人口平均增长率 约是(参考数据 lg 2≈0.301 0,100.007 5≈1.017)( ) A.1.5% B.1.6% C.1.7% D.1.8%
解析 (1)设每年人口平均增长率为 x,则(1+x)40=2,两边取以 10 为 底的对数,则 40lg(1+x)=lg2,所以 lg(1+x)=l4g02≈0.007 5,所以 100.007 5 =1+x,得 1+x≈1.017,所以 x≈1.7%。故选 C。
求解已给函数模型解决实际问题的关注点 1.认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数。 2.根据已知利用待定系数法,确定模型中的待定系数。 3.利用该模型求解实际问题。
【变式训练】 某食品的保鲜时间 y(单位:h)与储藏温度 x(单位:℃) 满足函数关系 y=ekx+b(e=2.718…为自然对数的底数,k,b 为常数)。若该食 品在 0 ℃的保鲜时间是 192 h,在 22 ℃的保鲜时间是 48 h,则该食品在 33 ℃ 的保鲜时间是______ h。
果从 2018 年开始,以后每年的国内生产总值都按 6.5%的增长率增长,那么
2020 年的国内生产总值约为(提示:1.0653≈1.208)( )
函数的模型及其应用讲义 高三数学一轮复习
基础课15 函数的模型及其应用考点考向课标要求真题印证考频热度核心素养 函数的模型及其应用掌握 2023年新高考Ⅰ卷T10 2020年全国Ⅰ卷(理)T6 2020年全国Ⅲ卷(理)T4★★☆ 数学抽象 数学建模 数学运算命题分析预测从近几年高考的情况来看,函数模型及其应用常结合数学文化背景考查,试题难度中等.预计2025年高考会以数学文化为背景考查对数函数与指数函数的应用一、几类函数模型函数模型函数解析式一次函数模型 f (x )=ax +b(a ,b 为常数,a ≠0) 二次函数模型 f (x )=ax 2+bx +c(a ,b ,c 为常数,a ≠0) 反比例函数模型 f (x )=k x+b(k ,b 为常数且k ≠0)指数函数模型 f (x )=ba x +c(a ,b ,c 为常数,b ≠0,a >0且a ≠1) 对数函数模型 f (x )=blog a x +c(a ,b ,c 为常数,b ≠0,a >0且a ≠1) 幂函数模型 f (x )=ax α+b(a ,b ,α为常数,a ≠0,α≠0)“对勾”函数模型f (x )=x +ax(a >0)二、三种函数模型的性质函数性质y =a x (a >1)y =log a x (a >1)y=x α(α>0) 在(0,+∞)上的增减性 单调①递增 单调②递增单调③递增增长速度越来④越快越来⑤越慢相对平稳图象的变化随x的增大,逐渐表现为与⑥y轴平行随x的增大,逐渐表现为与⑦x轴平行随α的值变化而变化值的比较存在一个x0,当x>x0时,有⑧log a x<xα<a x【提醒】对于幂函数模型y=xα(α>0),当0<α≤1时,增长较慢;当α>1时,增长较快.题组1 走出误区1. 判一判.(对的打“√”,错的打“×”)(1)某种商品进价为每件100元,按进价增加10%出售,后因库存积压降价,若按九折出售,则每件还能获利.( × )(2)函数y=2x的函数值比y=x2的函数值大.( × )(3)不存在x0,使a x0<x0n<log a x0.( × )(4)“指数爆炸”是指数型函数y=ab x+c(a≠0,b>0且b≠1)增长速度越来越快的形象比喻.( × )2. (易错题)某校为了规范教职工绩效考核制度,现准备拟定一个函数用于根据当月评价分数x(单位:分,正常情况下,0≤x≤100,若有突出贡献可以高于100分,且教职工平均每月评价分数在50分左右)计算当月绩效工资y (单位:元),要求绩效工资不低于500元,不设上限且让大部分教职工绩效工资在600元左右,另外在绩效工资越低或越高的同时,人数要越少,则下列函数最符合要求的是( C ).A. y=(x−50)2+500B. y=10x25+500C. y=11000(x−50)3+625 D. y=50[10+lg(2x+1)]【易错点】忽视函数的性质致误,在实际应用问题中,要结合问题的实际意义和函数的性质来确定拟合函数.[解析]由题意知,拟定函数应满足:①是增函数,且增长速度先快后慢再快;②在x=50左右增长速度较慢,且y的最小值为500.对于A,y=(x−50)2+500在[0,100]上先减后增,不符合要求;对于B,y=10x25+500是指数型函数,增长速度越来越快,不符合要求;对于C ,y =11000(x −50)3+625的图象是由y =x 3的图象平移和伸缩变换得到的,符合题目要求;对于D ,y =50[10+lg (2x +1)]是对数型函数,增长速度越来越慢,不符合要求.故选C .题组2 走进教材3. (人教A 版必修①P150·T2改编)在一段时间内,某地的野兔快速繁殖,若野兔总只数的倍增期为21个月,则1万只野兔增长到10万只野兔大约需要年6.(lg 2≈0.3,结果填整数)[解析]设经过x 年后的野兔有y 只,由题意知y =104⋅212x 21=104⋅24x 7,令y =105,即104⋅24x 7=105,则24x 7=10.两边取常用对数得4x7lg 2=1,解得x =74lg 2≈71.2≈5.83. 故大约需要6年.4. (人教A 版必修①P161·T9改编)某工厂产生的废气经过过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量P (单位:mg/L )与时间t (单位:h )之间的关系为P =P 0e −kt ,其中P 0,k 是正的常数,若在前5 h 消除了10%的污染物,则20 h 后约剩65.61%的污染物.[解析]当t =0时,P =P 0⋅e −k⋅0=P 0, 当t =5时,P 0⋅e −5kP 0=90%,即e −5k =0.9.所以k =−15ln 0.9, 当t =20时,P 0⋅e −20kP 0=e −20k =e 4ln 0.9=0.94=0.6561,即20 h 后,还剩65.61%的污染物.题组3 走向高考5. [2020·新高考Ⅰ卷改编]基本再生数R 0与世代间隔T 是某传染病的流行病学基本参数.基本再生数指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指相邻两代间传染所需的平均时间.在该疾病传染的初始阶段,可以用指数模型I (t )=e rt 描述累计感染病例数I (t )随时间t (单位:天)的变化规律,指数增长率r 与R 0,T 近似满足R0=1+rT.有学者基于已有数据估计出R0=3.28,T=6.据此,在该疾病传染的初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间约为( B ).(ln 2≈0.69) A. 1.2天 B. 1.8天 C. 2.5天 D. 3.5天[解析]因为R0=3.28,T=6,R0=1+rT,所以r=3.28−16=0.38,所以I(t)= e rt=e0.38t.设在该疾病传染的初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间为t1天,则e0.38(t+t1)=2e0.38t,所以e0.38t1=2,所以0.38t1=ln 2,所以t1=ln 20.38≈0.690.38≈1.8(天).故选B.考点一利用函数图象刻画实际问题[自主练透]1. 如图,一高为H且装满水的鱼缸,其底部装有一个排水小孔,当小孔打开时,水从孔中匀速流出,水流完所用时间为T.若当水流出时间为t时,鱼缸水深为ℎ,则函数ℎ=f(t)的图象大致是( B ).A.B.C.D.[解析]函数ℎ=f(t)是关于t的减函数,故排除C,D,从一开始,ℎ随着时间变化而减小,但变化逐渐变慢,当超过一半时,ℎ减小的速度变快,故选B.2. [2024·泰州模拟]某研究人员每隔1 min测量一次茶水的温度,根据所得数据作出如图所示的散点图.观察散点图的分布情况,下列可以近似地刻画茶水温度y(单位:℃)随时间x(单位:min)变化规律的数学模型是( B ).A. y=mx2+n(m>0)B. y=ma x+n(m>0,0<a<1)C. y=ma x+n(m>0,a>1)D. y=mlog a x+n(m>0,a>0,且a≠1)[解析]由函数图象可知符合条件的只有指数函数模型,并且m>0,0<a<1.故选B.判断函数图象与实际问题变化过程相吻合的两种方法1.构建函数模型法:先建立函数模型,再结合模型选图象.2.验证法:根据实际问题中变量的变化快慢等特点,结合图象的变化趋势,验证是否吻合,从中排除不符合实际情况的答案.考点二 已知函数模型解决实际问题[自主练透]1. [2024·北京模拟]科学家经过测量发现候鸟的飞行速度可以表示为函数v =12log 3x100−lg x 0(单位:km/min ),其中x 表示候鸟每分钟耗氧量的单位数,常数x 0表示测量过程中候鸟每分钟的耗氧偏差.若雄鸟的飞行速度为1.3 km/min ,雌鸟的飞行速度为0.8 km/min ,则此时雄鸟每分钟的耗氧量是雌鸟每分钟耗氧量的( B ). A. 2倍B. 3倍C. 4倍D. 5倍[解析]设雄鸟每分钟的耗氧量为x 1,雌鸟每分钟的耗氧量为x 2,由题意可得{1.3=12log 3x1100−lg x 0,0.8=12log 3x 2100−lg x 0,两式相减可得12=12log 3x 1x 2,所以log 3x 1x 2=1,即x 1x 2=3,故此时雄鸟每分钟的耗氧量是雌鸟每分钟耗氧量的3倍.故选B .2. [2024·云南模拟]牛顿冷却定律描述了一个物体在常温环境下的温度变化:若物体的初始温度为T 0,则经过一定时间t (单位:分钟)后的温度T (单位:℃)将满足T −T a =(12)tℎ⋅(T 0−T a ),其中T a 是环境温度,ℎ称为半衰期.现有一杯85 ℃的热茶,放置在25 ℃的房间中,若热茶降温到55 ℃,需要10分钟,则欲降温到45 ℃,大约需要( C )分钟.(参考数据:lg 2≈0.3010,lg 3≈0.4771) A. 12B. 14C. 16D. 18[解析]根据题意有55−25=(12)10ℎ(85−25),解得ℎ=10, 所以45−25=(12)t10(85−25),则t 10=log 1213,解得t =10×lg 3lg 2≈10×0.47710.3010≈16.故选C .已知函数模型解决实际问题的要点1.认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数.2.根据已知条件,利用待定系数法,确定模型中的待定系数.3.利用该函数模型,借助函数的性质、导数等求解实际问题,并进行检验.考点三 构建函数模型解决实际问题[多维探究] 二次函数模型典例1 (双空题)劳动实践是大学生学习知识、锻炼才干的有效途径,更是大学生服务社会、回报社会的一种良好形式.某大学生去一服装厂参加劳动实践,了解到当该服装厂生产的一种衣服日产量为x 件时,售价为s 元/件,且满足s =820−2x ,每天的成本合计为(600+20x )元,则当日产量为200件时,获得的日利润最大,最大利润为7.94万元.[解析]由题意易得,日利润y =s ⋅x −(600+20x )=x (820−2x )−(600+20x )=−2(x −200)2+79400,故当日产量为200件时,获得的日利润最大,最大利润为7.94万元,指数、对数模型典例2 金针菇采摘后会很快失去新鲜度,甚至腐烂,所以超市销售金针菇时需要采取保鲜膜封闭保存.已知金针菇失去的新鲜度ℎ与其采摘后的时间t (单位:天)满足的函数解析式为ℎ=mln (t +a )(a >0).若采摘后1天,金针菇失去的新鲜度为40%,采摘后3天,金针菇失去的新鲜度为80%.若不及时处理,则采摘下来的金针菇在( C )后会失去全部新鲜度.(√2≈1.414,结果保留一位小数) A. 4.0天B. 4.3天C. 4.7天D. 5.1天[解析]由已知得{mln (1+a )=0.4,mln (3+a )=0.8,两式相除得ln (3+a )ln (1+a )=2,即ln (3+a )=2ln (1+a ),则(1+a )2=3+a ,因为a >0,所以a =1,设t 天后采摘下来的金针菇会失去全部新鲜度,则mln (t +1)=1,又mln (1+1)=0.4,所以ln (t+1)ln 2=10.4,即2ln (t +1)=5ln 2=ln 32,所以(t +1)2=32,解得t =4√2−1≈4.7(负值已舍去).故选C .分段函数模型典例3 如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=1,O是AB的中点,点P沿着边BC,CD与DA运动,记∠BOP=x,若将△PAB的面积表示为关于x的函数f(x),则( C ).A. 当x∈(0,π4]时,f(x)=2tan x B. 当x∈(π4,3π4]时,f(x)=−tan xC. 当x∈[3π4,π)时,f(x)=−tan x D. 当x∈[3π4,π)时,f(x)=tan x[解析]∵OB=BC=1,∴∠BOC=π4,如图1所示,易得OC=OD=√12+12=√2,∴OC2+OD2=CD2,∴∠COD=π2,则∠BOD=π4+π2=3π4.当x∈(0,π4]时,点P在线段BC上(不包括点B),如图2所示,则PB=OBtan x=tan x,此时f(x)=12ABtan x=tan x;当x∈(π4,3π4]时,点P在线段CD上(不包括点C),如图3所示,此时f(x)=12AB⋅BC=1;当x∈[3π4,π)时,点P在线段DA上(不包括点A),如图4所示,此时∠POA=π−x,则PA=OAtan(π−x)=−tan x,则f(x)=12AB⋅PA=−tan x.故选C.在应用函数解决实际问题时需注意的四个步骤审题 弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择函数模型 求解将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识,建立相应的函数模型求解 求解函数模型,得出数学结论 还原将数学结论还原为实际问题的答案1. 天文学用绝对星等衡量天体的发光强度,用目视星等衡量观测者看到的天体亮度,可用M =m −5lg dd 0近似表示绝对星等M 、目视星等m 和观测距离d (单位:光年)之间的关系.已知织女星的绝对星等为0.58,目视星等为0.04,大角星的绝对星等为−0.38,目视星等为−0.06,则观测者与织女星和大角星之间的距离的比值约为( D ). A. 10−2.2B. 100.172C. 10−0.044D. 10−0.172[解析]设观测者与织女星和大角星之间的距离分别为d 1,d 2,则{0.58=0.04−5lg d1d 0,−0.38=−0.06−5lg d 2d 0,两式相减得5lg d 1d 2=−0.86,所以lg d 1d 2=−0.172,所以d1d 2=10−0.172.故选D .2. 某公司在30天内A 商品的销售价格P (单位:元)与时间t (单位:天)的关系满足图象所示的函数,A 商品的销售量Q (单位:万件)与时间t 的关系是Q =40−t ,则下列说法正确的是( B ).①第15天日销售额最大; ②第20天日销售额最大; ③最大日销售额为120万元;④最大日销售额为125万元. A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④[解析]由图象可得当0≤t ≤20时,可设P =at +b ,根据图象可知直线P =at +b 过点(0,2),(20,6),所以{b =2,6=20a +b,解得{b =2,a =15,所以P =15t +2,当20≤t ≤30时,可设P =mt +n ,根据图象可知直线P =mt +n 过点(20,6),(30,5), 所以{6=20m +n,5=30m +n,解得{m =−110,n =8,所以P =−110t +8,故P ={15t +2,0≤t <20,−110t +8,20≤t ≤30,又Q =−t +40(0<t ≤30),设第t 天的销售额为y 万元, 所以y =P ⋅Q ={(15t +2)(−t +40),0<t <20,(−110t +8)(−t +40),20≤t ≤30, 化简可得y ={−15t 2+6t +80,0<t <20,110t 2−12t +320,20≤t ≤30,当0<t <20时,y =−15(t −15)2+125,所以y ≤125,当且仅当t =15时,等号成立;当20≤t ≤30时,y =110(t −60)2−40,所以y ≤120,当且仅当t =20时,等号成立.综上可得,第15日的销售额最大,最大值为125万元,故①④正确. 故选B .3. 某科研小组对面积为8000平方米的某池塘里的一种生物的生长规律进行研究.一开始在此池塘投放了一定面积的该生物,观察实验得到该生物的覆盖面积y (单位:平方米)与所经过的月数x(x ∈N )的数据如表所示.x 0 2 3 4 y42562.5156.3为了描述该生物的覆盖面积y(单位:平方米)与经过的月数x(x∈N)的关系,现有以下四种模型可供选择:①y=ax+b(a>0);②y=k⋅a x(k>0,a>1);③y=p√x+q(p>0);④y=log a x+b成套的课件成套的教案成套的试题成套的微专题尽在高中数学同步资源大全QQ群552511468也可(a>1)(1)试判断哪种函数模型更适合,并求出该模型的函数解析式;(2)经过几个月,此生物能覆盖整个池塘?(参考数据:√2≈1.414,lg 2≈0.301)[解析](1)因为函数y=k⋅a x(k>0,a>1)刻画的是增长速度越来越快的变化规律,符合表中数据的变化规律,而y=ax+b(a>0)刻画的是增长速度不变的规律,y=p√x+q(p>0)和y=log a x+b(a>1)刻画的是增长速度越来越慢的变化规律,所以y=k⋅a x(k>0,a>1)更合适,则{k⋅a0=4,k⋅a2=25,解得{a=52,k=4,所以y=4⋅(52)x,x∈N.(2)设约经过x个月,此生物能覆盖整个池塘,则4⋅(52)x≥8000,解得x≥log522000=lg 2000lg 52=3+lg 21−2lg 2≈8.294.故约经过9个月,此生物能覆盖整个池塘.第11 页。
2020年高考理科数学一轮总复习:函数模型及其应用
2020年高考理科数学一轮总复习:函数模型及其应用第9讲 函数模型及其应用1.几种常见的函数模型导师提醒1.掌握求解函数应用题的步骤(四步八字)(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择数学模型. (2)建模:将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识,建立相应的数学模型.(3)解模:求解数学模型,得出数学结论. (4)还原:将数学结论还原为实际问题的意义. 以上过程用框图表示如下:2.关注解决函数应用问题应注意的3个易误点(1)解应用题的关键是审题,不仅要明白、理解问题讲的是什么,还要特别注意一些关键的字眼(如“几年后”与“第几年”),学生常常由于读题不谨慎而漏读和错读,导致题目不会做或函数解析式写错.(2)解应用题建模后一定要注意定义域.(3)解决完数学模型后,注意转化为实际问题写出总结答案.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)幂函数增长比直线增长更快.()(2)不存在x0,使ax0<x n0<log a x0.()(3)在(0,+∞)上,随着x的增大,y=a x(a>1)的增长速度会超过并远远大于y=x a(a>1)的增长速度.()(4)“指数爆炸”是指数型函数y=a·b x+c(a≠0,b>0,b≠1)增长速度越来越快的形象比喻.()答案:(1)×(2)×(3)√(4)×下表是函数值y随自变量x变化的一组数据,它最可能的函数模型是()A.C.指数函数模型D.对数函数模型解析:选A.根据已知数据可知,自变量每增加1,函数值增加2,因此函数值的增量是均匀的,故为一次函数模型.甲、乙两人在一次赛跑中,从同一地点出发,路程S与时间t的函数关系如图所示,则下列说法正确的是()A.甲比乙先出发B.乙比甲跑的路程多C.甲、乙两人的速度相同D.甲比乙先到达终点答案:D(教材习题改编)某公司为了业务发展制定了一个激励销售人员的奖励方案,在销售额x 为8万元时,奖励1万元.销售额x 为64万元时,奖励4万元.若公司拟定的奖励模型为y =a log 4x +b .某业务员要得到8万元奖励,则他的销售额应为________万元.解析:依题意得⎩⎪⎨⎪⎧a log 48+b =1a log 464+b =4,即⎩⎪⎨⎪⎧32a +b =1,3a +b =4.解得a =2,b =-2.所以y =2log 4x -2,当y =8时,即2log 4x -2=8,解得x =1 024(万元).答案:1 024有一批材料可以建成200 m 长的围墙,如果用此材料在一边靠墙的地方围成一块矩形场地,中间用同样的材料隔成三个面积相等的矩形(如图所示),则围成矩形场地的最大面积为________m 2.(围墙厚度不计)解析:设矩形的长为x m ,宽为200-x4m ,则S =x ·200-x 4=14(-x 2+200x ).当x =100时,S max =2 500 (m 2). 答案:2 500用函数图象刻画变化过程(自主练透)1.高为H ,满缸水量为V 的鱼缸的轴截面如图所示,其底部破了一个小洞,满缸水从洞中流出,若鱼缸水深为h 时水的体积为v ,则函数v =f (h )的大致图象是( )解析:选B.v =f (h )是增函数,且曲线的斜率应该是先变大后变小,故选B.2.汽车的“燃油效率”是指汽车每消耗1升汽油行驶的里程,如图描述了甲、乙、丙三辆汽车在不同速度下的燃油效率情况.下列叙述中正确的是( )A.消耗1升汽油,乙车最多可行驶5千米B.以相同速度行驶相同路程,三辆车中,甲车消耗汽油最多C.甲车以80千米/小时的速度行驶1小时,消耗10升汽油D.某城市机动车最高限速80千米/小时,相同条件下,在该市用丙车比用乙车更省油解析:选D.对于A选项:由题图可知,当乙车速度大于40 km/h时,乙车每消耗1升汽油,行驶里程都超过5 km,则A错;对于B选项:由题意可知,以相同速度行驶相同路程,燃油效率越高,耗油越少,故三辆车中甲车耗油最少,则B错;对于C选项:甲车以80千米/小时的速度行驶时,燃油效率为10 km/L,则行驶1小时,消耗了汽油80×1÷10=8(升),则C错;对于选项D:速度在80 km/h以下时,丙车比乙车燃油率更高,所以更省油,故D对.3.物价上涨是当前的主要话题,特别是菜价,我国某部门为尽快实现稳定菜价,提出四种绿色运输方案.据预测,这四种方案均能在规定的时间T内完成预测的运输任务Q0,各种方案的运输总量Q与时间t的函数关系如图所示,在这四种方案中,运输效率(单位时间的运输量)逐步提高的是()解析:选B.由运输效率(单位时间的运输量)逐步提高得,曲线上的点的切线斜率应该逐渐增大,故函数的图象应一直是下凸的,故选B.判断函数图象与实际问题中两变量变化过程相吻合的两种方法(1)构建函数模型法:当根据题意易构建函数模型时,先建立函数模型,再结合模型选图象.(2)验证法:当根据题意不易建立函数模型时,则根据实际问题中两变量的变化特点,结合图象的变化趋势,验证是否吻合,从中排除不符合实际的情况,选择出符合实际情况的答案.应用所给函数模型解决实际问题(师生共研)(1)某工厂生产某种产品固定成本为2 000万元,并且每生产一单位产品,成本增加10万元.又知总收入K 是单位产品数Q 的函数,K (Q )=40Q -120Q 2,则总利润L (Q )的最大值是________万元.(2)一个容器装有细沙a cm 3,细沙从容器底部一个细微的小孔慢慢地匀速漏出,t min 后剩余的细沙量为y =a e-bt(cm 3),经过8 min 后发现容器内还有一半的沙子,则再经过________min ,容器中的沙子只有开始时的八分之一.【解析】 (1)由已知得L (Q )=K (Q )-10Q -2 000 =⎝⎛⎭⎫40Q -120Q 2-10Q -2 000=-120(Q -300)2+2 500, 所以当Q =300时,L (Q )max =2 500(万元). (2)依题意有a ·e-b ×8=12a ,所以b =ln 28, 所以y =a ·e -ln 28t.若容器中的沙子只有开始时的八分之一,则有a ·e -ln 28t =18a ,解得t =24,所以再经过的时间为24-8=16 (min). 【答案】 (1)2 500 (2)16求解所给函数模型解决实际问题的关注点(1)认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数. (2)根据已知利用待定系数法,确定模型中的待定系数. (3)利用该模型求解实际问题.1.加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”.在特定条件下,可食用率p 与加工时间t (单位:分钟)满足函数关系p =at 2+bt +c (a ,b ,c 是常数),如图记录了三次实验的数据.根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间为( )A .3.50分钟B .3.75分钟C .4.00分钟D .4.25分钟解析:选B.由题中图象可知点(3,0.7),(4,0.8),(5,0.5)在函数图象上, 因此有⎩⎪⎨⎪⎧0.7=a ×32+b ×3+c ,0.8=a ×42+b ×4+c ,0.5=a ×52+b ×5+c ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-0.2,b =1.5,c =-2.故p =-0.2t 2+1.5t -2,其对称轴方程为t =-1.52×(-0.2)=154=3.75.所以当t =3.75时,p 取得最大值.2.某市家庭煤气的使用量x (m 3)和煤气费f (x )(元)满足关系式f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧C ,0<x ≤A ,C +B (x -A ),x >A .已知某家庭2016年前三个月的煤气费如表:若四月份该家庭使用了A .11.5元 B .11元 C .10.5元D .10元解析:选A.根据题意可知f (4)=C =4,f (25)=C +B (25-A )=14,f (35)=C +B (35-A )=19,解得A =5,B =12,C =4,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4,0<x ≤5,4+12(x -5),x >5,所以f (20)=4+12(20-5)=11.5.构建函数模型解决实际问题(多维探究) 角度一 构建二次函数模型某城市对一种售价为每件160元的商品征收附加税,税率为R %(即每销售100元征税R 元),若年销售量为(30-52R )万件,要使附加税不少于128万元,则R 的取值范围是( )A .[4,8]B .[6,10]C .[4%,8%]D .[6%,10%]【解析】 根据题意,要使附加税不少于128万元,需⎝⎛⎭⎫30-52R ×160×R %≥128, 整理得R 2-12R +32≤0,解得4≤R ≤8, 即R ∈[4,8]. 【答案】 A角度二 构建指数函数、对数函数模型(1)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司2016年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是( )(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30) A .2018年 B .2019年 C .2020年D .2021年(2)某食品的保鲜时间y (单位:小时)与储藏温度x (单位:℃)满足函数关系y =e kx +b (e =2.718…为自然对数的底数,k ,b 为常数).若该食品在0 ℃的保鲜时间是192小时,在22 ℃的保鲜时间是48小时,则该食品在33 ℃的保鲜时间是( )A .16小时B .20小时C .24小时D .28小时【解析】 (1)根据题意,知每年投入的研发资金增长的百分率相同,所以,从2016年起,每年投入的研发资金组成一个等比数列{a n },其中,首项a 1=130,公比q =1+12%=1.12,所以a n =130×1.12n -1.由130×1.12n -1>200,两边同时取对数,得n -1>lg 2-lg 1.3lg 1.12,又lg 2-lg 1.3lg 1.12≈0.30-0.110.05=3.8,则n >4.8,即a 5开始超过200,所以2020年投入的研发资金开始超过200万元,故选C.(2)由已知得192=e b ,① 48=e 22k +b =e 22k ·e b ,②将①代入②得e 22k =14,则e 11k =12,当x =33时,y =e 33k +b=e 33k·e b=⎝⎛⎭⎫123×192=24,所以该食品在33 ℃的保鲜时间是24小时.故选C.【答案】 (1)C (2)C角度三 构建函数y =ax +bx(a >0,b >0)模型某养殖场需定期购买饲料,已知该场每天需要饲料200千克,每千克饲料的价格为1.8元,饲料的保管费与其他费用平均每千克每天0.03元,购买饲料每次支付运费300元.求该场多少天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最少.【解】 设该场x (x ∈N *)天购买一次饲料可使平均每天支付的总费用最少,平均每天支付的总费用为y 元.因为饲料的保管费与其他费用每天比前一天少200×0.03=6(元),所以x 天饲料的保管费与其他费用共是6(x -1)+6(x -2)+…+6=(3x 2-3x )(元).从而有y =1x (3x 2-3x +300)+200×1.8=300x +3x +357≥417,当且仅当300x =3x ,即x=10时,y 有最小值.故该场10天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最少.角度四 构建分段函数模型某景区提供自行车出租,该景区有50辆自行车供游客租赁使用,管理这些自行车的费用是每日115元.根据经验,若每辆自行车的日租金不超过6元,则自行车可以全部租出;若超过6元,则每超过1元,租不出的自行车就增加3辆.为了便于结算,每辆自行车的日租金x (元)只取整数,并且要求租自行车一日的总收入必须高于这一日的管理费用,用y (元)表示出租自行车的日净收入(即一日中出租自行车的总收入减去管理费用后得到的部分).(1)求函数y =f (x )的解析式;(2)试问当每辆自行车的日租金为多少元时,才能使一日的净收入最多? 【解】 (1)当x ≤6时,y =50x -115, 令50x -115>0,解得x >2.3, 因为x 为整数,所以3≤x ≤6,x ∈Z .当x >6时,y =[50-3(x -6)]x -115=-3x 2+68x -115.令-3x 2+68x -115>0,有3x 2-68x +115<0,结合x 为整数得6<x ≤20,x ∈Z .所以y =f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧50x -115(3≤x ≤6,x ∈Z ),-3x 2+68x -115(6<x ≤20,x ∈Z ). (2)对于y =50x -115(3≤x ≤6,x ∈Z ), 显然当x =6时,y max =185; 对于y =-3x 2+68x -115=-3⎝⎛⎭⎫x -3432+8113(6<x ≤20,x ∈Z ), 当x =11时,y max =270.因为270>185,所以当每辆自行车的日租金定为11元时,才能使一日的净收入最多. 构建数学模型解决实际问题,要正确理解题意,分清条件和结论,理顺数量关系,将文字语言转化成数学语言,建立适当的函数模型,求解过程中不要忽略实际问题对变量的限制.某快递公司在某市的货物转运中心,拟引进智能机器人分拣系统,以提高分拣效率和降低物流成本,已知购买x 台机器人的总成本p (x )=⎝⎛⎭⎫1600x 2+x +150万元.(1)若使每台机器人的平均成本最低,问应买多少台?(2)现按(1)中的数量购买机器人,需要安排m 人将邮件放在机器人上,机器人将邮件送达指定落袋格口完成分拣,经实验知,每台机器人的日平均分拣量q (m )=⎩⎪⎨⎪⎧815m (60-m ),1≤m ≤30,480,m >30(单位:件),已知传统人工分拣每人每日的平均分拣量为1 200件,问引进机器人后,日平均分拣量达最大值时,用人数量比引进机器人前的用人数量最多可减少百分之几?解:(1)由总成本p (x )=⎝⎛⎭⎫1600x 2+x +150万元,可得每台机器人的平均成本y =p (x )x =1600x 2+x +150x =1600x +150x+1≥21600x ·150x +1=2.当且仅当1600x =150x,即x =300时,上式等号成立.所以若使每台机器人的平均成本最低,应买300台.(2)引进机器人后,每台机器人的日平均分拣量q (m )=⎩⎪⎨⎪⎧815m (60-m ),1≤m ≤30,480,m >30,当1≤m ≤30时,300台机器人的日平均分拣量为160m (60-m )=-160m 2+9 600m ,所以当m =30时,日平均分拣量有最大值144 000件.当m >30时,日平均分拣量为480×300=144 000(件).所以300台机器人的日平均分拣量的最大值为144 000件.若传统人工分拣144 000件.则需要人数为144 0001 200=120(人).所以日平均分拣量达最大值时,用人数量比引进机器人前的用人数量最多可减少120-30120×100%=75%.函数建模在实际问题中的应用某新型企业为获得更大利润,须不断加大投资,若预计年利润低于10%时,则该企业就考虑转型,下表显示的是某企业几年来利润y (百万元)与年投资成本x (百万元)变化的一组数据:给出以下3个函数模型:①y =kx +b (k ≠0);②y =ab x (a ≠0,b >0,且b ≠1);③y =log a (x +b )(a >0,且a ≠1).(1)选择一个恰当的函数模型来描述x ,y 之间的关系;(2)试判断该企业年利润超过6百万元时,该企业是否要考虑转型. 【解】 (1)将(3,1),(5,2)代入y =kx +b (k ≠0),得⎩⎪⎨⎪⎧1=3k +b ,2=5k +b ,解得⎩⎨⎧k =12,b =-12,所以y =12x -12. 当x =9时,y =4,不符合题意;将(3,1),(5,2)代入y =ab x (a ≠0,b >0,且b ≠1),得⎩⎪⎨⎪⎧1=ab 3,2=ab 5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =24,b =2,所以y =24·(2)x =2x -32. 当x =9时,y =29-32=8,不符合题意;将(3,1),(5,2)代入y =log a (x +b )(a >0,且a ≠1),得⎩⎪⎨⎪⎧1=log a (3+b ),2=log a (5+b ),解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-1,所以y =log 2(x -1). 当x =9时,y =log 28=3;当x =17时,y =log 216=4.故可用③来描述x ,y 之间的关系. (2)令log 2(x -1)>6,则x >65.因为年利润665<10%,所以该企业要考虑转型.解函数模型的实际应用题,首先应考虑该题考查的是何种函数,然后根据题意列出函数关系式(注意定义域),并进行相关求解,最后结合实际意义作答.――→读题(文字语言) ――→建模(数学语言) ――→求解(数学应用)反馈(检验作答)某沿海地区养殖的一种特色海鲜上市时间仅能持续5个月,预测上市初期和后期会因供应不足使价格呈持续上涨态势,而中期又将出现供大于求使价格连续下跌.现有三种价格模拟函数:①f (x )=p ·q x ;②f (x )=px 2+qx +1;③f (x )=x (x -q )2+p (以上三式中p ,q 均为常数,且q >1).(1)为准确研究其价格走势,应选哪种价格模拟函数(不必说明理由)? (2)若f (0)=4,f (2)=6.①求出所选函数f (x )的解析式(注:函数定义域是[0,5],其中x =0表示8月1日,x =1。
数学一轮复习第二章函数2.9函数模型及其应用学案理
2.9函数模型及其应用必备知识预案自诊知识梳理1.常见的函数模型(1)一次函数模型:f(x)=kx+b(k,b为常数,k≠0);(2)二次函数模型:f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0);(3)反比例函数模型:f(x)=kk(k为常数,k≠0);(4)指数型函数模型:f(x)=ab x+c(a,b,c为常数,a≠0,b〉0,b≠1);(5)对数型函数模型:f(x)=m log a x+n(m,n,a为常数,m≠0,a〉0,a≠1);(6)幂型函数模型:f(x)=ax n+b(a,b,n为常数,a≠0);(7)分段函数模型:y={k1(k),k∈k1,k2(k),k∈k2,k3(k),k∈k3;(8)对勾函数模型:y=x+kk(a为常数,a>0)。
2。
指数、对数、幂函数模型的性质比较性质函数y=a x(a>1)y=log a x(a〉1)y=xα(α〉0)在(0,+∞)内的增减性增长速度越来越快越来越慢相对平稳图像的变化随x的增大逐渐表现为与平行随x的增大逐渐表现为与平行随α值变化而各有不同值的比较存在一个x0,当x〉x0时,有log a x<xα〈a x考点自诊1。
判断下列结论是否正确,正确的画“√”,错误的画“×"。
(1)幂函数增长比一次函数增长更快。
() (2)在(0,+∞)内,随着x的增大,y=a x(a〉1)的增长速度会超过并远远大于y=xα(α〉0)的增长速度.()(3)指数型函数模型,一般用于解决变化较快,短时间内变化量较大的实际问题。
()(4)f(x)=x2,g(x)=2x,h(x)=log2x,当x∈(4,+∞)时,恒有h(x)〈f(x)〈g(x)。
()(5)“指数爆炸”是指数型函数y=a·b x+c(a>0,b>1)增长速度越来越快的形象比喻。
()2。
(2020山东潍坊临朐模拟二,3)某辆汽车每次加油都把油箱加满,下表记录了该车相邻两次加油时的情况。
2020届高三一轮复习理科数学课件 函数模型及其应用
存在一个 x0,当 x>x0 时,有 logax<xn<ax
【必记结论】 a 形如 f(x)=x+x(a>0)的函数模型称为“对勾”函数模型: (1)该函数在(-∞,- a]和[ a,+∞)上单调递增,在[- a,0)和(0, a]上单调递减. (2)当 x>0,即 x= a时取最小值 2 a,当 x<0,即 x=- a时取最大 值-2 a.
解析 由已知得 L(Q)=K(Q)-10Q-2 1 =- (Q-300)2+2 500, 20
1 2 000=40Q-20Q -10Q-2
000
∴当 Q=300 时,L(Q)max=2 500(万元).
6.在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花 园(阴影部分),则其边长 x 为 20 20 m.
解析 由两者的图象易知.
(3)“指数爆炸”是指数型函数 y=a· bx+c(a≠0,b>0,b≠1)增长速度 越来越快的形象比喻.( ×)
解析 增长越来越快的指数型函数是 y=a· bx+c(a>0,b>1).
(4)幂函数的增长速度比直线更快.(× )
解析 幂函数 y=xn(0<n<1,x>1)的增长速度比直线 y=x(x>1)的增 长速度慢. (5)指数函数模型,一般用于解决变化较快,短时间内变化量较大的实 际问题.(√)
解析
由已知得 100= alog3(2+ 1),得 a= 100,则当 x= 8 时, y=
100log3(8+1)=200(只).故选 A.
5.某工厂生产某种产品,固定成本为 2 000 万元,并且每生产一单位 产品, 成本增加 10 万元. 又知总收入 K 是单位产品数 Q 的函数, K(Q)=40Q 1 2 500 - Q ,则总利润 L(Q)的最大值是 22 500 万元. 20
高三数学一轮复习 第2篇 第9节 函数模型及其应用课件 理
2.几种常见的函数模型 见附表
固双基
y=xn(n>0)
单调递增函数
相对平稳 随 n 值变化而 不同
精选ppt
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3.解函数应用问题的步骤 (1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择数学 模型; (2)建模:将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言, 利用数学知识,建立相应的数学模型; (3)解模:求解数学模型,得出数学结论; (4)还原:将数学问题还原为实际问题的意义. 以上过程用框图表示如下:
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6
基础自测 1.下列函数中随 x 的增大而增大速度最快的是( A )
(A)v= 1 ·ex (B)v=100ln x 100
(C)v=x100
(D)v=100×2x
解析:只有 v= 1 ·ex 和 v=100×2x 是指数函数, 100
并且 e>2,
所以 v= 1 ·ex 的增大速度快, 100
答案:②⑤
精选ppt
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考点突破
考点一 一次函数、二次函数模型
剖典例 找规律
【例 1】 为了保护环境,发展低碳经济,某单位在国家科研部门的支持下, 进行技术攻关,采用了新工艺,把二氧化碳转化为一种可利用的化工产品. 已知该单位每月的处理量最少为 400 吨,最多为 600 吨,月处理成本 y(元)
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反思归纳 解函数应用题时首先要把求解目标表示为一个变量的 函数,这个变量应该把求解目标需要的一切量表示出来,同时注意 实际问题的函数定义域(指定的、根据实际意义的),一般不是由求 出的函数解析式确定的.
2020高三理科数学一轮复习讲义2.9《函数模型及其应用》
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【训练 2】 已知某服装厂生产某种品牌的衣服,销售量
q(x)(单位:百件 )关于每件衣服的利润 x( 单位:元 )
1 260, 0<x≤ 20, 的函数解析式为 q(x)= x+ 1
求该服装厂所获得的最大效益是多少元?
90-3 5 x,20< x≤ 180,
解 设该服装厂所获效益为 f(x)元,
某种鱼在一定的条件下,每尾鱼的平均生长速度
v(单位:千克 /年) 是养殖密度 x(单位:尾 /立方米 )的函数 .
当 x 不超过 4 尾 /立方米时, v 的值为 2 千克 /年;当 4<x≤20 时, v 是 x 的一次函数,当 x 达到 20 尾 /立方米
时,因缺氧等原因, v 的值为 0 千克 /年 .
解析
alog 48+ b=1,
a= 2,
依题意
解得
alog 464+ b= 4.
b=- 2,
∴y= 2log 4x- 2,
令 2log 4x- 2= 8,得 x= 45= 1 024. 答案 1 024
考点一 利用函数的图象刻画实际问题 【例 1】 (2017 ·全国 Ⅲ卷 )某城市为了解游客人数的变化规律,提高旅游服务质量,收集并整理了 月至 2016 年 12 月期间月接待游客量 (单位:万人 )的数据,绘制了下面的折线图 .
200 万元的年份是 (参考数据: lg 1.12 ≈0.05, lg 1.3≈ 0.11, lg 2≈ 0.30)( )
A.2020 年
B.2021 年
C.2022 年
D.2023 年
解析 设经过 n 年资金开始超过 200 万元,
即 130(1+ 12%)n>200.
2020年高考理科数学复习课件:2.9 函数模型及其应用
地上班族S中有小于32.5%的人自驾时,人均通勤时间是递减的;有
大于32.5%的人自驾时,人均通勤时间是递增的;当自驾人数为
32.5%时,人均通勤时间最少.
考点一
考点二
考点三
考点四
关键能力·学案突破
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思考分段函数模型适合哪些问题? 解题心得1.在现实生活中,很多问题的两个变量之间的关系不能 用同一个关系式给出,而是由几个不同的关系式构成分段函数.如 出租车票价与路程之间的关系,就是分段函数. 2.分段函数主要是每一段上自变量变化所遵循的规律不同,可以 先将其作为几个不同问题,将各段的规律找出来,再将其合在一起. 要注意各段变量的范围,特别是端点.
������
+
������
=
1,
3������ + ������ = 4.
解得 ������ = 2,
������ = -2.
∴y=2log4x-2,当 y=8 时,即 2log4x-2=8,x=1 024(万元).
知识梳理 考点自诊
学科素养·微专题
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5.某市出租车收费标准如下:起步价为8元,起步里程为3 km(不超 过3 km按起步价付费);超过3 km但不超过8 km时,超过部分按每千 米2.15元收费;超过8 km时,超过部分按每千米2.85元收费,另每次乘 坐需付燃油附加费1元.现某人乘坐一次出租车付费22.6元,则此次 出租车行驶了 9 km.
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1.判断下列结论是否正确,正确的画“ ”,错误的画“×”. (1)幂函数增长比一次函数增长更快. ( × )
(2)在(0,+∞)内,随着x的增大,y=ax(a>1)的增长速度会超过并远远 大于y=xα(α>0)的增长速度. ( )
2020高考理科数学一轮复习 第二章 9 第9讲 函数模型及其应用
第二章 函数概念与基本初等函数
【解析】 (1)由已知得 L(Q)=K(Q)-10Q-2 000 =40Q-210Q2-10Q-2 000=-210(Q-300)2+2 500, 所以当 Q=300 时,L(Q)max=2 500(万元).
第二章 函数概念与基本初等函数
(2)依题意有 a·e-b×8=12a,所以 b=ln82, ln 2 t
A.11.5 元
B.11 元
第二章 函数概念与基本初等函数
解析:选 A.根据题意可知 f(4)=C=4,f(25)=C+B(25-A)= 14,f(35)=C+B(35-A)=19,解得 A=5,B=12,C=4,所以 f(x)=44, +012< (xx≤ -55, ),x>5,所以 f(20)=4+12(20-5)=11.5.
第二章 函数概念与基本初等函数
第 9 讲 函数模型及其应用
第二章 函数概念与基本初等函数
1.几种常见的函数模型
函数模型
函数解析式
一次函数模型
f(x)=ax+b(a,b 为常数,a≠0)
二次函数模型 f(x)=ax2+bx+c(a,b,c 为常数,a≠0)
第二章 函数概念与基本初等函数
函数模型 指数函数模型
所以 y=a·e- 8
若容器中的沙子只有开始时的八分之一,
则有
ln 2
a·e- 8
t
=18a,解得
t=24,
所以再经过的时间为 24-8=16 (min).
【答案】 (1)2 500 (2)16
第二章 函数概念与基本初等函数
求解所给函数模型解决实际问题的关注点 (1)认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数. (2)根据已知利用待定系数法,确定模型中的待定系数. (3)利用该模型求解实际问题.
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2020高三理科数学一轮复习讲义2.9《函数模型及其应用》最新考纲1.了解指数函数、对数函数、幂函数的增长特征,结合具体实例体会直线上升、指数增长、对数增长等不同函数类型增长的含义;2.了解函数模型(如指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等在社会生活中普遍使用的函数模型)的广泛应用.知识梳理1.指数、对数、幂函数模型性质比较函数性质y=a x(a>1) y=log a x(a>1) y=x n(n>0) 在(0,+∞)上的增减性单调递增单调递增单调递增增长速度越来越快越来越慢相对平稳图象的变化随x的增大逐渐表现为与y轴平行随x的增大逐渐表现为与x轴平行随n值变化而各有不同2.几种常见的函数模型函数模型函数解析式一次函数模型f(x)=ax+b(a、b为常数,a≠0)二次函数模型f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)与指数函数相关模型f(x)=ba x+c(a,b,c为常数,a>0且a≠1,b≠0)与对数函数相关模型f(x)=b log a x+c(a,b,c为常数,a>0且a≠1,b≠0)与幂函数相关模型f(x)=ax n+b(a,b,n为常数,a≠0)[微点提醒]1.“直线上升”是匀速增长,其增长量固定不变;“指数增长”先慢后快,其增长量成倍增加,常用“指数爆炸”来形容;“对数增长”先快后慢,其增长速度缓慢.2.充分理解题意,并熟练掌握几种常见函数的图象和性质是解题的关键.3.易忽视实际问题中自变量的取值范围,需合理确定函数的定义域,必须验证数学结果对实际问题的合理性.基 础 自 测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)某种商品进价为每件100元,按进价增加10%出售,后因库存积压降价,若按九折出售,则每件还能获利.( )(2)函数y =2x 的函数值比y =x 2的函数值大.( ) (3)不存在x 0,使ax 0<x n 0<log a x 0.( )(4)在(0,+∞)上,随着x 的增大,y =a x (a >1)的增长速度会超过并远远大于y =x a (a >0)的增长速度.( ) 解析 (1)9折出售的售价为100(1+10%)×910=99元.∴每件赔1元,(1)错.(2)中,当x =2时,2x =x 2=4.不正确.(3)中,如a =x 0=12,n =14,不等式成立,因此(3)错.答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.(必修1P107A1改编)在某个物理实验中,测得变量x 和变量y 的几组数据,如下表:x 0.50 0.99 2.01 3.98 y-0.990.010.982.00则对x ,y 最适合的拟合函数是( ) A.y =2x B.y =x 2-1 C.y =2x -2D.y =log 2x解析 根据x =0.50,y =-0.99,代入计算,可以排除A ;根据x =2.01,y =0.98,代入计算,可以排除B ,C ;将各数据代入函数y =log 2x ,可知满足题意. 答案 D3.(必修1P59A6改编)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司2017年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30)( ) A.2020年 B.2021年 C.2022年D.2023年解析 设经过n 年资金开始超过200万元, 即130(1+12%)n >200.两边取对数,得n ·lg1.12>lg 2-lg 1.3, ∴n >lg 2-lg 1.3lg 1.12≈0.30-0.110.05=195,∴n ≥4,∴从2021年开始,该公司投入的研发资金开始超过200万元. 答案 B4.(2018·昆明诊断)生产一定数量的商品的全部费用称为生产成本,某企业一个月生产某种商品x 万件时的生产成本为C (x )=12x 2+2x +20(万元).一万件售价是20万元,为获取最大利润,该企业一个月应生产该商品数量为( ) A.36万件 B.18万件 C.22万件D.9万件解析 利润L (x )=20x -C (x )=-12(x -18)2+142,当x =18万件时,L (x )有最大值.答案 B5.(2018·黄冈检测)已知f (x )=x 2,g (x )=2x ,h (x )=log 2x ,当x ∈(4,+∞)时,对三个函数的增长速度进行比较,下列选项中正确的是( ) A.f (x )>g (x )>h (x ) B.g (x )>f (x )>h (x ) C.g (x )>h (x )>f (x )D.f (x )>h (x )>g (x )解析 在同一坐标系内,根据函数图象变化趋势,当x ∈(4,+∞)时,增长速度由大到小依次g (x )>f (x )>h (x ). 答案 B6.(2019·北京海淀区月考)某公司为了发展业务制定了一个激励销售人员的奖励方案,在销售额x 为8万元时,奖励1万元.销售额x 为64万元时,奖励4万元.若公司拟定的奖励模型为y =a log 4x +b .某业务员要得到8万元奖励,则他的销售额应为________万元.解析 依题意⎩⎪⎨⎪⎧a log 48+b =1,a log 464+b =4.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2,∴y =2log 4x -2,令2log 4x -2=8,得x =45=1 024. 答案 1 024考点一 利用函数的图象刻画实际问题【例1】 (2017·全国Ⅲ卷)某城市为了解游客人数的变化规律,提高旅游服务质量,收集并整理了2014年1月至2016年12月期间月接待游客量(单位:万人)的数据,绘制了下面的折线图.根据该折线图,下列结论错误的是( ) A.月接待游客量逐月增加 B.年接待游客量逐年增加C.各年的月接待游客量高峰期大致在7,8月D.各年1月至6月的月接待游客量相对于7月至12月,波动性更小,变化比较平稳 解析 由题图可知,2014年8月到9月的月接待游客量在减少,则A 选项错误. 答案 A规律方法 1.当根据题意不易建立函数模型时,则根据实际问题中两变量的变化快慢等特点,结合图象的变化趋势,验证是否吻合,从中排除不符合实际的情况,选出符合实际情况的答案. 2.图形、表格能直观刻画两变量间的依存关系,考查了数学直观想象核心素养.【训练1】 高为H ,满缸水量为V 的鱼缸的轴截面如图所示,其底部破了一个小洞,满缸水从洞中流出,若鱼缸水深为h 时水的体积为v ,则函数v =f (h )的大致图象是( )解析 v =f (h )是增函数,且曲线的斜率应该是先变大后变小,故选B. 答案 B考点二 已知函数模型求解实际问题【例2】 为了降低能源损耗,某体育馆的外墙需要建造隔热层,体育馆要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每年的能源消耗费用C (单位:万元)与隔热层厚度x (单位:cm)满足关系:C (x )=k3x +5(0≤x ≤10,k 为常数),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元,设f (x )为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和. (1)求k 的值及f (x )的表达式;(2)隔热层修建多厚时,总费用f (x )达到最小?并求最小值. 解 (1)当x =0时,C =8,∴k =40, ∴C (x )=403x +5(0≤x ≤10),∴f (x )=6x +20×403x +5=6x +8003x +5(0≤x ≤10).(2)由(1)得f (x )=2(3x +5)+8003x +5-10.令3x +5=t ,t ∈[5,35], 则y =2t +800t-10≥22t ·800t -10=70(当且仅当2t =800t,即t =20时等号成立),此时x =5,因此f (x )的最小值为70.∴隔热层修建5 cm 厚时,总费用f (x )达到最小,最小值为70万元. 规律方法 1.求解已知函数模型解决实际问题的关注点. (1)认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数. (2)根据已知利用待定系数法,确定模型中的待定系数.2.利用该函数模型,借助函数的性质、导数等求解实际问题,并进行检验.【训练2】 已知某服装厂生产某种品牌的衣服,销售量q (x )(单位:百件)关于每件衣服的利润x (单位:元)的函数解析式为q (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1 260x +1,0<x ≤20,90-35x ,20<x ≤180,求该服装厂所获得的最大效益是多少元?解 设该服装厂所获效益为f (x )元,则f (x )=100xq (x )=⎩⎪⎨⎪⎧126 000x x +1,0<x ≤20,100x (90-35x ),20<x ≤180.当0<x ≤20时,f (x )=126 000x x +1=126 000-126 000x +1,f (x )在区间(0,20]上单调递增,所以当x =20时,f (x )有最大值120 000.当20<x ≤180时,f (x )=9 000x -3005·x x , 则f ′(x )=9 000-4505·x , 令f ′(x )=0,∴x =80.当20<x <80时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,当80≤x ≤180时,f ′(x )≤0,f (x )单调递减, 所以当x =80时,f (x )有极大值,也是最大值240 000. 由于120 000<240 000.故该服装厂所获得的最大效益是240 000元. 考点三 构造函数模型求解实际问题多维探究角度1 二次函数、分段函数模型【例3-1】 “活水围网”养鱼技术具有养殖密度高、经济效益好的特点.研究表明:“活水围网”养鱼时,某种鱼在一定的条件下,每尾鱼的平均生长速度v (单位:千克/年)是养殖密度x (单位:尾/立方米)的函数.当x 不超过4尾/立方米时,v 的值为2千克/年;当4<x ≤20时,v 是x 的一次函数,当x 达到20尾/立方米时,因缺氧等原因,v 的值为0千克/年.(1)当0<x ≤20时,求函数v 关于x 的函数解析式;(2)当养殖密度x 为多大时,鱼的年生长量(单位:千克/立方米)可以达到最大?并求出最大值. 解 (1)由题意得当0<x ≤4时,v =2,当4<x ≤20时,设v =ax +b (a ≠0), 显然v =ax +b 在(4,20]内是减函数,由已知得⎩⎪⎨⎪⎧20a +b =0,4a +b =2,解得⎩⎨⎧a =-18,b =52,所以v =-18x +52.故函数v =⎩⎪⎨⎪⎧2,0<x ≤4,-18x +52,4<x ≤20.(2)设年生长量为f (x )千克/立方米,依题意, 由(1)得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,0<x ≤4,-18x 2+52x ,4<x ≤20.当0<x ≤4时,f (x )为增函数, 故f (x )max =f (4)=4×2=8;当4<x ≤20时,f (x )=-18x 2+52x =-18(x 2-20x )=-18(x -10)2+252,f (x )max =f (10)=12.5.所以当0<x ≤20时,f (x )的最大值为12.5.故当养殖密度为10尾/立方米时,鱼的年生长量可以达到最大,最大值为12.5千克/立方米. 角度2 构建指数(对数)型函数模型【例3-2】 一片森林原来面积为a ,计划每年砍伐一些树,且每年砍伐面积的百分比相等,当砍伐到面积的一半时,所用时间是10年,为保护生态环境,森林面积至少要保留原面积的14,已知到今年为止,森林剩余面积为原来的22. (1)求每年砍伐面积的百分比;(2)到今年为止,该森林已砍伐了多少年? 解 (1)设每年砍伐面积的百分比为x (0<x <1), 则a (1-x )10=12a ,即(1-x )10=12,解得x =1-⎝⎛⎭⎫12110.故每年砍伐面积的百分比为1-⎝⎛⎭⎫12110. (2)设经过m 年剩余面积为原来的22, 则a (1-x )m =22a ,把x =1-⎝⎛⎭⎫12110代入,即⎝⎛⎭⎫12m 10=⎝⎛⎭⎫1212,即m 10=12,解得m =5. 故到今年为止,该森林已砍伐了5年.规律方法 1.指数函数、对数函数模型解题,关键是对模型的判断,先设定模型,将有关数据代入验证,确定参数,求解时要准确进行指、对数运算,灵活进行指数与对数的互化.2.实际问题中有些变量间的关系不能用同一个关系式给出,而是由几个不同的关系式构成,如出租车计价与路程之间的关系,应构建分段函数模型求解.但应关注以下两点:①分段要简洁合理,不重不漏;②分段函数的最值是各段的最大(或最小)值中的最大(或最小)值.【训练3】 (1)某单位为鼓励职工节约用水,作出了以下规定:每位职工每月用水不超过10 m 3的,按每立方米m 元收费;用水超过10 m 3的,超过部分加倍收费.某职工某月缴水费16m 元,则该职工这个月实际用水为( ) A.13 m 3B.14 m 3C.18 m 3D.26 m 3(2)(2017·北京卷)根据有关资料,围棋状态空间复杂度的上限M 约为3361,而可观测宇宙中普通物质的原子总数N 约为1080.则下列各数中与MN 最接近的是( )(参考数据:lg 3≈0.48) A.1033B.1053C.1073D.1093解析 (1)设该职工用水x m 3时,缴纳的水费为y 元,由题意得y =⎩⎪⎨⎪⎧mx (0<x ≤10),10m +(x -10)·2m (x >10),则10m +(x -10)·2m =16m ,解得x =13. (2)M ≈3361,N ≈1080,M N ≈33611080,则lg M N ≈lg 33611080=lg 3361-lg1080=361lg 3-80≈93.∴MN ≈1093. 答案 (1)A (2)D[思维升华]解函数应用问题的步骤(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择数学模型;(2)建模:将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识,建立相应的数学模型;(3)解模:求解数学模型,得出数学结论;(4)还原:将数学问题还原为实际问题.以上过程用框图表示如下:[易错防范]1.解应用题思路的关键是审题,不仅要明白、理解问题讲的是什么,还要特别注意一些关键的字眼(如“几年后”与“第几年后”,学生常常由于读题不谨慎而漏读和错读,导致题目不会做或函数解析式写错,故建议复习时务必养成良好的审题习惯.2.在解应用题建模后一定要注意定义域,建模的关键是注意寻找量与量之间的相互依赖关系.3.解决完数学模型后,注意转化为实际问题写出总结答案.基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、选择题1.一根蜡烛长20 cm,点燃后每小时燃烧5 cm,燃烧时剩下的高度h(cm)与燃烧时间t(小时)的函数关系用图象表示为图中的()解析 由题意得关系式为h =20-5t (0≤t ≤4).图象应为B 项. 答案 B2.设某公司原有员工100人从事产品A 的生产,平均每人每年创造产值t 万元(t 为正常数).公司决定从原有员工中分流x (0<x <100,x ∈N *)人去进行新开发的产品B 的生产.分流后,继续从事产品A 生产的员工平均每人每年创造产值在原有的基础上增长了 1.2x %.若要保证产品A 的年产值不减少,则最多能分流的人数是( ) A.15B.16C.17D.18解析 由题意,分流前每年创造的产值为100t (万元),分流x 人后,每年创造的产值为(100-x )(1+1.2x %)t ,则由⎩⎪⎨⎪⎧0<x <100,x ∈N *,(100-x )(1+1.2x %)t ≥100t ,解得0<x ≤503.因为x ∈N *,所以x 的最大值为16. 答案 B3.某汽车销售公司在A ,B 两地销售同一种品牌的汽车,在A 地的销售利润(单位:万元)为y 1=4.1x -0.1x 2,在B 地的销售利润(单位:万元)为y 2=2x ,其中x 为销售量(单位:辆),若该公司在两地共销售16辆该种品牌的汽车,则能获得的最大利润是( ) A.10.5万元 B.11万元 C.43万元D.43.025万元解析 设公司在A 地销售该品牌的汽车x 辆,则在B 地销售该品牌的汽车(16-x )辆,所以可得利润y =4.1x -0.1x 2+2(16-x )=-0.1x 2+2.1x +32=-0.1⎝⎛⎭⎫x -2122+0.1×2124+32.因为x ∈[0,16]且x ∈N ,所以当x =10或11时,总利润取得最大值43万元. 答案 C4.我们处在一个有声世界里,不同场合,人们对声音的音量会有不同要求.音量大小的单位是分贝(dB),对于一个强度为I 的声波,其音量的大小η可由如下公式计算:η=10lg II 0(其中I 0是人耳能听到声音的最低声波强度),则70 dB 的声音的声波强度I 1是60 dB 的声音的声波强度I 2的( ) A.76倍 B.1076倍C.10倍D.ln 76倍解析 由η=10lg I I 0得I =I 010η10,所以I 1=I 0107,I 2=I 0106,所以I 1I 2=10,所以70 dB 的声音的声波强度I 1是60 dB 的声音的声波强度I 2的10倍. 答案 C5.当生物死亡后,其体内原有的碳14的含量大约每经过5 730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.当死亡生物体内的碳14含量不足死亡前的千分之一时,用一般的放射性探测器就测不到了.若某死亡生物体内的碳14用该放射性探测器探测不到,则它经过的“半衰期”个数至少是( ) A.8B.9C.10D.11解析 设该死亡生物体内原有的碳14的含量为1,则经过n 个“半衰期”后的含量为⎝⎛⎭⎫12n,由⎝⎛⎭⎫12n<11 000,得n ≥10.所以,若某死亡生物体内的碳14用该放射性探测器探测不到,则它至少需要经过10个“半衰期”. 答案 C 二、填空题6.(2017·江苏卷)某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x 吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x 的值是________. 解析 一年的总运费与总存储费用之和为y =6×600x +4x =3 600x +4x ≥23 600x ×4x =240,当且仅当3 600x=4x ,即x =30时,y 有最小值240. 答案 307.“好酒也怕巷子深”,许多著名品牌是通过广告宣传进入消费者视线的.已知某品牌商品靠广告销售的收入R 与广告费A 之间满足关系R =a A (a 为常数),广告效应为D =a A -A .那么精明的商人为了取得最大广告效应,投入的广告费应为________(用常数a 表示).解析 令t =A (t ≥0),则A =t 2,所以D =at -t 2=-⎝⎛⎭⎫t -12a 2+14a 2.所以当t =12a ,即A =14a 2时,D 取得最大值. 答案 14a 28.一个容器装有细沙a cm 3,细沙从容器底下一个细微的小孔慢慢地匀速漏出, t min 后剩余的细沙量为y =a e-bt(cm 3),经过8 min 后发现容器内还有一半的沙子,则再经过________min ,容器中的沙子只有开始时的八分之一.解析 当t =8时,y =a e -8b =12a ,所以e -8b =12.容器中的沙子只有开始时的八分之一时,即y =a e -bt =18a ,e -bt =18=(e -8b )3=e -24b ,则t =24.所以再经过16 min 容器中的沙子只有开始时的八分之一. 答案 16 三、解答题9.某商场销售某种商品的经验表明,该商品每日的销售量y (单位:千克)与销售价格x (单位:元/千克)满足关系式y =ax -3+10(x -6)2,其中3<x <6,a 为常数.已知销售价格为5元/千克时,每日可售出该商品11千克.(1)求a 的值;(2)若该商品的成本为3元/千克,试确定销售价格x 的值,使商场每日销售该商品所获得的利润最大. 解 (1)因为x =5时,y =11,所以a2+10=11,a =2.(2)由(1)可知,该商品每日的销售量为y =2x -3+10(x -6)2,所以商场每日销售该商品所获得的利润为f (x )=(x -3)⎣⎡⎦⎤2x -3+10(x -6)2=2+10(x -3)(x -6)2,3<x <6.从而,f ′(x )=10[(x -6)2+2(x -3)(x -6)]=30(x -4)·(x -6), 于是,当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:x (3,4) 4 (4,6) f ′(x ) + 0 - f (x )单调递增极大值42单调递减由上表可得,x =4时,函数f (x )取得极大值,也是最大值,所以,当x =4时,函数f (x )取得最大值,且最大值等于42.故当销售价格为4元/千克时,商场每日销售该商品所获得的利润最大.10.候鸟每年都要随季节的变化而进行大规模的迁徙,研究某种鸟类的专家发现,该种鸟类的飞行速度v (单位:m/s)与其耗氧量Q 之间的关系为v =a +b log 3Q10(其中a ,b 是实数).据统计,该种鸟类在静止时其耗氧量为30个单位,而其耗氧量为90个单位时,其飞行速度为1 m/s. (1)求出a ,b 的值;(2)若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2 m/s ,则其耗氧量至少要多少个单位?解 (1)由题意可知,当这种鸟类静止时,它的速度为0 m/s ,此时耗氧量为30个单位,故有a +b log 33010=0,即a +b =0;当耗氧量为90个单位时,速度为1 m/s ,故有a +b log 39010=1,整理得a +2b =1.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧a +b =0,a +2b =1,得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =1.(2)由(1)知,v =-1+log 3Q 10.所以要使飞行速度不低于2 m/s ,则有v ≥2,即-1+log 3Q 10≥2,即log 3Q10≥3,解得Q ≥270.所以若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2 m/s ,则其耗氧量至少要270个单位.能力提升题组 (建议用时:20分钟)11.将甲桶中的a L 水缓慢注入空桶乙中,t min 后甲桶中剩余的水量符合指数衰减曲线y =a e nt .假设过5 min 后甲桶和乙桶的水量相等,若再过m min 甲桶中的水只有a4 L ,则m 的值为( )A.5B.8C.9D.10解析 ∵5 min 后甲桶和乙桶的水量相等, ∴函数y =f (t )=a e nt 满足f (5)=a e 5n =12a ,可得n =15ln 12,∴f (t )=a ·⎝⎛⎭⎫12t5, 因此,当k min 后甲桶中的水只有a4L 时,f (k )=a ·⎝⎛⎭⎫12k5=14a ,即⎝⎛⎭⎫12k5=14, ∴k =10,由题可知m =k -5=5.答案 A12.某位股民购进某支股票,在接下来的交易时间内,他的这支股票先经历了n 次涨停(每次上涨10%),又经历了n 次跌停(每次下跌10%),则该股民这支股票的盈亏情况(不考虑其他费用)为( ) A.略有盈利B.略有亏损C.没有盈利也没有亏损D.无法判断盈亏情况解析 设该股民购这支股票的价格为a 元,则经历n 次涨停后的价格为a (1+10%)n =a ×1.1n 元,经历n 次跌停后的价格为a ×1.1n ×(1-10%)n =a ×1.1n ×0.9n =a ×(1.1×0.9)n =0.99n ·a <a ,故该股民这支股票略有亏损. 答案 B13.某食品的保鲜时间y (单位:小时)与储藏温度x (单位:℃)满足函数关系y =e kx +b (e =2.718…为自然对数的底数,k ,b 为常数).若该食品在0 ℃的保鲜时间是192小时,在22 ℃的保鲜时间是48小时,则该食品在33 ℃的保鲜时间是________小时. 解析 由已知条件,得192=e b , 又48=e 22k +b =e b ·(e 11k )2,∴e 11k=⎝⎛⎭⎫4819212=⎝⎛⎭⎫1412=12.设该食品在33 ℃的保鲜时间是t 小时,则t =e 33k +b =192 e 33k =192(e 11k )3=192×⎝⎛⎭⎫123=24. 答案 2414.某企业去年年底给全部的800名员工共发放2 000万元年终奖,该企业计划从今年起,10年内每年发放的年终奖都比上一年增加60万元,员工每年净增a 人(a ∈N *). (1)若a =10,在计划时间内,该企业的人均年终奖是否会超过3万元? (2)为使人均年终奖年年有增长,该企业每年员工的净增量不能超过多少人? 解 设从今年起的第x 年(今年为第1年)该企业人均发放年终奖为y 万元. 则y =2 000+60x 800+ax(a ∈N *,1≤x ≤10,x ∈N *).(1)当a =10时,假设该企业的人均年终奖会超过3万元,则2 000+60x 800+10x >3,解得x >403>10.所以,10年内该企业的人均年终奖不会超过3万元.(2)任取x1,x2∈N*,且1≤x1<x2≤10,则f(x2)-f(x1)=2 000+60x2800+ax2-2 000+60x1800+ax1=(60×800-2 000a)(x2-x1)(800+ax2)(800+ax1)>0,所以60×800-2 000a>0,解得a<24.所以,为使人均年终奖年年有增长,该企业每年员工的净增量不能超过23人.。