《函数模型及应用》PPT课件
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当a=12时,有f(f(x))=1x,-xx≤,12x,>12.
所以f(f(x))=x有解{x|x≤
1 2
},又当x≤
1 2
时,f(x)=x,故
{x|x≤12}中的所有点都不是二阶周期点.
当a>12时,有f(f(x))=
4a2x,x≤41a, 2a-4a2x,41a<x≤12, 2a1-2a+4a2x,12<x≤4a4-a 1, 4a2-4a2x,x>4a4-a 1.
2.(2013临川一中月考)某产品的总成本y(万元)与产量
x(台)之间的函数关系是y=3000+20x-0.1x2(0<x<240,x∈
N*),若每台产品的售价为25万元,则生产者不亏本时(销售收
入不小于总成本)的最低产量是( )
A.100台
B.120台
C.150台
D.180台
C 设利润为f(x)(万元),则f(x)=25x-(3000+20x-0.1x2)
• 2.函数y=c·akx(a,c,k为常数)是一个应用广泛的函数模型,它在电学、生物学、人口 学、气象学等方面都有广泛的应用.解决这类给出指数函数模型的应用题的基本方法是待 定系数法,即根据题意确定相关的系数.
题型建构 母题变式
• 题型1 一次函数、二次函数模型应用题
• 【例1】某房地产公司要在荒地ABCDE(如图所示)上划出一块长方形地面建造一幢公寓,问 :如何设计才能使公寓占地面积最大?并求出最大面积.(尺寸如图所示,单位:m)
=0.1x2+5x-3000≥0,∴x≥150.
• 3.(2013陕西卷理.9)在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积不小于300 m2的内 接矩形花园(阴影部分),则其边长x(单位m)的取值范围是 ( )
• A.[15,20] • C.[10,30]
B.[12,25] D.[20,30]
C
• (1)将y表示为x的函数;
• (2)试确定x使修建此矩形场地围墙的总费用最小,并求出最小总费用.
• 【解析】(1)先由辅助未知数,即设矩形的另一边长为am, 可以建立y,x,a的关系,再根据条件用x表示a即可;(2) 利用基本不等式求解函数的最值.
(1)如图所示,设矩形的另一边长为am, 则y=45x+180(x-2)+180·2a=225x+360a-360. 由已知xa=360,得a=36x0. 所以y=225x+36x02-360(x>0).
第二章
基本初等函数与导数
第10讲 函数模型及应用
真题体验 命题解读
真 题 体验
• 1.(2012江西理.8)某农户计划种植黄瓜和韭菜,种植面积不超过50亩,投入资金不超过5 4万元,假设种植黄瓜和韭菜的产量、成本和售价如下表
• 为使一年的种植总利润(总利润=总销售收入-总种植成本)最大,那么黄瓜和韭菜的种植
x+y≤50, 1.2x+0.9y≤54, x≥0, y≥0.
x+y≤50, 即4x≥x+03,y≤180,
y≥0.
作出不等式组
x+y≤50, 4x+3y≤180, x≥0, y≥0
B(30,20),C(45,0).
表示的可行域,易求得点A(0,50),
平移直线z=x+0.9y,可知当直线 z=x+0.9y经过点B(30,20),即x=30, y=20时,z取得最大值,且zmax=48(万元).故选B.
(0<x<20).
∴MP=PQ-MQ=80-x.
又∵OA=20,OB=30且OOAB=MQBQ,
∴23=QxB,
∴QB=32x,
∴MN=QC=QB+BC=32x+70.
∴S矩形MNDP=S3=MN·MP=(70+
3 2
x)·(80-x)=-
3 2
(x-
50 3
)2
+180350.
比较S1,S2,S3,得S3最大,
(3)由(2)得x1=1+2a4a2,x2=1+4a42a2.
因为x3为函数f(f(x))的最大值点,所以x3=
1 4a
,或x3=
4a-1 4a
当x3=
1 4a
时,S(a)=
2a-1 41+4a2
,求导得:S′(a)=-
2a-1+2
2a-1-2
2
1+4a22
所以当a∈(
1 2
,
1+ 2
2
)时.S(a)单调递增:当a∈(
所以f(f(x))=x有四个解,分别为0,
2a 1+4a2
,
2a 1+2a
,
1+4a42a2,又f(0)=0,f(1+2a2a)=1+2a2a,
f(
Baidu Nhomakorabea
2a 1+4a2
)≠
2a 1+4a2
,f(
4a2 1+4a2
)≠
4a2 1+4a2
,故只有
2a 1+4a2
,
1+4a42a2是f(x)的二阶周期点.
综上所述,所求a的取值范围是a>12.
(2)∵x>0, ∴225x+36x02≥2 225×3602=10800. ∴y=225x+36x02-360≥10440. 当且仅当225x=36x02时,等号成立. 故当x=24m时,维修围墙的总费用最小,最小总费用是 10440元.
• 【变式训练2】(2014上海十二校联考)某企业生产某种商品x吨,此时所需生产费用为(x2 -100x+10 000)万元,当出售这种商品时,每吨价格为p万元,这里p=ax+b(a,b为常 数,x>0).
(自变量的系数大于0)或_________ (自变量的系数小于0),构建一次函数模型,利用一次
函数的图象与
求解.
直线上升
直线下降
单调性
• 2.有些问题的两变量之间是二次函数关系,如面积问题、利润问题、产量问题等,构建
模型,利用二次函数的图象与
解决问题.
• 注意:在解决二次函数的应用问题时,一定要注二意定次义函域,数是区间型的还是整点型的.
设矩形高为y,
由三角形相似得:4x0=
40-y 40
,且x>0,
y>0,x<40,y<40,xy≥300,利用线性规划知识解得x∈
[10,30],选C.
4.(2013江西卷理.21)已知函数f(x)=a(1-2|x-
1 2
|),a为常
数且a>0.
(1)证明:函数f(x)的图象关于直线x=12对称;
此时MQ=530
m,BM=25
13 3
m.
故当长方形一端落在AB边上且离B点
25 13 3
m处时,公寓
占地面积最大.
• 【变式训练1】(2014湖北教学合作校联考)某校内有一块以O为圆心,R(R为常数,单位为 米)为半径的半圆形(如图)荒地,该校总务处计划对其开发利用,其中弓形BCDB区域(阴影 部分)用于种植学校观赏植物,△OBD区域用于种植花卉出售,其余区域用于种植草皮出售 .已知种植学校观赏植物的成本是每平方米20元,种植花卉的利润是每平方米80元,种植 草皮的利润是每平方米30元.
1+ 2
2,
+∞)时,S(a)单调递减,当x3=
4a-1 4a
时,S(a)=
8a2-6a+1 41+4a2
,
求导得:S′(a)=122a12++44aa-22 3
因为a>12,从而有S′(a)=122a12++44aa-223>0
所以当a∈(12,+∞)时,S(a)单调递增.
命 题 解读
高频考点
1.指数函数、对数函数以及幂函 数的增长特征,知道直线上升、 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(如一次函数、二 次函数、分式函数、指数函数、 对数函数、幂函数、分段函数等 在生活中普遍使用的函数模型)的 广泛应用.
重要度 ★★★ ★★★★★
近5年高考 命题分值
8分
思维导图 考点梳理
思 维 导图
考 点 梳理
• 考点1 一次函数、二次函数模型应用题
• 1.在实际问题中,有很多问题的两变量之间是一次函数关系,增长特点是
• 【解析】当一端点在BC上时,只有在B点时长方形BB1DC的面积最大, • ∴S1=S矩形BB1DC=5600 m2, • 当一端点在EA边上时,只有在A点时长方形AA1DE的面积最大, • ∴S2=S矩形AA1DE=6000 m2. • 当一端点在AB边上时,设该点为M,如上图构造长方形MNDP,并补出长方形OCDE,设MQ=x
(2)若x0满足f(f(x0))=x0,但f(x0)≠x0,则称x0为函数f(x)的二 阶周期点,如果f(x)有两个二阶周期点x1,x2,试确定a的取值 范围;
(3)对于(2)中的x1,x2和a,设x3为函数f(f(x))的最大值点, A(x1,f(f(x1))),B(x2,f(f(x2))),C(x3,0),记△ABC的面积为 S(a),讨论S(a)的单调性.
• 考点2 分式函数模型应用题
• 现实生活中的工单程调、投性资、销售、环境保护等热点问题往往用构建
模
型来表示,一般利用基本不等式或____求最值.
分式函数
导数
• 考点3 分段函数模型应用题
• 1.现实生活中有很多问题都是用分段函数表示的,如出租车计费、个人所得税等.分段 函数是刻画现实问题的重要模型.
• 面A.积50(,单0位:亩B.)分30,别年2为0 产( 量C.)/2亩0,30 D年.0种,50植成本/亩
每吨售价
黄瓜
4吨
1.2万元
0.55万元
韭菜
6吨
0.9万元
0.3万元
B 本题考查线性规划知识在实际问题中的应用,同时考查了 数学建模的思想方法以及实践能力.设黄瓜和韭菜的种植面积 分别为x,y亩,总利润为z万元,则目标函数为z=(0.55×4x- 1.2x)+(0.3×6y-0.9y)=x+0.9y.线性约束条件为
(1)设∠BOD=θ(单位:弧度),用θ表示弓形BCDB的面积S
弓=f(θ);
(2)如果该校总务处邀请你规划这块土地,如何设计∠
BOD的大小才能使总利润最大?并求出该最大值.
(参考公式:扇形面积公式S=
1 2
R2θ=
1 2
Rl,l表示扇形的弧
长)
【解析】(1)S扇=
1 2
R2θ,S△OCD=
1 2
(1)证明:因为f(12+x)=a(1-2|x|),f(12-x)=a(1-2|x|) 有f(12+x)=f(12-x). 所以函数f(x)的图象关于直线x=12对称. (2)解:当0<a<12时,有f(f(x))=44aa22x1,-xx≤,12 x>12.
所以f(f(x))=x只有一个解x=0,又f(0)=0,故0不是二阶 周期点,
• 2.由于分段函数每一段
所遵循的规律不同,可以先将其当做几
个问题,将各段的变化规律分别找出来,再将其合到一起,要注意各段变量的
,特别是________.
• 3.构造分段函数时,要力求准确、简捷,做到分段合理,不漏不重.
自变量变化
范围
端点值
• 考点4 指数函数模型应用题
• 1.在实际问题中的人口增长、银行利率、细胞分裂等增长问题一般用指数函数模型来表 示,可表示为y=a(1+p)x(其中a为原来的基础数,p为增长率,x为时间)的形式,利用指 数运算与对数函数图象性质求解.
R2θ)+
1 2
R2sinθ·80-
1 2
R2(θ-
sinθ)·20.
=5R2[3π-(5θ-10sinθ)]
设g(θ)=5θ-10sinθ θ∈(0,π).
g'(θ)=5-10cosθ
g'(θ)<0,cosθ>12,g(θ)在θ∈(0,π3)上为减函数;
g'(θ)>0,cosθ<12,g(θ)在θ∈(π3,π)上为增函数.
当θ=π3时,g(θ)取到最小值,
此时总利润最大:y=5R2[3π-(5θ-10sinθ)]=5R2(
4π 3
+
5 3).
答:所以当园林公司把扇形的圆心角设计成
π 3
时,总利润
取最大值5R2(43π+5 3).
• 题型2 分式函数模型应用题
• 【例2】围建一个面积为360m2的矩形场地,要求矩形场地的一面利用旧墒(利用的旧墙需 维修).其他三面围墙要新建,在旧墙对面的新墙上要留一个宽度为2m的进出口,如图所 示.已知旧墙的维修费用为45元/m.新墙的造价为180元/m.设利用的旧墙长度为x(单位:m ),维修此矩形场地围墙的总费用为y(单位:元).
R2sinθ,S弓=f(θ)=
1 2
R2(θ
-sinθ).
(2)设总利润为y元,种植草皮利润为y1元,种植花卉利润 为y2,种植学校观赏植物成本为y3
y1=30(12πR2-12R2θ),y2=12R2sinθ·80,y3=12R2(θ-sinθ)·20
∴y=y1+y2-y3=30(
1 2
πR2-
1 2
• (1)为了使这种商品的生产费用平均每吨最低,那么这种商品的产量应为多少吨?
• (2)如果生产出来的商品能全部卖完,当产量是120吨时企业利润最大,此时出售价格是每 吨160万元,求a,b的值.
【解析】(1)设生产平均费用为y元,由题意可知y=
x2-100x+10 x
000=x+10