高考数学函数模型及其应用
高考中常用函数模型归纳及应用
高考中常用函数模型....归纳及应用 一. 常数函数y=a判断函数奇偶性最常用的模型,a=0时,既是奇函数,又是偶函数,a ≠0时只是偶函数。
关于方程解的个数问题时常用。
例1.已知x ∈(0, π],关于方程2sin(x+3π)=a 有两个不同的实数解,则实数a 的取植范围是( )A .[-2,2] B.[3,2] C.( 3,2] D.( 3,2)解析;令y=2sin(x+3π), y=a 画出函数y=2sin(x+3π),y=a 图象如图所示,若方程有两个不同的解,则两个函数图象有两个不同的交点,由图象知( 3,2),选D二. 一次函数y=kx+b (k ≠0)函数图象是一条直线,易画易分析性质变化。
常用于数形结合解决问题,及利用“变元”或“换元”化归为一次函数问题。
有定义域限制时,要考虑区间的端点值。
例2.不等式2x 2+1≤m(x-1)对一切│m │≤2恒成立,则x 的范围是( )A .-2≤x ≤2 B.431- ≤x ≤0 C.0≤x ≤471+ D.471-≤x ≤413- 解析:不等式可化为m(x-1)- 2x 2+1≥0 设f(m)= m(x-1)- 2x 2+1若x=1, f(m)=-3<0 (舍) 则x ≠1则f(m)是关于m 的一次函数,要使不等式在│m │≤2条件下恒成立,只需⎩⎨⎧≥-≥0)2(0)2(f f ,解之可得答案D三. 二次函数y=ax 2+bx+c (a ≠0)二次函数是应用最广泛的的函数,是连接一元二次不等式和一元二次方程的纽带。
很多问题都可以化归和转化成二次函数问题。
比如有关三次函数的最值问题,因其导数是二次函数,最后的落脚点仍是二次函数问题。
例3.(1).若关于x 的方程x 2+ax+a 2-1=0有一个正根和一个负根,则a 的取值范围是( ) 解析:令f(x)= x 2+ax+a 2-1由题意得f(0)= a 2-1 <0,即-1<a <1即可。
高考文科数学《函数模型及其应用》课件
故今后最多还能砍伐 15 年.
点 拨: 此类增长率问题,在实际问题中常可以用指数型函数模型 y=N(1+p)x(其 中 N 是基础数,p 为增长率,x 为时间)和幂型函数模型 y=a(1+x)n(其中 a 为基
础数,x 为增长率,n 为时间)的形式表示.解题时,往往用到对数运算.
直到达到规定人数 75 人为止.每团乘飞机,旅行社需付给航空公司包机 费 15 000 元.
(1)写出飞机票的价格关于人数的函数; (2)每团人数为多少时,旅行社可获得最大利润?
解:(1)设旅游团人数为 x 人,由题得 0<x≤75,飞机票价格为 y 元, 则 y=990000,-010<(x≤x-303,0),30<x≤75,
某纯净水制造厂在净化水过程中,每增加一次过滤可减少水 中杂质 20%,要使水中杂质减少到原来的 10%以下,则至少需过滤的次数
为________.(参考数据:lg2≈0.301 0)
解:设过滤次数为 x(x∈N*),原有杂质为 a,则 a(1-20%)x<a·10%,
所以 x>1-13lg2≈10.3,即至少需要过滤 11 次.故填 11.
当且仅当 x=40 x000,即 x=200 时取等号.故选 A.
(教材改编题)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%(相对进货价),则该家具的进货价是( )
A.105 元
B.106 元
C.108 元
D.118 元
解:设进货价为 a 元,由题意知 132×(1-10%)-a=10%·a, 解得 a=108.故选 C.
单调____ 函数
相对平稳
高考数学考点归纳之函数模型及其应用
高考数学考点归纳之函数模型及其应用一、基础知识1.常见的8种函数模型(1)正比例函数模型:f (x )=kx (k 为常数,k ≠0); (2)反比例函数模型:f (x )=kx (k 为常数,k ≠0);(3)一次函数模型:f (x )=kx +b (k ,b 为常数,k ≠0); (4)二次函数模型:f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0); (5)指数函数模型:f (x )=ab x +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0,b >0,b ≠1); (6)对数函数模型:f (x )=m log a x +n (m ,n ,a 为常数,m ≠0,a >0,a ≠1); (7)幂函数模型:f (x )=ax n +b (a ,b ,n 为常数,a ≠0,n ≠1); (8)“对勾”函数模型:y =x +ax(a >0).(1)形如f (x )=x +ax (a >0)的函数模型称为“对勾”函数模型,“对勾”函数的性质: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时,x =a 时取最小值2a ,当x <0时,x =-a 时取最大值-2a .(2)函数f (x )=x a +bx (a >0,b >0,x >0)在区间(0,ab ]内单调递减,在区间[ab ,+∞)内单调递增.2.三种函数模型的性质幂函数模型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.考点一 二次函数、分段函数模型[典例] 国庆期间,某旅行社组团去风景区旅游,若每团人数在30或30以下,飞机票每张收费900元;若每团人数多于30,则给予优惠:每多1人,机票每张减少10元,直到达到规定人数75为止.每团乘飞机,旅行社需付给航空公司包机费15 000元.(1)写出飞机票的价格关于人数的函数; (2)每团人数为多少时,旅行社可获得最大利润?[解] (1)设每团人数为x ,由题意得0<x ≤75(x ∈N *),飞机票价格为y 元,则y =⎩⎪⎨⎪⎧900,0<x ≤30,900-10(x -30),30<x ≤75,即y =⎩⎪⎨⎪⎧900,0<x ≤30,1 200-10x ,30<x ≤75.(2)设旅行社获利S 元,则S =⎩⎪⎨⎪⎧900x -15 000,0<x ≤30,1 200x -10x 2-15 000,30<x ≤75,即S =⎩⎪⎨⎪⎧900x -15 000,0<x ≤30,-10(x -60)2+21 000,30<x ≤75.因为S =900x -15 000在区间(0,30]上为增函数,故当x =30时,S 取最大值12 000. 又S =-10(x -60)2+21 000,x ∈(30,75],所以当x =60时,S 取得最大值21 000. 故当x =60时,旅行社可获得最大利润. [解题技法]二次函数、分段函数模型解决实际问题的策略(1)在建立二次函数模型解决实际问题中的最值问题时,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.(2)对于分段函数模型的最值问题,应该先求出每一段上的最值,然后比较大小. (3)在利用基本不等式求解最值时,一定要检验等号成立的条件,也可以利用函数单调性求解最值.[题组训练]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20 m 3的煤气,则其煤气费为( ) 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)=11.5.2.A ,B 两城相距100 km ,在两城之间距A 城x (km)处建一核电站给A ,B 两城供电,为保证城市安全,核电站距城市距离不得小于10 km.已知供电费用等于供电距离(km)的平方与供电量(亿度)之积的0.25倍,若A 城供电量为每月20亿度,B 城供电量为每月10亿度.(1)求x 的取值范围;(2)把月供电总费用y 表示成x 的函数;(3)核电站建在距A 城多远,才能使月供电总费用y 最少? 解:(1)由题意知x 的取值范围为[10,90]. (2)y =5x 2+52(100-x )2(10≤x ≤90).(3)因为y =5x 2+52(100-x )2=152x 2-500x +25 000 =152⎝⎛⎭⎫x -10032+50 0003, 所以当x =1003时,y min =50 0003.故核电站建在距A 城1003 km 处,能使月供电总费用y 最少.考点二 指数函数、对数函数模型[典例] 某医药研究所开发的一种新药,如果成年人按规定的剂量服用,据监测,服药后每毫升血液中的含药量y (微克)与时间t (小时)之间近似满足如图所示的曲线.(1)写出第一次服药后y 与t 之间的函数关系式y =f (t );(2)据进一步测定,每毫升血液中含药量不少于0.25微克时治疗疾病有效,求服药一次后治疗疾病有效的时间.[解] (1)由题图,设y =⎩⎪⎨⎪⎧kt ,0≤t ≤1,⎝⎛⎭⎫12t -a ,t >1,当t =1时,由y =4,得k =4,由⎝⎛⎭⎫121-a =4,得a =3.所以y =⎩⎪⎨⎪⎧ 4t ,0≤t ≤1,⎝⎛⎭⎫12t -3,t >1.(2)由y ≥0.25得⎩⎪⎨⎪⎧0≤t ≤1,4t ≥0.25或⎩⎪⎨⎪⎧t >1,⎝⎛⎭⎫12t -3≥0.25,解得116≤t ≤5.故服药一次后治疗疾病有效的时间是5-116=7916(小时).[解题技法]1.掌握2种函数模型的应用技巧(1)与指数函数、对数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,在三类模型中,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,必要时可借助导数.2.建立函数模型解应用问题的4步骤(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择模型. (2)建模:将文字语言转化为数学语言,利用数学知识建立相应的数学模型. (3)求模:求解数学模型,得出数学结论.(4)还原:将利用数学知识和方法得出的结论,还原到实际问题中. [题组训练]1.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:选B 设该股民购进这支股票的价格为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.2.声强级Y (单位:分贝)由公式Y =10lg ⎝⎛⎭⎫I10-12给出,其中I 为声强(单位:W/m 2).(1)平常人交谈时的声强约为10-6 W/m 2,求其声强级.(2)一般常人能听到的最低声强级是0分贝,求能听到的最低声强为多少? 解:(1)当声强为10-6 W/m 2时, 由公式Y =10lg ⎝⎛⎭⎫I10-12,得Y =10lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫10-610-12=10lg 106=60(分贝). (2)当Y =0时,由公式Y =10lg ⎝⎛⎭⎫I10-12,得10lg ⎝⎛⎭⎫I10-12=0.∴I 10-12=1,即I =10-12W/m 2, 则最低声强为10-12W/m 2.[课时跟踪检测]1.(2018·福州期末)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: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( )A .4B .5.5C .8.5D .10解析:选C 由数据分析可知,当单价为4元时销售量为400件,单价每增加1元,销售量就减少40件.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 -1722+1 210,故当x =172=8.5时,该商品的日均销售利润最大,故选C. 2.(2019·绵阳诊断)某单位为鼓励职工节约用水,作出如下规定:每位职工每月用水不超过10立方米的,按每立方米3元收费;用水超过10立方米的,超过的部分按每立方米5元收费.某职工某月的水费为55元,则该职工这个月实际用水为( ) A .13立方米 B .14立方米 C .15立方米D .16立方米解析:选C 设该职工某月的实际用水为x 立方米时,水费为y 元,由题意得y =⎩⎪⎨⎪⎧ 3x ,0≤x ≤10,30+5(x -10),x >10,即y =⎩⎪⎨⎪⎧3x ,0≤x ≤10,5x -20,x >10.易知该职工这个月的实际用水量超过10立方米,所以5x -20=55,解得x =15.3.利民工厂某产品的年产量在150吨至250吨之间,年生产的总成本y (万元)与年产量x (吨)之间的关系可近似地表示为y =x 210-30x +4 000,则每吨的成本最低时的年产量为( )A .240吨B .200吨C .180吨D .160吨解析:选B 依题意,得每吨的成本为y x =x 10+4 000x -30,则yx ≥2x 10 ·4 000x-30=10,当且仅当x 10=4 000x ,即x =200时取等号,因此,当每吨成本最低时,年产量为200吨.4.某工厂产生的废气经过过滤后排放,排放时污染物的含量不得超过1%.已知在过滤过程中废气中的污染物数量P (单位:毫克/升)与过滤时间t (单位:时)之间的函数关系为P =P 0e -kt (k ,P 0均为正常数).如果在前5个小时的过滤过程中污染物被排除了90%,那么排放前至少还需要过滤的时间是( )A.12小时 B.59小时C .5小时D .10小时解析:选C 由题意,前5个小时消除了90%的污染物. ∵P =P 0e -kt , ∴(1-90%)P 0=P 0e -5k,∴0.1=e-5k,即-5k =ln 0.1,∴k =-15ln 0.1.由1%P 0=P 0e -kt ,即0.01=e -kt ,得-kt =ln 0.01, ∴⎝⎛⎭⎫15ln 0.1t =ln 0.01,∴t =10. ∴排放前至少还需要过滤的时间为t -5=5(时).5.(2019·蚌埠模拟)某种动物的繁殖数量y (单位:只)与时间x (单位:年)的关系式为y =a log 2(x +1),若这种动物第1年有100只,则到第7年它们发展到________只.解析:由题意,得100=a log 2(1+1),解得a =100,所以y =100log 2(x +1),当x =7时,y =100log 2(7+1)=300,故到第7年它们发展到300只.答案:3006.某人根据经验绘制了从12月21日至1月8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12月26日大约卖出了西红柿________千克.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.答案:19097.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 ,求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. 8.据气象中心观察和预测:发生于沿海M 地的台风一直向正南方向移动,其移动速度v (单位:km/h)与时间t (单位:h)的函数图象如图所示,过线段OC 上一点T (t,0)作横轴的垂线l ,梯形OABC 在直线l 左侧部分的面积为时间t 内台风所经过的路程s (单位:km).(1)当t =4时,求s 的值;(2)将s 随t 变化的规律用数学关系式表示出来;(3)若N 城位于M 地正南方向,且距M 地650 km ,试判断这场台风是否会侵袭到N 城,如果会,在台风发生后多长时间它将侵袭到N 城?如果不会,请说明理由.解:(1)由图象可知,直线OA 的方程是v =3t (0≤t ≤10),直线BC 的方程是v =-2t +70(20<t ≤35).当t =4时,v =12,所以s =12×4×12=24.(2)当0≤t ≤10时,s =12×t ×3t =32t 2;当10<t ≤20时,s =12×10×30+(t -10)×30=30t -150;当20<t ≤35时,s =150+300+12×(t -20)×(-2t +70+30)=-t 2+70t -550.综上可知,s 随t 变化的规律是s =⎩⎪⎨⎪⎧32t 2,t ∈[0,10],30t -150,t ∈(10,20],-t 2+70t -550,t ∈(20,35].(3)当t ∈[0,10]时,s max =32×102=150<650,当t ∈(10,20]时,s max =30×20-150=450<650,当t∈(20,35]时,令-t2+70t-550=650,解得t=30或t=40(舍去),即在台风发生30小时后将侵袭到N城.。
高考数学初等函数知识点:函数模型及其应用
高考数学初等函数知识点:函数模型及其应用第1篇:高考数学初等函数知识点:函数模型及其应用导语:常见的函数模型有一次函数模型、二次函数模型、指数函数模型、对数函数模型、分段函数模型等,下面就由小编为大家带来高考数学初等函数知识点:函数模型及其应用,大家一起去看看怎么做吧!1.我们目前已学习了以下几种函数:一次函数y=kx+b(k≠0),二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),指数函数y=ax(a>0且a≠1),对数函数y=logax(a>0且a≠1),幂函数y=xa(a为常数)2.用已知函数模型解决实际问题的基本步骤:第一步,审清题意,设立变量;第二步,根据所给模型,列出函数关系式;第三步,利用函数关系求解;第四步,再将所得结论转译成具体问题的解答.3.在处理曲线拟合与预测的问题时,通常需要以下几个步骤:(1)能够根据原始数据、表格、绘出散点图;(2)通过考查散点图,画出“最贴近”的曲线,即拟合曲线;(3)根据所学函数知识,求出拟合曲线的函数解析式;(4)利用函数关系,根据条件对所给问题进行预测和控制,以便为决策和管理提供依据.4.解疑释惑(1)怎样理解“数学建模”和实际问题的关系?一般来说,对问题进行修改和简化,形成一种比较精确和简洁的表述,这时可称之为“实际模型”,它和“实际原形”不同,因为它被简化了,不是实际问题所有方面都得到了体现.而是在得到一个“实际模型”之后,再用数学符号和表达式来代替实际问题中的变量和关系,得到的结果是一个“数学模型”. (2)怎样才能搞好“数学建模”?在“数学建模”中要把握好下列几个问题:1理解问题:阅读理解,读懂文字叙述,认真审题,理解实际背景.弄清楚问题的实际背景和意义,设法用数学语言来描述问题.2数学建模:把握新信息,勇于探索,善于联想,灵活化归,根据题意建立变量或参数间的数学关系,实现实际问题数学化,引进数学符号,构建数学模型,常用的数学模型有方程、不等式、函数.3求解模型:以所学的数学*质为工具对建立的数学模型进行求解.○4检验模型:将所求的结果代回模型中检验,对模拟的结果与实际情形比较,以确定模型的有效*,如果不满意,要考虑重新建模.5评价与应用:如果模型与实际情形比较吻合,要对计算的结果作出解释并给出其实际意义,最后对所建立的模型给出运用范围.如果模型与实际问题有较大出入,则要对模型改进,并重复上述步骤.(3)“数学建模”中要注意什么问题?1有的应用题文字叙述冗长,或者选择的知识背景较为陌生,处理时,要注意认真、耐心地阅读和理解题意.2解决函数应用题时要注意用变化的观点分析和探求具体问题中的数量关系,寻找已知量与未知量之间的内在联系,然后将这些内在联系与数学知识联想,建立函数关系式或列出方程,利用函数*质或方程观点来求解,则可使应用题化生为熟,尽快得到解决.5.规律总结(1)如果实际问题中的规律很难用一个统一的关系式表示,可考虑用分段函数来表示它.另外,在实际问题的计算中应注意统一单位.(2)分类讨论建立函数模型在实际问题中较为常见,应引起充分注意.(3)建立“数学模型”常用的分析方法:(1)关系分析法:即通过寻找关键词和关键量之间的数量关系的方法来建立问题的数学模型的方法.(2)列表分析法:即通过列表的方式探索问题的数学模型的方法.(3)图象分析法:即通过对图象中的数量关系分析来建立问题的数学模型的方法.第2篇:高一数学函数模型及其应用知识点函数部分的知识最主要的是怎样运用,在考试中考察的也是应用及模型,因此掌握数学函数模型及其应用知识点是掌握本课内容的基础,希望大家可以认真学习。
高考数学 2.8 函数模型及其应用
(a>1)的增长速度会越来越慢.因此,总会存在一个x0,当x>x0时,有logax<xn
<ax(a>1,n>0). 2.函数模型及其应用 (1)常见的函数模型有一次函数、二次函数、指数函数、对数函数模 型.
(2)函数模型的应用实例的基本类型: ①给定函数模型解决实际问题; ②建立确定性的函数模型解决实际问题; ③建立拟合函数模型解决实际问题.
系式构成时,可以构造分段函数模型,先将其作为几个不同问题,将各段
的变化规律找出来,再将其合在一起,要注意各段自变量的范围,特别是 端点值. 3.指数函数模型常与人口增长、银行利率、细胞分裂等相结合进行考
查;而对数函数模型常与价格指数、环境承载力等有一定的联系.应用 指数函数模型或对数函数模型时,关键是对模型的判定,从而建立形如y =a· bx+c+d或y=alogb(cx+d)(a>0,b>0,且b≠1,c≠0)的函数模型,再利用指数 函数或对数函数的性质及函数图象来处理.
解法二:易知当EG恰为2.5米时,活动中心的截面面积最大,此时点G的坐
标为(30,2.5), 设过点G的太阳光线所在直线为l1,则l1的方程为y- 5 =- 3 (x-30),即3x+4y-1
2 4
00=0.
由直线l1与半圆H相切,得r= 而点H(r,h)在直线l1的下方, 则3r+4h-100<0,
例2 (2017江苏南京、盐城一模,18)如图所示,某街道居委会拟在EF地 段的居民楼正南方向的空白地段AE上建一个活动中心,其中AE=30米. 活动中心东西走向,与居民楼平行. 从东向西看活动中心的截面图的下 半部分是长方形ABCD,上半部分是以DC为直径的半圆. 为了保证居民
高考数学函数模型及其应用
与y轴平行
与x轴平行
2.三种增长型函数之间增长速度的比较 (1)指数函数y=ax(a>1)与幂函数y=xα(α>0) 在区间(0,+∞)上,无论α比a大多少,尽管在x的一定范围内ax会小于xα,但 由于y=ax的增长速度快于y=xα的增长速度,因而总存在一个x0,使x>x0时 有ax>xα.
(2)对数函数y=logax(a>1)与幂函数y=x (α>0) 不论a与α值的大小如何,对数函数y=logax(a>1)的增长速度总会慢于y=x 的增长速度,因而在定义域内总存在一个实数x0,使x>x0时有logax<x .
例 (2017江西九江七校联考,20)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= + 4(x-6)2,其中2<x<6.
10 x2
(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,使该店每日销售产品A所获得的利润最大.
α α α
由(1)(2)可以看出三种增长型的函数尽管均为增函数,但它们的增长速
度不同,且不在同一个档次上,因此在(0,+∞)上,总会存在一个x0,使x>x0 时有a >x >logax.
x α
3.几种常见的函数模型 (1)直线模型:一次函数模型y=kx+b(k≠0).图象增长的特点是直线式上升 (x的系数k>0),通过图象可以直观地认识它,特例是正比例函数模型y=k (k>0),增长特点是在单调区间内y随x的增大而减小. x
(3)指数函数模型:y=a· b +c(b>0,b≠1,且a≠0),其增长特点是随着自变量 的增大,函数值增大的速度越来越快(b>1,且a>0).常形象地称之为“指 数爆炸”.
掌握高考数学中的函数模型与应用技巧有哪些关键点
掌握高考数学中的函数模型与应用技巧有哪些关键点高考数学中,函数模型与应用是一个相对重要的考点,也是考察学生对数学知识的理解和运用能力的一个关键点。
掌握函数模型与应用的技巧将有助于学生在高考中获得更好的成绩。
本文将介绍一些掌握高考数学中函数模型与应用的关键点。
一、了解并掌握各类常见函数模型在高考数学中,常见的函数模型包括线性函数、二次函数、指数函数、对数函数和三角函数等。
了解这些函数模型的定义、性质和特点,对于解题时的分析和应用至关重要。
以线性函数为例,它表示为y = kx + b的形式,其中k和b分别表示斜率和截距。
掌握线性函数的斜率表示一条直线的倾斜程度,截距表示直线与y轴的交点。
二次函数的标准形式为y = ax² + bx + c,其中a、b、c分别表示二次项系数、一次项系数和常数项。
理解二次函数的顶点坐标和对称轴,通过这些特点可以快速分析和绘制函数图像,并应用于求解问题。
指数函数和对数函数是一对互逆函数。
指数函数的一般形式为y =a^x,对数函数的一般形式为y = logₐx。
掌握指数函数和对数函数的性质和公式,有助于求解相关的问题,如解指数方程和对数方程等。
三角函数是高考数学中的一个重要的函数模型,包括正弦函数、余弦函数和正切函数等。
掌握三角函数的周期性、对称性和性质,能够应用于解决相关的几何、物理问题等。
二、灵活应用函数模型进行问题转化在高考数学中,经常会出现需要将问题进行函数化的情况,即将问题所描述的条件和要求转化为函数模型,并运用函数的性质进行问题的求解。
以最简单的线性函数为例,当遇到有关于等比例关系或者变化速度的问题时,可以通过函数的斜率来求解。
当遇到两个变量之间存在一定的线性关系时,可以建立对应的线性函数模型,并利用此模型来解决问题。
对于二次函数,可以通过求解顶点坐标、对称轴、零点等关键信息,来分析函数的图像和性质,并应用于相关的问题。
比如,如何找到一个二次函数的最大值或最小值,或者求解满足特定条件的二次方程等。
2024版高考数学总复习:函数模型及其应用教师用书
第九节函数模型及其应用考试要求:1.在实际情景中,会选择合适的函数模型刻画现实问题的变化规律.2.结合现实情景中的具体问题,理解“对数增长”“直线上升”“指数爆炸”等术语的现实含义.一、教材概念·结论·性质重现1.常见的函数模型(1)正比例函数模型:f (x )=kx (k 为常数,k ≠0).(2)反比例函数模型:f (x )=��(k 为常数,k ≠0).(3)一次函数模型:f (x )=kx +b (k ,b 为常数,k ≠0).(4)二次函数模型:f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0).(5)指数型函数模型:f (x )=ab x +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0,b >0,b ≠1).(6)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).(7)幂函数模型:f (x )=ax n +b (a ,b ,n 为常数,a ≠0,n ≠1).(8)“对勾”函数模型:y =x +��01.不要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,必须验证数学结果的合理性.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 值变化各有不同值的比较存在一个x 0,当x >x 0时,有log a x <x n <a x1.判断下列说法的正误,对的画“√”,错的画“×”.(1)幂函数增长比直线增长更快.(×)(2)不存在x0,使��0<�0�<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.(×) 2.下列函数中,随x的增大,y的增长速度最快的是()A.y=0.001e x B.y=1000ln xC.y=x1000D.y=1000·2xA解析:在对数函数、幂函数、指数函数中,指数函数的增长速度最快,排除B,C;指数函数中,底数越大,函数增长速度越快.故选A.3.已知f(x)=x2,g(x)=2x,h(x)=log2x,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)B解析:当x∈(4,+∞)时,易知增长速度由大到小依次为g(x)>f(x)>h(x).故选B. 4.在某个物理实验中,测量得变量x和变量y的几组数据,如下表:x0.500.99 2.01 3.98y-0.990.010.98 2.00则对x,y最适合的拟合函数是()A.y=2x B.y=x2-1C.y=2x-2D.y=log2xD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=log2x,可知满足题意.故选D.5.用长度为24的材料围成一个矩形场地,中间加两道隔墙,要使矩形的面积最大,则隔墙的长度为_________.3解析:设隔墙的长度为x(0<x<6),矩形的面积为y,则y=x·24−4�=2x(6-x)=-2(x-3)22+18,∴当x=3时,y最大.考点1利用函数的图象刻画实际问题——基础性1.如图,一个高为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.若鱼缸水深为h时,水流出所用时间为t,则函数h=f(t)的图象大致是()B解析:函数h=f(t)是关于t的减函数,故排除C,D;开始时,h随着时间的变化,变化缓慢,水排出超过一半时,h随着时间的变化,变化加快,故对应的图象为B.故选B. 2.有一个盛水的容器,由悬在它上空的一条水管均匀地注水,最后把容器注满,在注水过程中时间t与水面高度y之间的关系如图所示.若图中PQ为一线段,则与之对应的容器的形状是()B解析:由函数图象可判断出该容器的形状不规则,又函数图象的变化先慢后快,所以容器下边粗,上边细.再由PQ为线段,知这一段是均匀变化的,所以容器上端必是直的一段,排除A,C,D.故选B.3.(多选题)(2022·北京东城区模拟)某部影片的盈利额(即影片的票房收入与固定成本之差)记为y,观影人数记为x,y关于x的函数图象如图(1)所示.由于目前该片盈利未达到预期,相关人员提出了两种调整方案,图(2)、图(3)中的实线分别为调整后y关于x的函数图象.给出下列四种说法,其中正确的是()A.图(2)对应的方案是:提高票价,并提高固定成本B.图(2)对应的方案是:保持票价不变,并降低固定成本C.图(3)对应的方案是:提高票价,并保持固定成本不变D.图(3)对应的方案是:提高票价,并降低固定成本BC 解析:由题图(1)可设y 关于x 的函数为y =kx +b ,k >0,b <0,k 为票价,当k =0时,y =b ,则-b 为固定成本.由题图(2)知,直线向上平移,k 不变,即票价不变,b 变大,则-b 变小,固定成本减小,故A 错误,B 正确;由题图(3)知,直线与y 轴的交点不变,直线斜率变大,即k 变大,票价提高,b 不变,即-b 不变,固定成本不变,故C 正确,D 错误.4.某人根据经验绘制了从12月21日至1月8日自己种植的西红柿的销售量y (单位:千克)随时间x (单位:天)变化的函数图象,如图所示,则此人在12月26日大约卖出了西红柿________千克.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)的坐标代入函数解析式得10=�+�,30=10�+�,解得k =209,b =709,所以y =209x +709.当x =6时,y =1909.1.解决这类问题一般要根据题意构建函数模型,先建立函数模型,再结合模型选图象,并结合五个幂函数的图象与性质来求解.2.有些题目,如第3题,根据实际问题中两变量的变化特点,结合图象的变化趋势,验证答案是否吻合,从中排除不符合实际的情况,选择出符合实际情况的答案.考点2已知函数模型解决实际问题——综合性汽车急刹车的停车距离与诸多因素有关,其中最为关键的两个因素是驾驶员的反应时间和汽车行驶的速度.设d 表示停车距离,d 1表示反应距离,d 2表示制动距离,则d =d 1+d 2.如图是根据美国公路局公布的试验数据制作的停车距离示意图.序号速度(km/h)停车距离14017.025026.536035.747046.058052.769070.7710085.48110101.0由图中数据得到如表的表格,根据表格中的数据,建立停车距离与汽车速度的函数模型.可选择模型①:d =av +b ;模型②:d =av 2+bv ;模型③:d =av +��;模型④:d =av 2+��(其中v 为汽车速度,a ,b 为待定系数)进行拟合.如果根据序号3和序号7两组数据分别求出四个函数模型的解析式,并通过计算120km/h 时的停车距离与实验数据比较,则拟合效果最好的函数模型是()A.d =av +b B.d =av 2+bv C.d =av +��D.d =av 2+��B 解析:若选择模型①,则60�+�=35.7,100�+�=85.4,解得a =1.2425,b =-38.85.故d =1.2425v -38.85.当v =120时,停车距离d 的预测值为1.2425×120-38.85=110.25.若选择模型②,则3600�+60�=35.7,10000�+100�=85.4,解得a =0.006475,b =0.2065.故d =0.006475v 2+0.2065v .当v =120时,停车距离d 的预测值为0.006475×1202+0.2065×120=118.02.若选择模型③,则60�+�60=35.7,100�+�100=85.4,解得a =0.9996875,b =-1456.875.故d =0.9996875v -1456.875�.当v =120时,停车距离d 的预测值为0.9996875×120-1456.875120=107.821875.若选择模型④,则3600�+�60=35.7,10000�+�100=85.4,解得a =15.9951960,b =379.2857143.故d =15.9951960v 2+379.2857143�.当v =120时,停车距离d 的预测值为15.9951960×1202+379.2857143120=120.675.由实验数据可知当v =120时,停车距离为118m.模型②的预测值更接近118m,故模型②拟合效果最好.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.→→→1.某市家庭煤气的使用量x (单位:m 3)和煤气费f (x )(单位:元)满足关系f (x )=�,0<�≤�,�+��−�,�>�.已知某家庭2021年前三个月的煤气费如表:月份用气量煤气费1月份4m 34元2月份25m 314元3月份35m 319元若4月份该家庭使用了20m 3的煤气,则其煤气费为()A.11.5元B.11元C.10.5元D.10元A 解析: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<�≤5,4−5,�>5,所以f (20)=4+12×(20-5)=11.5.2.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,该企业考虑转型,下表显示的是某企业几年来年利润y (百万元)与年投资成本x (百万元)变化的一组数据:年份2018201920202021…投资成本x 35917…年利润y1234…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=3�+�,2=5�+�,解得�=12,�=−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=��3,2=��5,解得�=24,�=2,所以y =24·(2)x=2�−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 �3+�,2=log �5+�,解得�=2,�=−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.考点3构造函数模型解决实际问题——应用性考向1二次函数、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=-3x2+68x-115.令-3x2+68x-115>0,有3x2-68x+115<0,结合x为整数得6<x≤20,x∈Z.所以y=f(x)=50�−115,3≤�≤6,�∈�,−3�2+68�−115,6<�≤20,�∈�.(2)对于y=50x-115,3≤x≤6,x∈Z,显然当x=6时,y max=185.对于y=-3x2+68x-115=-3�−+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.(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.(1)某高校为提升科研能力,计划逐年加大科研经费投入.若该高校2017年全年投入科研经费1300万元,在此基础上,每年投入的科研经费比上一年增长12%,则该高校全年投入的科研经费开始超过2000万元的年份是(参考数据:lg1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30)()A.2020年B.2021年C.2022年D.2023年B解析:若2018年是第一年,则第n年科研费为1300×1.12n,由1300×1.12n>2000,可得lg 1.3+n lg 1.12>lg 2,得n ×0.05>0.19,n >3.8,n ≥4,即4年后,到2021年科研经费超过2000万元.故选B.(2)基本再生数R 0与世代间隔T 是流行病学基本参数.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.在病毒感染初始阶段,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R 0=1+rT .有学者基于已有数据估计出R 0=3.28,T =6.据此,在病毒感染初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间约为(ln 2≈0.69)()A.1.2天B.1.8天C.2.5天D.3.5天B 解析:因为R 0=3.28,T =6,R 0=1+rT ,所以r =3.28−16=0.38,所以I (t )=e rt =e 0.38t .设在病毒感染初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间为t 1天,则e 0.38�+�1=2e 0.38t ,所以e 0.38�1=2,所以0.38t 1=ln 2,所以t 1=ln 20.38≈0.690.38≈1.8(天).故选B.(1)要先学会合理选择模型.与增长率、银行利率有关的问题都属于指数函数模型.1.某位股民买入某只股票,在接下来的交易时间内,他的这只股票先经历了3次涨停(每次上涨10%),又经历了3次跌停(每次下降10%),则该股民这只股票的盈亏情况(不考虑其他费用)为()A.略有盈利B.无法判断盈亏情况C.没有盈利也没有亏损D.略有亏损D解析:设买入股票时的价格为m (m >0)元.先经历了3次涨停(每次上涨10%),又经历了3次跌停(每次下降10%)后的价格为m ×(1+10%)3×(1-10%)3=0.993m <m ,所以该股民这只股票的盈亏情况(不考虑其他费用)为略有亏损.故选D.2.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C解析:设公司在A地销售该品牌的汽车x(0≤x≤16且x∈N)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=-110·�−+110×2124+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.3.一个容器装有细沙a cm3,细沙从容器底部一个细微的小孔慢慢地漏出,t min后剩余的细沙量为y=a e-bt(cm3),经过8min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一.16解析:当t=0时,y=a;当t=8时,y=a e-8b=12a.故e-8b=12.当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16min,容器中的沙子只有开始时的八分之一.课时质量评价(十四)A组全考点巩固练1.设甲、乙两地的距离为a(a>0),小王骑自行车匀速从甲地到乙地用了20分钟,在乙地休息10分钟后,他又匀速从乙地返回到甲地用了30分钟,则小王从出发到返回原地所经过的路程y和其所用的时间x(分钟)的函数图象为()D解析:y为“小王从出发到返回原地所经过的路程”而不是位移,故排除A,C.又因为小王在乙地休息10分钟,排除B.故选D.2.气象学院用32万元购置了一台天文观测仪,已知这台观测仪从启动的第1天开始连续使用,第n天的维修保养费为4n+46(n∈N*)元,使用它直至“报废最合算”(所谓“报废最合算”是指使用的这台仪器平均每天耗资最少)为止,则一共要使用()A.300天B.400天C.600天D.800天B 解析:使用n 天的平均耗资为3202�+2�+48元,当且仅当320000�=2n 时取得最小值,此时n =400.3.(2023·济南月考)某乡村一条污染河道的蓄水量为v 立方米,每天的进出水量为k 立方米.已知污染源以每天r 个单位污染河水,某一时段t (单位:天),河水污染质量指数m (t )(每立方米河水所含的污染物)满足m (t )=��+�0−e −���(m 0为初始质量指数),经测算,河道蓄水量是每天进出水量的80倍.若从现在开始关闭污染源,要使河水的污染水平下降到初始时的10%,需要的时间大约是(参考数据:ln 10≈2.30)()A.1个月B.3个月C.半年D.1年C 解析:由题意可知,m (t )=�0e−180�=0.1m 0,则e −180�=0.1,即-180t =ln 0.1≈-2.30,所以t ≈184,则要使河水的污染水平下降到初始时的10%,需要的时间大约是184天,即半年.故选C.4.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,销售量Q (单位:件)与零售价p (单位:元)有如下关系:Q =8300-170p -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.28000元D.23000元D解析:设毛利润为L (p )元,则由题意知L (p )=pQ -20Q =Q (p -20)=(8300-170p -p 2)(p-20)=-p 3-150p 2+11700p -166000,所以L ′(p )=-3p 2-300p +11700.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)=23000.5.某化工厂生产一种溶液,按市场要求杂质含量不超过0.1%.若初时含杂质2%,每过滤一次可使杂质含量减少13,至少应过滤________次才能达到市场要求.(参考数据:lg 2≈0.3010,lg 3≈0.4771)8解析:设至少过滤n 次才能达到市场要求,则2%×1−≤120,所以n lg 23≤-1-lg 2,所以n ≥7.39,所以n =8.6.我们经常听到这样一种说法:一张纸经过一定次数对折之后厚度能超过地月距离.但实际上,因为纸张本身有厚度,我们并不能将纸张无限次对折,当厚度超过纸张的长边时,便不能继续对折了,一张长边为w ,厚度为x 的矩形纸张沿两个方向不断对折,则经过两次对折,长边变为12w ,厚度变为4x ,在理想情况下,对折次数n 有下列关系:n ≤23·log 2��(注:lg 2≈0.3).根据以上信息,一张长为21cm,厚度为0.05mm 的纸最多能对折________次.8解析:由题知n ≤23log 24200=23log 24+log 21000+log =232+3log 210+log 2因为log 210=1lg 2≈10.3,0<log 22120<1,所以n ≤8+23log 22120,n 的最大值为8.B 组新高考培优练7.(2022·聊城一模)“环境就是民生,青山就是美丽,蓝天也是幸福”,随着经济的发展和社会的进步,人们的环保意识日益增强.某化工厂产生的废气中污染物的含量为1.2mg/cm 3,排放前每过滤一次,该污染物的含量都会减少20%.当地环保部门要求废气中该污染物的含量不能超过0.2mg/cm 3,若要使该工厂的废气达标排放,那么在排放前需要过滤的次数至少为()(参考数据:lg 2≈0.3,lg 3≈0.477)A.5B.7C.8D.9C 解析:设该污染物排放前过滤的次数为n (n ∈N *),由题意1.2×0.8n≥6,两边取以10为底的对数可得lg≥lg 6,即n lg2+lg 3,所以n ≥lg 2+lg 31−3lg 2.因为lg 2≈0.3,lg 3≈0.477,所以lg 2+lg 31−3lg 2≈0.3+0.4771−3×0.3=7.77,所以n ≥7.77,又n ∈N *,所以n min =8,即该污染物排放前需要过滤的次数至少为8次.故选C.8.(多选题)(2022·济南月考)甲、乙、丙、丁四个物体同时从某一点出发向同一方向运动,它们行走的路程f i (x )(i =1,2,3,4)关于时间x (x ≥0)的函数关系式分别为f 1(x )=2x -1,f 2(x )=x 2,f 3(x )=x ,f 4(x )=log 2(x +1),则下列结论正确的是()A.当x >1时,甲走在最前面B.当x >1时,乙走在最前面C.当0<x <1时,丁走在最前面,当x >1时,丁走在最后面D.如果它们一直运动下去,最终走在最前面的是甲CD 解析:甲、乙、丙、丁的路程f i (x )(i =1,2,3,4)关于时间x (x ≥0)的函数关系式分别为f 1(x )=2x -1,f 2(x )=x 2,f 3(x )=x ,f 4(x )=log 2(x +1),它们对应的函数模型分别为指数型函数模型、二次函数模型、一次函数模型、对数型函数模型.当x =2时,f 1(2)=3,f 2(2)=4,所以A 不正确;当x =5时,f 1(5)=31,f 2(5)=25,所以B 不正确.根据四种函数的变化特点,对数型函数的增长速度是先快后慢,又当x =1时,甲、乙、丙、丁四个物体走过的路程相等,从而可知,当0<x <1时,丁走在最前面,当x >1时,丁走在最后面,所以C 正确;指数型函数的增长速度是先慢后快,当运动的时间足够长时,最前面的物体一定是按照指数型函数模型运动的物体,即一定是甲物体,所以D 正确.9.李冶(1192-1279),真定栾城(今河北省石家庄市)人,金元时期的数学家、诗人,晚年在封龙山隐居讲学,有多部数学著作,其中《益古演段》主要研究平面图形问题,求圆的直径、正方形的边长等.其中一问:现有正方形方田一块,内部有一个圆形水池,其中水池的边缘与方田四边之间的面积为13.75亩,若方田的四边到水池的最近距离均为二十步,则圆池直径和方田的边长分别是________步、________步(注:240平方步为1亩,圆周率按3近似计算).2060解析:设圆池的半径为r 步,则方田的边长为(2r +40)步,由题意,得(2r +40)2-3r 2=13.75×240,解得r =10或r =-170(舍),所以圆池的直径为20步,方田的边长为60步.10.(2023·泰安模拟)某研究所开发了一种抗病毒新药,用小白鼠进行抗病毒实验.已知小白鼠服用1粒药后,每毫升血液含药量y (单位:微克)随着时间x (单位:时)变化的函数关系式近似为y=≤�≤6,12−�6<�≤12.当每毫升血液含药量不低于4微克时,该药能起到有效抗病毒的效果.(1)若小白鼠服用1粒药,多长时间后该药能起到有效抗病毒的效果?(2)某次实验:先给小白鼠服用1粒药,6小时后再服用1粒,请问这次实验该药能够有效抗病毒的时间为多少小时?解:(1)设服用1粒,经过x 小时能有效抗病毒,即血液含药量需不低于4微克,可得0≤�≤6,2�8−�≥4,解得163≤x ≤6.所以163小时后该药能起到有效抗病毒的效果.(2)设经过x 小时能有效抗病毒,即血液含药量需不低于4微克.若0≤x ≤6,药物浓度2�8−�≥4,解得163≤x ≤6.若6<x ≤12,药物浓度(12-x �−6x 2-20x +100≥0,所以6<x ≤12;若12<x ≤18,药物浓度12-(x -6)≥4,解得x ≤14,所以12<x ≤14.综上,x 14,所以这次实验该药能够有效抗病毒的时间为263小时.。
高考数学复习第2章 函数模型及其应用
函数模型及其应用
【知识重温】
一、必记2个知识点
1.三种函数模型的性质
函数
性质
y=ax(a>1)
y=logax(a>1)
y=xn(n>0)
在(0,+∞)上
的增减性
增函数
________
增函数
________
增函数
________
增长速度
________
越来越快
________
越来越慢
相对平稳
函数问题求解.
函数y=x+ 模型的应用
考点二
[例1] “水资源与永恒发展”是2015年联合国世界水资源日主题,
近年来,某企业每年需要向自来水厂所缴纳水费约4万元,为了缓解供
水压力,决定安装一个可使用4年的自动污水净化设备,安装这种净水
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、简洁,做到分段合理、不重不漏;
③分段函数的最值是各段的最大(或最小)者的最大者(最小者).
[提醒] (1)构建函数模型时不要忘记考虑函数的定义域.
(2)对构造的较复杂的函数模型,要适时地用换元法转化为熟悉的
B.y=ax+b(a>1)
C.y=ax2+b(a>0) D.y=logax+b(a>1)
解析:由所给数据可知,y随x的增大而增大,且增长速度越来越快,而A,D
中的函数增长速度越来越慢,B中的函数增长速度保持不变.故选C.
四、走进高考
6.[2020·全国卷Ⅲ]Logistic模型是常用数学模型之一,可应用于
)
A.y=6x
B.y=log6x
高考数学函数模型及其应用
解析:由题知 y=20-2x,y>0 且 2x>y,所以 x∈(5,10). 答案:(5,10)
3.某商品在近 30 天内每件的销售价格 P(元)与时间 t(天)
t+20,0<t<25,t∈N, P= -t+100,25≤t≤30,t∈N,
的函数关系为
且
该商品的日销售量 Q 与时间 t(天)的函数关系为 Q=- t+40(0<t≤30,t∈N),则这种商品日销量金额最大的 一天是 30 天中的第________天.
当 x=10 时,y=y1-y2=0,即 y1=y2; 解:(1)根据题意,当 x=18 时,甲店茶壶的价格为 44 元/个. 当 10<x≤18 时,y=y1-y2=-2x(x-10)<0, * 80-2xx,0<x≤18,且x∈N , 即 y 则y 1<y2; 1= * 44 x , x >18 ,且 x ∈ N . 当 x>18 时,y=y1-y2=-16x<0,即 y1<y2. y2=60x,x∈N*. 所以当购买的茶壶数小于 10 个时, (2)设 y=y1-y2 到乙茶具店购买花费较少;
解析:设日销量金额为 W 元,则
t+20-t+40,0<t<25,t∈N, W=P· Q= -t+100-t+40,25≤t≤30,t∈N,
当 0<t<25,t∈N 时,W(t)≤W(10)=900;当 25≤t≤30,t ∈N 时,W(t)≤W(25)=1 125,所以第 25 天时的日销量金 额最大. 答案:25
[由题悟法 ] 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.
高考数学复习考点知识讲解课件12 函数模型及其应用
【对点训练】
1.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y1=4.1x-0.1x2,在B地的销售利润(单位:万元)
用指数模型:I(t)=ert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R0,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,在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染
病例数增加1倍需要的时间约为(ln 2≈0.69)(
)
A.1.2天
B.1.8天
C.2.5天
应生产该商品数量为________万件.
答案:18
1
解析:利润L(x)=20x-C(x)=- (x-18)2+142,当x=18时,L(x)有最大值.
2
3.[必修1·P103例4改编]某动物繁殖量y(只)与时间x(年)的关系为y=
alog3(x+1),设这种动物第2年有100只,则到第8年繁殖到________
随n值变化
渐表现为与
渐表现为与
而各有不同
y轴
________平行
________平行
x轴
存在一个x0,当x>x0时,有logax<xn<ax
3.解答函数应用题的一般步骤
(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,
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)分段函数主要是每一段自变量变化所遵循的规律不同,可以先将
其当作几个问题,将各段的变化规律分别找出来,再将其合到一块,
高考数学 2.9 函数模型及其应用
租0元.一个月的本地网内通话时间t(分钟)与电话
费s(元)的函数关系如图所示,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. 4 0 元
3
(2)(2015·昆明模拟)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
m.
【解题提示】(1)根据对应点的坐标分别求出两条直线方程. (2)根据相似三角形的性质,找出比例关系,列出以x为变量的二次函数 式表示出阴影部分的面积。
2.教材改编 链接教材 练一练
(1)(必修1P107A组T1改编)在某个物理实验中,测量得变量x和变量y的
几组数据,如下表:
x 0.50 0.99 2.01 3.98
y -0.99 0.01 则x,y最适合的函数的是( )
0.98
2.00
A.y=2x
B.y=x2-1
C.y=2x-2
D.y=log2x
考点1 一次函数、二次函数模型 知·考情
以一次函数、二次函数为模型的应用题常出现在高考试题中,尤 其是二次函数,考查较多,既有选择题、填空题,也有解答题,难度适中, 属中档题.
明·角度
命题角度1:单一考查一次函数或二次函数模型
【典例1】(1)(2015·西安模拟)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
【解析】选B.由题意知h=20-5t(0≤t≤4),故选B.
3.真题小试 感悟考题 试一试
(1)(2015·泉州模拟)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
高考数学函数模型及其应用
1、常见函数模型:(1)一次函数模型: ;
(2)二次函数模型: ;(3)指数型函数模型:;
(4)对数型函数模型:(5)幂函数型模型:2、函数模型的应用:一方面是利用已知的模型解决问题;另一方面是恰当建立函数模型,并利用所得函数模型解释有关现象,对某些发展趋势进行预测。
解函数应用题的一般步骤:
(1)审题:深入理解关键字句,为便于数据的处理可用表格(或图形)外理数据,便于寻找数据关系。
(2)建模:将问题简单化、符号化,尽量借鉴标准形式,建立数学关系式。
(3)解模:根据建立的数学模型,选择合适方法,求出问题的解,要特别注意变量范围的限制。
(4)还原:将数学的问题的答案还原为实际问题的答案,在这以前一定要进行检验。
高考数学-第二章 §2.8 函数模型及其应用
函数模型及其应用考试要求 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.1.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)反比例函数模型f(x)=kx+b(k,b为常数且k≠0)二次函数模型f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠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)=b log a x+c(a,b,c为常数,b≠0,a>0且a≠1)幂函数模型f(x)=ax n+b (a,b为常数,a≠0)2.三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 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值变化而各有不同值的比较存在一个x0,当x>x0时,有log a x<x n<a x微思考解函数应用题的一般步骤是什么?提示解函数应用题的步骤题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”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)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)和y =log a x (a >1)的增长速度.( √ )(4)在选择实际问题的函数模型时,必须使所有的数据完全符合该函数模型.( × )题组二 教材改编2.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 y--则对x ,y 最适合的拟合函数是( ) A .y =2x B .y =x 2-1 C .y =2x -2 D .y =log 2x答案 D解析 根据x =,y =-,代入计算,可以排除A ;根据x =,y =,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.3.已知某物体的温度Q (单位:摄氏度)随时间t (单位:分钟)的变化规律为Q =m ·2t +21-t (t ≥0,且m >0).若物体的温度总不低于2摄氏度,则m 的取值范围是________. 答案 ⎣⎡⎭⎫12,+∞解析 由题意得,m ·2t +21-t ≥2恒成立(t ≥0,且m >0), 又m ·2t +21-t ≥22m ,∴22m ≥2,∴m ≥12.4.用长度为24的材料围一矩形场地,中间加两道隔墙,要使矩形的面积最大,则隔墙的长度为________. 答案 3解析 设隔墙的长度为x (0<x <6),矩形面积为y , 则y =x ×24-4x2=2x (6-x )=-2(x -3)2+18,∴当x =3时,y 最大.题组三 易错自纠5.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 .8 B .9 C .10 D .11 答案 C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”.6.某物体一天中的温度T 是关于时间t 的函数,且T =t 3-3t +60,时间单位是小时,温度单位是℃,当t =0时表示中午12∶00,其后t 值为正,则上午8时该物体的温度是________. 答案 8℃解析 由题意知,上午8时,即t =-4, 因此所求温度T =(-4)3-3×(-4)+60=8℃.题型一 用函数图象刻画变化过程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( )答案B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.2.(2020·全国Ⅰ)某校一个课外学习小组为研究某作物种子的发芽率y和温度x(单位:℃)的关系,在20个不同的温度条件下进行种子发芽实验,由实验数据(x i,y i)(i=1,2,…,20)得到下面的散点图:由此散点图,在10℃至40℃之间,下面四个回归方程类型中最适宜作为发芽率y和温度x 的回归方程类型的是()A.y=a+bx B.y=a+bx2C.y=a+b e x D.y=a+b ln x答案D解析由散点图可以看出,点大致分布在对数型函数的图象附近.3.已知正方形ABCD的边长为4,动点P从B点开始沿折线BCDA向A点运动.设点P运动的路程为x,△ABP的面积为S,则函数S=f(x)的图象是()答案D解析依题意知,当0≤x≤4时,f(x)=2x;当4<x≤8时,f(x)=8;当8<x≤12时,f(x)=24-2x,观察四个选项知D项符合要求.思维升华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: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: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,选择出符合实际情况的答案.题型二 已知函数模型的实际问题例1 小王大学毕业后,决定利用所学专业进行自主创业.经过市场调查,生产某小型电子产品需投入年固定成本3万元,每生产x 万件,需另投入流动成本W (x )万元,在年产量不足8万件时,W (x )=13x 2+x (万元).在年产量不小于8万件时,W (x )=6x +100x -38(万元).每件产品售价5元.通过市场分析,小王生产的商品当年能全部售完.(1)写出年利润L (x )(万元)关于年产量x (万件)的函数解析式;(注:年利润=年销售收入-固定成本-流动成本)(2)年产量为多少万件时,小王在这一商品的生产中所获利润最大?最大利润是多少? 解 (1)每件产品售价为5元, 则x 万件产品的销售收入为5x 万元. 当0<x <8时,L (x )=5x -⎝⎛⎭⎫13x 2+x -3=-13x 2+4x -3; 当x ≥8时,L (x )=5x -⎝⎛⎭⎫6x +100x -38-3=35-⎝⎛⎭⎫x +100x . 故L (x )=⎩⎨⎧-13x 2+4x -3,0<x <8,35-⎝⎛⎭⎫x +100x ,x ≥8.(2)当0<x <8时,L (x )=-13x 2+4x -3=-13(x -6)2+9;当x =6时,L (x )取最大值为L (6)=9(万元); 当x ≥8时,L (x )=35-⎝⎛⎭⎫x +100x ≤35-2x ·100x=15(万元),⎝⎛⎭⎫当且仅当x =100x ,即x =10时,取等号. 综上,当年产量为10万件时,小王在这一商品的生产中所获利润最大,最大利润为15万元.思维升华 求解已知函数模型解决实际问题的关键 (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.跟踪训练1 某地西红柿上市后,通过市场调查,得到西红柿种植成本Q (单位:元/100 kg)与上市时间t (单位:天)的数据如下表:时间t 60 100 180 种植成本Q11684116根据上表数据,从下列函数中选取一个函数描述西红柿种植成本Q 与上市时间t 的变化关系: Q =at +b ,Q =at 2+bt +c ,Q =a ·b t ,Q =a ·log b t . 利用你选取的函数,求:(1)西红柿种植成本最低时的上市天数是________; (2)最低种植成本是________元/100 kg. 答案 (1)120 (2)80解析 因为随着时间的增加,种植成本先减少后增加,而且当t =60和t =180时种植成本相等,再结合题中给出的四种函数关系可知,种植成本与上市时间的变化关系应该用二次函数Q =at 2+bt +c ,即Q =a (t -120)2+m 描述,将表中数据代入可得⎩⎪⎨⎪⎧ a (60-120)2+m =116,a (100-120)2+m =84,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =,m =80,所以Q =0.01(t -120)2+80,故当上市天数为120时,种植成本取到最低值80元/100 kg.题型三 构造函数模型的实际问题命题点1 构造二次函数模型例2 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),若每年销售量为⎝⎛⎭⎫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%]答案 A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].命题点2 构造指数函数、对数函数模型例3 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110112x ⎛⎫=-⎪⎝⎭. (2)设经过m 年剩余面积为原来的22, 则a (1-x )m =22a ,即11021122m⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 即m 10=12,解得m =5. 故到今年为止,该森林已砍伐了5年.若本例的条件不变,试计算:今后最多还能砍伐多少年?解 设从今年开始,以后砍了n 年, 则n 年后剩余面积为22a (1-x )n . 令22a (1-x )n ≥14a ,即(1-x )n ≥24, 31021122n ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭≥,即n 10≤32,解得n ≤15.故今后最多还能砍伐15年.命题点3 构造分段函数模型例4 国庆期间,某旅行社组团去风景区旅游,若每团人数在30或30以下,飞机票每张收费900元;若每团人数多于30,则给予优惠;每多1人,机票每张减少10元,直到达到规定人数75为止.每团乘飞机,旅行社需付给航空公司包机费15 000元. (1)写出飞机票的价格关于人数的函数; (2)每团人数为多少时,旅行社可获得最大利润?解 设该旅行团的人数为x 人,飞机票的价格为y 元.旅行社可获得的利润为w 元. (1)①当0≤x ≤30时,y =900, ②当30<x ≤75时,y =900-10(x -30)=-10x +1 200,综上有y =⎩⎪⎨⎪⎧900,0≤x ≤30,-10x +1 200,30<x ≤75.(2)当0≤x ≤30时,w =900x -15 000,当x =30时,w max =900×30-15 000=12 000(元); 当30<x ≤75时,w =(-10x +1 200)·x -15 000 =-10x 2+1 200x -15 000 =-10(x -60)2+21 000, 当x =60时,w 最大为21 000元,∴每团人数为60时,旅行社可获得最大的利润.素养提升 1.在应用函数解决实际问题时需注意以下四个步骤:(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择函数模型.(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,建立相应的函数模型.(3)解模:求解函数模型,得出数学结论. (4)还原:将数学结论还原为实际意义的问题.2.通过对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题,用数学知识和方法构建函数模型解决问题,提升数学建模核心素养.跟踪训练2 (1)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y1=x-x2,在B地的销售利润(单位:万元)为y2=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.万元B.11万元C.43万元D.万元答案C解析设在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,所以可获得利润y=x-x2+2(16-x)=-x2+x+32=-(x-)2+×2+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.(2)(多选)已知一容器中有A,B两种菌,且在任何时刻A,B两种菌的个数乘积均为定值1010,为了简单起见,科学家用P A=lg n A来记录A菌个数的资料,其中n A为A菌的个数.现有以下几种说法,其中正确的是()A.P A≥1B.P A≤10C.若今天的P A值比昨天的P A值增加1,则今天的A菌个数比昨天的A菌个数多10D.假设科学家将B菌的个数控制为5万,则此时5<P A(注:lg 2≈)答案BD解析当n A=1时,P A=0,故A错误;又n A·n B=1010且n A,n B∈N*,∴n A≤1010,∴P A≤lg 1010=10,故B正确;若P A=1,则n A=10;若P A=2,则n A=100,故C错误;设B菌的个数为n B=5×104,∴n A=10105×104=2×105,则P A=lg n A=5+lg 2.又lg 2≈,∴5<P A,D正确.课时精练1.有一商家从石塘沿水路顺水航行,前往河口,途中因故障停留一段时间,到达河口后逆水航行返回石塘,假设货船在静水中的速度不变,水流速度不变,若该船从石塘出发后所用的时间为x (小时),货船距石塘的距离为y (千米),则下列各图中,能反映y 与x 之间函数关系的大致图象是( )答案 A2.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表示这些数据的规律,其中最接近的一个是( )x 3 4 y812A.y =2x -2 B .y =12(x 2-1)C .y =log 2xD .12log y x答案 B解析 由题表可知函数在(0,+∞)上是增函数,且y 的变化随x 的增大而增大得越来越快,分析选项可知B 符合,故选B.3.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 答案 B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 ×n 元,经历n 次跌停后的价格为a ×n ×(1-10%)n =a ×n ×n =a ×(×)n =n ·a <a ,故该股民这支股票略有亏损.4.长征五号遥五运载火箭创下了我国运载火箭的最快速度,2020年11月24日,它成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道,在不考虑空气阻力的条件下,火箭的最大速度v (单位:km/s)和燃料的质量M (单位:kg)、火箭(除燃料外)的质量m (单位:kg)的函数关系是v=2 000ln ⎝⎛⎭⎫1+M m .若火箭的最大速度为 km/s ,则燃料质量与火箭质量(除燃料外)的比值约为(参考数据:e 6≈ 6)( )A . 6B . 8C . 6D . 8答案 C解析 由v =2 000ln ⎝⎛⎭⎫1+M m =,可得ln ⎝⎛⎭⎫1+M m ==0.005 6,∴M m=e 0.005 6-1≈0.005 6. 5.(多选)某工厂生产一种溶液,按市场要求杂质含量不得超过0.1%,而这种溶液最初的杂质含量为2%,现进行过滤,已知每过滤一次杂质含量减少13,则使产品达到市场要求的过滤次数可以为(参考数据:lg 2≈,lg 3≈)( )A .6B .9C .8D .7答案 BC解析 设经过n 次过滤,产品达到市场要求,则2100×⎝⎛⎭⎫23n ≤11 000,即⎝⎛⎭⎫23n ≤120, 由n lg 23≤-lg 20,即n (lg 2-lg 3)≤-(1+lg 2), 得n ≥1+lg 2lg 3-lg 2≈,故选BC. 6.(多选)小菲在学校选修课中了解到艾宾浩斯遗忘曲线,为了解自己记忆一组单词的情况,她记录了随后一个月的有关数据,绘制图象,拟合了记忆保持量f (x )与时间x (天)之间的函数关系f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -720x +1,0<x ≤1,1219520x -+,1<x ≤30.则下列说法正确的是( )A .随着时间的增加,小菲的单词记忆保持量降低B .第一天小菲的单词记忆保持量下降最多C .9天后,小菲的单词记忆保持量低于40%D .26天后,小菲的单词记忆保持量不足20%答案 ABC解析 由函数解析式可知f (x )随着x 的增加而减少,故A 正确;由图象可得B 正确;当1<x ≤30时,f (x )=1219520x -+,则f (9)=12199520-+⨯=,即9天后,小菲的单词记忆保持量低于40%,故C 正确;f (26)=15+920×1226->15,故D 错误. 7.(2020·蚌埠模拟)某种动物的繁殖数量y (数量:只)与时间x (单位:年)的关系式为y =a log 2(x +1),若这种动物第1年有100只,则到第7年它们发展到________只.答案 300解析 由题意知100=a log 2(1+1)⇒a =100,当x =7时,可得y =100log 2(7+1)=300.8.经市场调查,某种商品在过去50天的销售量和价格均为销售时间t (天)的函数,且销售量近似地满足f (t )=-2t +200(1≤t ≤50,t ∈N ),前30天价格为g (t )=12t +30(1≤t ≤30,t ∈N ),后20天价格为g (t )=45(31≤t ≤50,t ∈N ).则日销售额的最大值为________.答案 6 400解析 设日销售额为S ,当1≤t ≤30时,S =(-2t +200)×⎝⎛⎭⎫12t +30=-t 2+40t +6 000=-(t -20)2+6 400.当t =20时,S max =6 400;当31≤t ≤50时,S =45(-2t +200)=-90t +9 000,当t =31时,S max =6 210.∵6 210<6 400,故当t =20时,日销售额有最大值6 400.9.(2021·武汉模拟)复利是一种计算利息的方法,即把前一期的利息和本金加在一起算作本金,再计算下一期的利息.某同学有压岁钱1 000元,存入银行,年利率为2.25%,若放入微信零钱通或者支付宝的余额宝,年利率可达4.01%.如果将这1 000元选择合适方式存满5年,可以多获利息________元.(参考数据: 54≈, 55≈, 15≈)答案 99解析 将1 000元存入微信零钱通或者支付宝的余额宝,选择复利的计算方法,则存满5年后的本息和为1 000×(1+4.01%)5≈1 217(元),故共得利息1 217-1 000=217(元).将1 000元存入银行,则存满5年后的本息和为1 000×(1+2.25%)5≈1 118(元),即获利息1 118-1 000=118(元).故可以多获利息217-118=99(元).10.为了响应政府推进“菜篮子”工程建设的号召,某经销商投资60万元建了一个蔬菜生产基地,第一年支出各种费用8万元,以后每年支出的费用比上一年多2万元,每年销售蔬菜的收入为26万元.设f (n )表示前n 年的纯利润,则从第________年开始盈利.[f (n )=前n 年的总收入-前n 年的总费用支出-投资额]答案 5解析 由题意知f (n )=26n -⎣⎢⎡⎦⎥⎤8n +n (n -1)2×2-60=-n 2+19n -60. 令f (n )>0,即-n 2+19n -60>0,解得4<n <15,所以从第5年开始盈利.11.某地下车库在排气扇发生故障的情况下测得空气中一氧化碳含量达到了危险状态,经抢修排气扇恢复正常.排气4分钟后测得车库内的一氧化碳浓度为64 ppm ,继续排气4分钟后又测得浓度为32 ppm.由检验知该地下车库一氧化碳浓度y (ppm)与排气时间t (分钟)之间存在函数关系y =c ⎝⎛⎭⎫12mt (c ,m 为常数).(1)求c ,m 的值;(2)若空气中一氧化碳浓度不高于 ppm 为正常,问至少排气多少分钟,这个地下车库中的一氧化碳含量才能达到正常状态?解 (1)由题意可列方程组⎩⎨⎧ 64=c ⎝⎛⎭⎫124m ,32=c ⎝⎛⎭⎫128m , 两式相除,解得⎩⎪⎨⎪⎧ c =128,m =14.(2)由题意可列不等式1411282t ⎛⎫ ⎪⎝⎭≤,所以1412t ⎛⎫ ⎪⎝⎭≤⎝⎛⎭⎫128,即14t ≥8,解得t ≥32. 故至少排气32分钟,这个地下车库中的一氧化碳含量才能达到正常状态.12.某家庭进行理财投资,根据长期收益率市场预测,投资债券等稳健型产品的收益与投资额成正比,投资股票等风险型产品的收益与投资额的算术平方根成正比.已知投资1万元时两类产品的收益分别为万元,万元.(1)分别写出两类产品的收益与投资额的函数关系;(2)若该家庭有20万元资金,全部用于理财投资,问:怎样分配资金能使投资获得最大收益,其最大收益是多少万元?解 (1)设两类产品的收益与投资额的函数关系分别为f (x )=k 1x ,g (x )=k 2x .由已知得f (1)=18=k 1,g (1)=12=k 2, 所以f (x )=18x (x ≥0),g (x )=12x (x ≥0). (2)设投资股票类产品为x 万元,则投资债券类产品为(20-x )万元.依题意得y =f (20-x )+g (x )=20-x 8+12x =-x +4x +208(0≤x ≤20). 所以当x =2,即x =4时,收益最大,y max =3万元.故投资债券类产品16万元,投资股票类产品4万元时获得最大收益,为3万元.13.(2020·皖南八校联考)某购物网站在2020年11月开展“全部6折”促销活动,在11日当天购物还可以再享受“每张订单金额(6折后)满300元时可减免100元”.某人在11日当天欲购入原价48元(单价)的商品共42件,为使花钱总数最少,他最少需要下的订单张数为( )A .1B .2C .3D .4答案 C解析 为使花钱总数最少,需使每张订单满足“每张订单金额(6折后)满300元时可减免100元”,即每张订单打折前原金额不少于500元.由于每件原价48元,因此每张订单至少11件,又42=11×3+9,所以最少需要下的订单张数为3.14.物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却规律来描述:设物体的初始温度是T 0,经过一定时间t (单位:min)后的温度是T ,则T -T a =01()2t h a T T ⎛⎫- ⎪⎝⎭,其中T a 称为环境温度,h 称为半衰期.现有一杯用85 ℃热水冲的速溶咖啡,放在21 ℃的房间中,如果咖啡降到37 ℃需要16 min ,那么这杯咖啡要从37 ℃降到29 ℃,还需要________ min.答案 8解析 由题意知T a =21 ℃.令T 0=85 ℃,T =37 ℃,得37-21=161(8521)2h⎛⎫-⋅ ⎪⎝⎭,∴h =8. 令T 0=37 ℃,T =29 ℃,则29-21=81(3721)2t ⎛⎫-⋅ ⎪⎝⎭,∴t =8.15.(多选)(2020·济南模拟)甲、乙、丙、丁四个物体同时从某一点出发向同一方向运动,它们的路程f i (x )(i =1,2,3,4)关于时间x (x ≥0)的函数关系式分别为f 1(x )=2x -1,f 2(x )=x 2,f 3(x )=x ,f 4(x )=log 2(x +1),则下列结论正确的是( )A .当x >1时,甲走在最前面B .当x >1时,乙走在最前面C .当0<x <1时,丁走在最前面,当x >1时,丁走在最后面D .如果它们一直运动下去,最终走在最前面的是甲答案 CD解析 甲、乙、丙、丁的路程f i (x )(i =1,2,3,4)关于时间x (x ≥0)的函数关系式分别为f 1(x )=2x -1,f 2(x )=x 2,f 3(x )=x ,f 4(x )=log 2(x +1),它们对应的函数模型分别为指数型函数模型、二次函数模型、一次函数模型、对数型函数模型.当x =2时,f 1(2)=3,f 2(2)=4,所以A 不正确;当x =5时,f 1(5)=31,f 2(5)=25,所以B 不正确;根据四种函数的变化特点,对数型函数的增长速度是先快后慢,又当x =1时,甲、乙、丙、丁四个物体走过的路程相等,从而可知,当0<x <1时,丁走在最前面,当x >1时,丁走在最后面,所以C 正确;指数型函数的增长速度是先慢后快,当运动的时间足够长时,最前面的物体一定是按照指数型函数模型运动的物体,即一定是甲物体,所以D 正确.16.(2020·安徽皖东名校联盟联考)某公司计划投资开发一种新能源产品,预计能获得10万元~1 000万元的收益.现准备制定一个对开发科研小组的奖励方案;奖金y (单位:万元)随收益x (单位:万元)的增加而增加,且奖金总数不超过9万元,同时奖金总数不超过收益的20%.(1)若建立奖励方案函数模型y =f (x ),试确定这个函数的定义域、值域和y x的范围; (2)现有两个奖励方案函数模型:①y =x 150+2;②y =4lg x -3.试分析这两个函数模型是否符合公司的要求?请说明理由.解 (1)y =f (x )的定义域是[10,1 000],值域是(0,9],y x∈(0,]. (2)当y =x 150+2时,y x =1150+2x 的最大值是31150,不符合公司的要求. 当y =4lg x -3时,函数在定义域上为增函数,最大值为9.由y x≤0.2.可知y -x ≤0. 令g (x )=4lg x -3-x ,x ∈[10,1 000],则g ′(x )=20-x ln 105x ln 10<0,所以g (x )在[10,1 000]上单调递减,所以g (x )≤g (10)=-1<0,即y x≤0.2. 故函数y =4lg x -3符合公司的要求.。
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重庆名校精华中学08届高考一轮复习教案函数模型及其应用一.课标要求:1.利用计算工具,比较指数函数、对数函数以及幂函数增长差异;结合实例体会直线上升、指数爆炸、对数增长等不同函数类型增长的含义;2.收集一些社会生活中普遍使用的函数模型(指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等)的实例,了解函数模型的广泛应用。
二.命题走向函数应用问题是高考的热点,高考对应用题的考察即考小题又考大题,而且分值呈上升的趋势。
高考中重视对环境保护及数学课外的的综合性应用题等的考察。
出于“立意”和创设情景的需要,函数试题设置问题的角度和方式也不断创新,重视函数思想的考察,加大函数应用题、探索题、开放题和信息题的考察力度,从而使高考考题显得新颖、生动和灵活。
预测2007年的高考,将再现其独特的考察作用,而函数类应用题,是考察的重点,因而要认真准备应用题型、探索型和综合题型,加大训练力度,重视关于函数的数学建模问题,学会用数学和方法寻求规律找出解题策略。
(1)题型多以大题出现,以实际问题为背景,通过解决数学问题的过程,解释问题;(2)题目涉及的函数多以基本初等函数为载体,通过它们的性质(单调性、极值和最值等)来解释生活现象,主要涉计经济、环保、能源、健康等社会现象。
三.要点精讲1.解决实际问题的解题过程(1)对实际问题进行抽象概括:研究实际问题中量与量之间的关系,确定变量之间的主、被动关系,并用x、y分别表示问题中的变量;(2)建立函数模型:将变量y表示为x的函数,在中学数学内,我们建立的函数模型一般都是函数的解析式;(3)求解函数模型:根据实际问题所需要解决的目标及函数式的结构特点正确选择函数知识求得函数模型的解,并还原为实际问题的解.这些步骤用框图表示:2(1)阅读理解、整理数据的能力:通过分析、画图、列表、归类等方法,快速弄清数据之间的关系,数据的单位等等;(2)建立函数模型的能力:关键是正确选择自变量将问题的目标表示为这个变量的函数,建立函数的模型的过程主要是抓住某些量之间的相等关系列出函数式,注意不要忘记考察函数的定义域;(3)求解函数模型的能力:主要是研究函数的单调性,求函数的值域、最大(小)值,计算函数的特殊值等,注意发挥函数图象的作用。
四.典例解析题型1:正比例、反比例和一次函数型例1.某地区1995年底沙漠面积为95万公顷,为了解该地区沙漠面积的变化情况,进行了连续5年的观测,并将每年年底的观测结果记录如下表。
根据此表所给的信息进行预测:(1)如果不采取任何措施,那么到2010年底,该地区的沙漠面积将大约变为多少万公顷;(2)如果从2000年底后采取植树造林等措施,每年改造0.6万公顷沙漠,那么到哪一年年底该地区沙漠面积减少到90万公顷?解析:(1)由表观察知,沙漠面积增加数y 与年份数x 之间的关系图象近似地为一次函数y =k x +b 的图象。
将x =1,y =0.2与x =2,y =0.4,代入y =k x +b , 求得k=0.2,b =0, 所以y =0.2x (x ∈N )。
因为原有沙漠面积为95万公顷,则到2010年底沙漠面积大约为 95+0.5×15=98(万公顷)。
(2)设从1996年算起,第x 年年底该地区沙漠面积能减少到90万公顷,由题意得 95+0.2x -0.6(x -5)=90, 解得x =20(年)。
故到2015年年底,该地区沙漠面积减少到90万公顷。
点评:初中我们学习过的正比例、反比例和一元一次函数的定义和基本性质,我们要牢固掌握。
特别是题目中出现的“成正比例”、“成反比例”等条件要应用好。
例2.(2006安徽理21)(已知函数()f x 在R 上有定义,对任何实数0a >和任何实数x ,都有()()f ax af x =(Ⅰ)证明()00f =; (Ⅱ)证明(),0,0kx x f x hx x ≥⎧=⎨<⎩ 其中k 和h 均为常数;证明(Ⅰ)令0x =,则()()00f af =,∵0a >,∴()00f =。
(Ⅱ)①令x a =,∵0a >,∴0x >,则()()2f x xf x =。
假设0x ≥时,()f x kx =()k R ∈,则()22f x kx=,而()2xf x x kx kx =⋅=,∴()()2f xxf x =,即()f x kx =成立。
②令x a =-,∵0a >,∴0x <,()()2f xxf x -=-假设0x <时,()f x hx =()h R ∈,则()22f x hx -=-,而()2xf x x hx hx-=-⋅=-,∴()()2f xxf x -=-,即()f x hx =成立。
∴(),0,0kx x f x hx x ≥⎧=⎨<⎩成立。
点评:该题应用了正比例函数的数字特征,从而使问题得到简化。
而不是一味的向函数求值方面靠拢。
题型2:二次函数型例3.一辆中型客车的营运总利润y(单位:万元)与营运年数x(x∈N)的变化关系如表所示,则客车的运输年数为()时该客车的年平均利润最大。
(A)4 (B)5 (C)6 (D)7x年468…cbxaxy++=2(万元)7117…解析:表中已给出了二次函数模型cbxaxy++=2,由表中数据知,二次函数的图象上存在三点(4,7),(6,11),(8,7),则⎪⎩⎪⎨⎧+⋅+⋅=+⋅+⋅=+⋅+⋅=.887,6611,447222cbacbacba。
解得a=-1,b=12,c=-25,即25122-+-=xxy。
而取“=”的条件为xx25=,即x=5,故选(B)。
点评:一元二次函数是高中数学函数中最重要的一个模型,解决此类问题要充分利用二次函数的结论和性质,解决好实际问题。
例4.行驶中的汽车,在刹车后由于惯性的作用,要继续向前滑行一段距离后才会停下,这段距离叫刹车距离。
为测定某种型号汽车的刹车性能,对这种型号的汽车在国道公路上进行测试,测试所得数据如下表。
在一次由这种型号的汽车发生的交通事故中,测得刹车距离为15.13m,问汽车在刹车时的速度是多少?刹车时车速v/km/h153040506080刹车距离s/m 1.237.3012.218.4025.8044.40解析:所求问题就变为根据上表数据,建立描述v与s之间关系的数学模型的问题。
此模型不能由表格中的数据直接看出,因此,以刹车时车速v为横轴,以刹车距离s为纵轴建立直角坐标系。
根据表中的数据作散点图,可看出应选择二次函数作拟合函数。
假设变量v 与s 之间有如下关系式:c bv av s ++=2,因为车速为0时,刹车距离也为0,所以二次曲线的图象应通过原点(0,0)。
再在散点图中任意选取两点A (30,7.30),B (80,44.40)代入,解出a 、b 、c 于是v v s 0563.00062.02+=。
(代入其他数据有偏差是许可的)将s=15.13代入得v v 0563.00062.013.152+=,解得v ≈45.07。
所以,汽车在刹车时的速度是45.07km/h 。
例5.(2003北京春,理、文21)某租赁公司拥有汽车100辆.当每辆车的月租金为3000元时,可全部租出.当每辆车的月租金每增加50元时,未租出的车将会增加一辆.租出的车每辆每月需要维护费150元,未租出的车每辆每月需要维护费50元.(1)当每辆车的月租金定为3600元时,能租出多少辆车?(2)当每辆车的月租金定为多少元时,租赁公司的月收益最大?最大月收益是多少? 解:(1)当每辆车的月租金定为3600元时,未租出的车辆数为:5030003600- =12,所以这时租出了88辆车.(2)设每辆车的月租金定为x 元,则租赁公司的月收益为:f (x )=(100-503000-x )(x -150)-503000-x ×50,整理得:f (x )=-502x +162x -21000=-501(x -4050)2+307050.所以,当x =4050时,f (x )最大,其最大值为f (4050)=307050.即当每辆车的月租金定为4050元时,租赁公司的月收益最大,最大收益为307050元.点评:本题贴近生活。
要求考生读懂题目,迅速准确建立数学模型,把实际问题转化为数学问题并加以解决。
题型3:分段函数型例6.某集团公司在2000年斥巨资分三期兴建垃圾资源化处理工厂,如下表:如果每期的投次从第二年开始见效,且不考虑存贷款利息,设2000年以后的x 年的总收益为f (x )(单位:千万元),试求f (x )的表达式,并预测到哪一年能收回全部投资款。
解析:由表中的数据知,本题需用分段函数进行处理。
由表中的数据易得,f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧∈-+-+∈-+∈}765{ ),4(4)2(42}43{),2(42}21{,2Λ,,,,x x x x x x x x x 。
显然,当n ≤4时,不能收回投资款。
当n ≥5时,由f (n)=10n-24>70, 得n>9.4,取n=10。
所以到2010年可以收回全部投资款。
点评:分段函数是根据实际问题分类讨论函数的解析式,从而寻求在不同情况下实际问题的处理结果。
例7.(2000全国,21)某蔬菜基地种植西红柿,由历年市场行情得知,从二月一日起的300天内,西红柿市场售价与上市时间的关系用图2—10中(1)的一条折线表示;西红柿的种植成本与上市时间的关系用图2—10中(2)的抛物线表示.图2—10(1)写出图中(1)表示的市场售价与时间的函数关系式P =f (t ); 写出图中(2)表示的种植成本与时间的函数关系式Q =g (t );(2)认定市场售价减去种植成本为纯收益,问何时上市的西红柿纯收益最大? (注:市场售价和种植成本的单位:元/102 ,kg ,时间单位:天) 解:(1)由图(1)可得市场售价与时间的函数关系为f (t )=⎩⎨⎧≤<-≤≤-;300200,3002,2000,300t t t t由图(2)可得种植成本与时间的函数关系为 g (t )=2001(t -150)2+100,0≤t ≤300. (2)设t 时刻的纯收益为h (t ),则由题意得h (t )=f (t )-g (t ),即h (t )=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<-+-≤≤++-.300200,21025272001,2000,2175********t t t t t t当0≤t ≤200时,配方整理得h (t )=-2001(t -50)2+100, 所以,当t =50时,h (t )取得区间[0,200]上的最大值100; 当200<t ≤300时,配方整理得h (t )=-2001(t -350)2+100, 所以,当t =300时,h (t )取得区间(200,300]上的最大值87.5.综上,由100>87.5可知,h (t )在区间[0,300]上可以取得最大值100,此时t =50,即从二月一日开始的第50天时,上市的西红柿纯收益最大.点评:本题主要考查由函数图象建立函数关系式和求函数最大值的问题.考查运用所学知识解决实际问题的能力. 题型4:三角函数型例8.某港口水的深度y (m)是时间t (0≤t ≤24,单位:h )的函数,记作y =f (t)。