研究性学习：“数学在生活中的应用”结题报告

研究性学习：“数学在生活中的应用”结题报告
一、课题研究背景：
数学是一门很有用的学科。

自从人类出现在地球上那天起，人们便在认识世界、改造世界的同时对数学有了逐渐深刻的了解。

早在远古时代，就有原始人“涉猎计数”与“结绳记事”等种种传说。

可见，在早期一些古代文明社会中已产生了数学的开端和萌芽。

在BC3000年左右巴比伦和埃及数学出现以前，人类在数学上没有取得更多的进展，而在BC600—BC300年间古希腊学者登场后，数学便开始作为一名有组织的、独立的和理性的学科登上了人类发展史的大舞台。

如今，数学知识和数学思想在工农业生产和人们日常生活中有极其广泛的应用。

譬如，人们购物后须记账，以便年终统计查询；去银行办理储蓄业务；查收各住户水电费用等，这些便利用了算术及统计学知识。

此外，社区和机关大院门口的“推拉式自动伸缩门”；运动场跑道直道与弯道的平滑连接；底部不能靠近的建筑物高度的计算；隧道双向作业起点的确定；折扇的设计以及黄金分割等，则是平面几何中直线图形的性质及解直角三角形有关知识的应用。

由此可见，古往今来，人类社会都是在不断了解和探究数学的过程中得到发展进步的。

数学对推动人类文明起了举足轻重的作用。

二、课题研究目的和意义：
1. 让同学们感受数学，体会数学的价值。

“数学在生活中的应用”的研究性学习让同学收集和开发自己生活中的素材，感受数学与我们现实生活的密切关系，让大家感受生活与数学同在，来体验数学自身价值。

2．让同学们领悟数学，思想升华。

“数学在生活中的应用”的研究性学习让学生经历知识的再创造，体验知识的形成过程，形成自身有效的知识，使自己的思想得到进一步的升华。

3．让同学们会用数学。

“数学在生活中的应用”的研究性学习让自己学会应用数学，达到直接为社会创造价值的最终目的。

三、研究过程
1．成立课题小组（第一学期第12周）。

2．开题（第一学期第13周）。

组织学生做好开题报告，介绍本课题的选题背景、立意、课题论证和实施计划。

3．研究。

（第一学期第14周至第二学期第15周）在老师的启发引导下，本课题小组同学积极参与，利用课余、课外时间，通过数学课本、化学资料等对“数学在生活中的应用”课题进行探索、研究和计算，还有部分同学对研究成果通过实验来验证，体现了大家严谨的科学态度。

在老师的指导下，将有关“数学在生活中的应用”的研究成果和心得体会写成小论文。

四、课题：“数学在生活中的应用”的研究成果
小论文：不等式、数列、函数在生活中的应用（见附件1）
五、心得体会
通过这次研究性学习我们学会了很多东西，也懂得了很多。

以前学数学一般是理论性的比较多，缺乏与实际的联系，学了不知道怎么用。

这次研究性学习的最大所得，不在于取得什么成果，而是培养一种思维习惯，一种将现实生活中的现象转化为问题并进行研究的习惯。

当我们在黑板上写字，用力过大而将粉笔折断时，是否想到了粉笔多长才是最优化长度；又当我们去打电话时，是否能够联想到这类似于“函数模型”，从而求出电话费与时间的函数。

甚至当我们玩游戏时，能否用离散和概率的思想。

不禁一笑后，你会发现，其实这些问题都来自于我们的生活，但是它们的复合与延伸，就可能涉及到今日科学的前沿。

另外感觉自己的知识面还是不够宽，例如老师给了很多有价值的问题，由于我们知识浅薄，最终我们选择了“函数、不等式、数列在生活中的应用”等进行探索、研究。

对问题数据计算还可以，但对计出的数据找规律时，就遇到了困难，老师给我们作了指导。

在如果平时学习时，多注意理论与实践的结合，学以致用，做起研究性学习就更能得心手。

研究性学习毕竟是个集体项目，它不仅培养了我们的合作精神，而且也培养了大家的团结友爱，互助协作的精神。

所以组成小组后，我们组就常常在一起讨论题目，等到讨论成熟后，就进行计算研究。

俗话说，三个臭皮匠顶个诸葛亮。

大家在一起如果做出一些东西来，就会有一种成就感，这也是研究性学习带给我们的乐趣所在。

研究性学习培养的是一种创新精神，以及快速解决问题的能力。

参加研究性学习小组，也给了我们一次简单的科学研究工作的体验。

科学工作所需要的严谨，大胆都在这样活动中有着完整的体现。

使我们体会到了科研工作的艰辛，这些将对我们今后的学习与工作产生积极的作用和深远的影响。

完成时间：2009年8月
附件1 小论文：函数、不等式、数列在生活中的应用
高二（24）班研究性学习小组
第一部分不等式的应用
日常生活中常用的不等式有：一元一次不等式、一元二次不等式和平均值不等式。

前两类不等式的应用与其对应函数及方程的应用如出一辙，而平均值不等式在生产生活中起到了不容忽视的作用。

在生产和建设中，许多与最优化设计相关的实际问题通常可应用平均值不等式来解决。

包装罐设计问题
1、“白猫”洗衣粉桶
“白猫”洗衣粉桶的形状是等边圆柱
若容积一定且底面与侧面厚度一样，问高与底面半径是什么关系时用料最省（即表面积最小）？
分析：容积一定=>лr h=V（定值）
=>S=2лr +2лrh=2л(r +rh)= 2л(r +rh/2+rh/2)
≥2л3 (r h) /4 =3 2лV (当且仅当r =rh/2=>h=2r时取等号),
∴应设计为h=d的等边圆柱体.
2、“易拉罐”问题
圆柱体上下第半径为R,高为h，若体积为定值V,且上下底
厚度为侧面厚度的二倍，问高与底面半径是什么关系时用料最
省（即表面积最小）？
分析：应用均值定理，同理可得h=2d∴应设计为h=2d的圆柱体.
第二部分数列的应用
在实际生活和经济活动中，很多问题都与数列密切相关。

如分期付款、个人投资理财以及人口问题、资源问题等都可运用所学数列知识进行分析，从而予以解决。

按揭货款中的数列问题
随着中央推行积极的财政政策，购置房地产按揭货款（公积金贷款）制度的推出，极大地刺激了人们的消费欲望，扩大了内需，有效地拉动了经济增长。

众所周知，按揭货款（公积金贷款）中都实行按月等额还本付息。

这个等额数是如何得来的，此外若干月后，还应归还银行多少本金，这些人们往往很难做到心中有数。

下面就来寻求这一问题的解决办法。

若贷款数额a0元,贷款月利率为p,还款方式每月等额还本付息a元.设第n月还款后的本金为an,那么有:
a1=a0(1+p)-a,
a2=a1(1+p)-a,
a3=a2(1+p)-a,
......
an+1=an(1+p)-a,.........................(*)
将（*）变形，得（an+1-a/p）/（an-a/p）=1+p.
由此可见，{an-a/p}是一个以a1-a/p为首项，1+p为公比的等比数列。

日常生活中一切有关按揭货款的问题，均可根据此式计算。

第三部分函数的应用
我们所学过的函数有：一元一次函数、一元二次函数、分式函数、无理函数、幂、指、对数函数及分段函数等八种。

这些函数从不同角度反映了自然界中变量与变量间的依存关系，因此代数中的函数知识是与生产实践及生活实际密切相关的。

一元一次函数的应用
一元一次函数在我们的日常生活中应用十分广泛。

当人们在社会生活中从事买卖特别是消费活动时，若其中涉及到变量的线性依存关系，则可利用一元一次函数解决问题。

随着优惠形式的多样化，“可选择性优惠”逐渐被越来越多的经营者采用。

例如超市购物，购买茶壶、茶杯时有两种优惠方法：（1）买一送一（即买一只茶壶送一只茶杯）；（2）打九折（即按购买总价的90% 付款）。

其下还有前提条件是：购买茶壶3只以上（茶壶20元/个，茶杯5元/个）。

这两种优惠办法有区别吗？到底哪种更便宜呢？这时可以应用所学的函数知识，运用解析法将此问题解决。

设某顾客买茶杯x只，付款y元，(x>3且x∈N)，则
用第一种方法付款y1=4×20+(x-4)×5=5x+60;
用第二种方法付款y2=(20×4+5x)×90%=4.5x+72.
接着比较y1y2的相对大小.
设d=y1-y2=5x+60-(4.5x+72)=0.5x-12.
然后便要进行讨论：
当d>0时，0.5x-12>0,即x>24;
当d=0时，x=24;
当d<0时，x<24.
综上所述，当所购茶杯多于24只时，法（2）省钱；恰好购买24只时，两种方法价格相等；购买只数在4—23之间时，法（1）便宜.
二、三角函数的应用
在山林绿化中，须在山坡上等距离植树，且山坡上两树之间的距离投影到平地上须同平地树木间距保持一致。

（如左图）因此，林业人员在植树前，要计算出山坡上两树之间的距离。

这便要用到锐角三角函数的知识。

令C=90 ,B=α ,平地距为d，山坡距为r，则secα=secB =AB/CB=r/d. ∴r=secα×d 这个问题至此便迎刃而解了。

完成时间：2009年8月。