第二章函数与导数第13课时函数模型及其应用教学案(含模拟试题改编)

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函数模型及应用教案

函数模型及应用教案

函数模型及应用教案函数模型是基于数学函数的一种建模方法,通过将现实问题抽象为数学函数的形式来描述、分析和解决问题。

函数模型的应用非常广泛,涉及到许多领域,包括物理、经济、生物等。

一、函数模型的基本概念1. 函数的定义:函数是一个映射关系,将输入映射到唯一的输出,通常用f(x)表示。

2. 自变量和因变量:函数的自变量是输入值,通常用x表示;函数的因变量是输出值,通常用y表示。

3. 函数图像:函数图像是函数在坐标系中的几何表示,可以通过计算和绘制得到。

4. 函数的性质:函数可以有多个性质,包括定义域、值域、单调性、奇偶性等。

二、函数模型的应用1. 物理学中的应用:物理学中许多自然现象都可以用函数模型来描述,如运动学中的位移函数、速度函数和加速度函数,力学中的万有引力函数等。

2. 经济学中的应用:经济学中常常用函数模型来描述供求关系、成本函数、效用函数等,以便分析经济现象和制定经济政策。

3. 生物学中的应用:生物学中常常用函数模型来描述生物体的生长、代谢和进化过程,以便研究和预测生物现象。

4. 工程学中的应用:工程学中常常用函数模型来描述电路、信号处理、控制系统等,以便分析和设计工程系统。

5. 数据分析中的应用:数据分析中常常用函数模型来描述数据的分布和趋势,以便预测和优化数据。

三、函数模型的教学内容1. 函数的基本概念和性质:教学内容包括函数的定义、自变量和因变量的概念、函数图像的绘制和函数的性质分析等。

2. 函数的分类和常见函数模型:教学内容包括线性函数、二次函数、指数函数、对数函数、三角函数等的定义、图像和性质分析等。

3. 函数的应用实例分析:教学内容包括物理、经济、生物、工程等领域的函数模型实例分析,以及数据分析中的函数模型应用实例。

4. 函数模型的建立和求解:教学内容包括根据实际问题建立函数模型、利用函数模型求解问题等。

四、函数模型的教学方法1. 理论讲解:通过讲解基本概念、定理和性质,帮助学生理解函数模型的基本原理和方法。

函数模型及其应用(教案)

函数模型及其应用(教案)

增长型函数模型及其应用复习教学目标:1、使学生在掌握函数基本知识要点的基础上,学会用函数的观点、思想与方法分析、解决实际问题;2、使学生学会正确理解题意,能够把实际问题转化为数学问题并灵活运用数学知识加以解决,提高学生数学建模、解模的能力.复习教学重点:提高学生应用函数的知识分析、解决问题的能力,采用研究、尝试、训练的方法解决. 复习教学难点:根据已知条件建立函数关系式,把实际问题抽象、转化为数学问题,即建立数学模型. 复习教学设计:一、基础梳理1、几种常见的函数模型(1) 一次函数模型:()()0f x ax b a b a =+≠、为常数,;(2) 二次函数模型:()()20f x ax bx c a b c a =++≠、、为常数,;(3) 指数函数模型:()()010x f x b a c a b c a a b =⋅+>≠≠、、为常数,且,;(4) 对数函数模型:()()log 010a f x b x c a b c a a b =+>≠≠、、为常数,且,;(5) 幂函数模型:()()0n f x ax b a b a =+≠、为常数,.(1) 审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,把握数学本质,选择数学模型;(2) 建模:由题设中的数量关系,将文字语言转化为数学符号语言,建立相应的数学模型,将实际问题转化为数学问题;(3) 解模:运用数学知识和方法解决转化得出的数学问题;(4) 还原:回到题目本身,检验求解结果的实际意义,得出结论.二、小试身手1、(巩固对不同函数增长速度的理解)下列命题不正确的是 ( C )(A) 函数()2f x x =在()0+∞, 是增函数;(B) 函数()2x f x =在()0+∞, 是增函数; (C) ()00+x ∃∈∞, ,当0x x >时,22x x >恒成立; (D) ()00+x ∃∈∞, ,当0x x >时,22x x >恒成立. 2、(指数型函数的应用) 某林场计划第一年造林1万亩,以后每年比前一年多造林20%,则三年后一共造林 ( D )(A) 1.4万亩; (B) 1.44万亩; (C) 3.6万亩; (D) 3.64万亩.三、热点考向探究热点1、一次函数、二次函数模型例1、有甲、乙两种商品,经营销售这两种商品所能获得的利润分别是P (万元)和Q (万元),它们与投入资金x (万元)的关系有以下公式:5x P =,Q =今有3万元资金投入经营甲、乙两种商品,为获得最大利润,对甲、乙两种商品的资金投入分别应为多少?能获得的最大利润是多少? 解:设对甲种商品投资x 万元,则对乙种商品投资()3x -万元,总利润为y 万元,根据题意得:)035x y x =+≤≤,令t =,则230x t t --≤≤, , ∴ ()2213132130555220y t t t t ⎛⎫⎡=-+=--+∈ ⎪⎣⎝⎭,, 当32t =时,max 1.05y =,此时,0.753 2.25x x =-=, , 答:为获得最大利润,对甲、乙两种商品的资金投入应分别为0.75万元和2.25万元,能获得的最大利润是1.05万元.方法小结:利用一次函数、二次函数的单调性求最值时,要注意实际问题中自变量的取值范围,对于比较复杂的形式可用换元等方法进行化简.热点二:指数函数与对数函数模型例2、某工厂一、二、三月份的某产品产量分别为1万件、1. 2万件、1. 3万件,为了估测以后每个月的产量,以这三个月的产量为依据,用一个函数模拟该产品的月产量y (万件)与月份x 的关系,模拟函数可选用二次函数或(c b a c ab y x 、、+=为常数,0a ≠),已知四月份的产量为1. 36万件,试问用以上哪个函数作为模拟函数较好?请说明理由.解:若用二次函数模拟,设()20y ax bx c a =++≠,根据题意得:142 1.293 1.3a b c a b c a b c ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩,解方程组得:177202010a b c =-==,,,∴ 2177202010y x x =-++,当4x =时, 1.3y =,与四月份实际产量误差0.06万件; 若用(c b a c ab y x 、、+=为常数,0a ≠)模拟,根据题意得:2311.21.3a b c a b c a b c ⋅+=⎧⎪⋅+=⎨⎪⋅+=⎩,解方程组得:417525a b c =-==,,, ∴ 417525xy ⎛⎫=-⋅+ ⎪⎝⎭,当4x =时, 1.35y =,与四月份实际产量误差0.01万件; 故:用(c b a c ab y x 、、+=为常数)作为模拟函数较好,417525x y ⎛⎫=-⋅+ ⎪⎝⎭. 方法小结:在日常生活中,增长问题常用指数函数模型和幂函数模型进行模拟,有时也可以选用对数函数模型模拟,需和实际情况进行对比,看用哪种模型更为合理.变式练习:根据统计数据发现,从2000年开始,某地区的森林面积y (万亩)与经过的年数x 的关系可用一个对数函数模型()lg 0y a x b a =+≠进行模拟,已知2002年该地区森林面积为3.6万亩,2005年该地区森林面积为4.4万亩,请据此估计该地区2020年的森林面积.(参考数据:lg 20.30≈)解:由题意得:lg 2 3.6lg 5 4.4a b a b ⋅+=⎧⎨⋅+=⎩,解方程组得:23a b ==,, ∴ 2lg 3y x =+,当20x =时,()2lg 20321lg 23 5.6y =+=++≈,答:估计该地区2020年的森林面积约为5.6万亩.四、课堂教学小结:解答应用题的要求:认真审题,合理建模,仔细运算,检查作答.常见的增长类函数模型:一次、二次函数模型、指数函数模型、对数函数模型、幂函数模型. 常用的数学方法:待定系数法.五、分层练习:A 级:1、(人教A 版教材第101页练习改编,检验学生对不同函数增长速度的掌握)已知()2f x x =,()2x g x =,()2log h x x =,当()4+x ∈∞, 时,对三个函数的增长速度进行比较,下列结论正确的是 ( C )(A) ()()()f x g x h x >>; (B) ()()()g x h x f x >>;(C) ()()()g x f x h x >>; (D) ()()()f x h x g x >>.2、(( B )(A) y a bx =+; (B) x y a b =+; (C) 2y ax b =+; (D) b y a x=+. 3、(检验学生对指数函数型模型的掌握) 将甲桶中的a 升水缓慢注入空桶中,t 分钟后甲桶中剩余的水符合指数衰减曲线nt y ae =,假设5分钟后甲桶和乙桶的水量相等,若再过m 分钟后甲桶的水只有8a ,则m = ( D ) (A) 7; (B) 8; (C) 9; (D) 10.4、(检验学生对数学建模的掌握) 商店经销一种洗衣粉,年销量为6000袋,每袋进价为2. 8元,销售价为3. 4元,全年分若干次进货,每次进货均为x 袋,已知每次进货运输费用为62. 5元,全年保管费为x 5.1元,要使利润最大,每次进货量应为 500 袋.B 级:1、(2011年湖北高考,检验学生对指数型函数增长情况的综合应用)放射性元素由于不断有原子放射出微粒子而变成其他元素,其含量不断减少,这种现象称为衰变.假设在放射性同位素铯137的衰变过程中,其含量M (单位:太贝克)与时间t (单位:年)满足函数关系:()3002t M t M -=,其中0M 为0t =时铯137的含量.已知30t =时,铯137含量的变化率是10ln 2-(太贝克/年),则()60M = ( D )(A) 5太贝克; (B) 75ln 2太贝克; (C) 150ln 2太贝克;(D)150太贝克.2、(增长型函数模型的综合应用)某蔬菜基地种植西红柿,由历年市场行情得知,从2月1日起的300天内,西红柿的市场售价与上市时间的关系用图甲的一条折线表示;西红柿的种植成本与上市时间的关系用图乙的抛物线表示:)(1) 写出图甲表示的市场售价与时间的函数关系式()t f P =;写出图乙表示的种植成本与时间的函数关系式()t g Q =;(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?答案:(1)()()()⎩⎨⎧≤-≤≤+-=30020030022000300t t t t t f <, , ,()()()300010015020012≤≤+-=t t t g , ; (2) 第50天上市收益最大.六、考题赏析(2011年湖北17题) 提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v (单位:千米/小时)是车流密度x (单位:辆/千米)的函数.当桥上的的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米/小时,研究表明;当20200x ≤≤时,车流速度v 是车流密度x 的一次函数.(I) 当0200x ≤≤时,求函数()v x 的表达式;(II) 当车流密度x 为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观点的车辆数,单位:辆/每小时)()()f x x v x =⋅可以达到最大,并求出最大值(精确到1辆/小时).解:(I) 由题意:当()02060x v x ≤≤=时,;当()20200x v x ax b ≤≤=+时,设,再由已知得12000320602003a a b a b b ⎧=-⎪+=⎧⎪⎨⎨+=⎩⎪=⎪⎩,, 解得,,故函数()v x 的表达式为()()600201200202003x v x x x ≤≤⎧⎪=⎨-<≤⎪⎩, ,, . (II) 依题意并由(I)可得()()600201200202003x x f x x x x ≤<⎧⎪=⎨-<≤⎪⎩, ,, , 当()020x f x ≤≤时,为增函数,故当20x =时,其最大值为6020=1200⨯;当20200x <≤时,()()()220011100002003323x x f x x x +-⎡⎤=-≤=⎢⎥⎣⎦, 当且仅当200x x =-,即100x =时,等号成立。

函数模型及其应用教案

函数模型及其应用教案

函数模型及其应用教案一、教学目标1. 理解函数的概念,了解函数模型的产生和应用;2. 学习两种常见函数模型的基本形式和参数,并能解决实际问题应用;3. 认识函数模型在现实生活和工程实践中的重要作用;4. 提高学生分析和解决实际问题的能力。

二、教学重点1. 函数的概念与应用;2. 两种常见函数模型的基本形式与参数;3. 实际问题中函数模型的应用。

三、教学难点1. 函数模型在数学联系与实际应用展示之间的联系;2. 如何将实际问题转化为基本形式的函数模型。

四、教学方法1. 讲授教学法;2. 课堂互动式教学法;3. 问题式教学法。

五、教学准备1. 多媒体教学设备;2. 函数模型案例资料。

六、教学过程1. 引入函数是一种重要的数学概念,也是自然科学、经济学、工程技术等领域的基础。

而函数模型则是在实际问题中应用函数的过程中,通过对数据和经验的分析产生的数学模型,可用于预测、控制、优化等目的。

今天我们将学习两种常见函数模型及其应用。

2. 基础知识讲解(1)函数的概念函数是一个输入输出关系的特殊情况。

数学上定义一个函数是指一组数对,其中第一个数(称为自变量)从一个特定集合中取任意一个值,;第二个数(称为因变量或函数值)则从另一集合中取一个值,这个取值完全由第一个数决定。

(2)线性函数模型线性函数模型可以写为 y=a*x+b 的形式,其中 a 称为斜率,b称为截距。

它的应用非常广泛,比如经济学中的供给函数、消费函数,工程学中的动力学方程等等,都可以通过线性函数模型来描述。

(3)指数函数模型指数函数模型可以用 y=a^x+b 的形式表示,其中 a 称为底数,b 称为位移。

指数函数具有非常广泛的应用,在物理学、天文学、化学、生物学、经济学等领域中都有其用途,比如放射性衰变过程、细胞增殖过程、经济增长过程等等都可以使用指数函数模型来描述。

3. 练习将下列实际问题转化为线性函数模型或指数函数模型,并求出相应的参数或曲线。

函数模型及其应用的教学教案

函数模型及其应用的教学教案

函数模型及其应用的教学教案教学教案:函数模型及其应用一、教学目标1.了解函数模型的基本概念和特性;2.掌握函数模型在实际问题中的应用;3.培养学生的数学建模能力和问题解决能力。

二、教学重点和难点1.函数模型的基本概念和特性;2.函数模型在实际问题中的应用。

三、教学方法1.讲授与示范相结合;2.小组合作学习;3.课堂实践。

四、教学过程步骤一:导入新知识(10分钟)1.复习函数的基本概念和性质;2.提出问题:“函数模型是什么?它有什么特点?”;3.学生回答问题并进行讨论。

步骤二:讲解函数模型的基本概念(20分钟)1.介绍函数模型的定义和表示方法;2.引导学生理解函数模型的含义:根据已知条件,建立函数模型来描述一个实际问题;3.示范几个常见的函数模型。

步骤三:探究函数模型的特性(20分钟)1.引入函数模型的性质:单调性、奇偶性、周期性等;2.以实例为例,让学生观察并总结函数模型的特性;3.学生合作完成几个练习题。

步骤四:应用函数模型解决实际问题(30分钟)1.通过实例介绍函数模型在实际问题中的应用,如物体自由落体、物种数量增长等;2.让学生进行小组合作,选择一个实际问题,建立相应的函数模型并解决问题;3.学生展示他们的解决方案,进行评价和讨论。

步骤五:巩固与拓展(20分钟)1.让学生复习巩固所学的内容,完成一篇小结;2.引导学生思考:函数模型在其他学科中的应用;3.教师进行点评和总结。

五、教学评估1.课堂表现评价:学生是否积极参与讨论、是否能熟练运用函数模型解决实际问题等;2.书面作业评价:布置相关练习题,检查学生的掌握程度。

六、教学资源1.教材:《数学教材》;2.多媒体教学工具;3.实际问题的资料。

七、教学反思通过本节课的教学,学生能够理解函数模型的基本概念和特性,能够应用函数模型解决实际问题。

在教学过程中,我注重将知识与实际问题相结合,让学生能够在解决问题的过程中感受到函数模型的重要性和应用价值。

高一数学必修一教案《函数模型及其应用》

高一数学必修一教案《函数模型及其应用》

高一数学必修一教案《函数模型及其运用》【导语】心无旁骛,全力以赴,争分夺秒,坚强拼搏脚踏实地,不骄不躁,长风破浪,直济沧海,我们,注定成功!作者高一频道为大家推荐《高一数学必修一教案《函数模型及其运用》》期望对你的学习有帮助!【篇一】【内容】建立函数模型刻画现实问题【内容解析】函数模型本身就来源于现实,并用于解决实际问题,所以本节内容是通过对展现的实例进行分析与探究使得学生能有更多的机会从实际问题中发觉或建立数学模型,并能体会数学在实际问题中的运用价值,同时本课题是学生在初中学习了函数的图象和性质的基础上刚上高中进行的一节探究式课堂教学。

在一个具体问题的解决进程中,学生可以从知道知识升华到熟练运用知识,使他们能辩证地看待知识知道与知识运用间的关系,与所学的函数知识前后牢牢相扣,相辅相成。

;另一方面,函数模型本身就是与实际问题结合在一起的,空讲理论只能导致学生不能真正知道函数模型的运用和在运用进程中函数模型的建立与解决问题的进程,而从简单、典型、学生熟悉的函数模型中发掘、提炼出来的思想和方法,更容易被学生接受。

同时,应尽量让学生在简单的实例中学习并感受函数模型的挑选与建立。

由于建立函数模型离不开函数的图象及数据表格,所以会有一定量的原始数据的处理,这可能会用到电脑和运算器以及图形工具,而我们的教学应更加关注的是通过实际问题的分析进程来挑选适当的函数模型和函数模型的构建进程。

在这个进程中,要使学生侧重体会的是模型的建立,同时体会模型建立的可操作性、有效性等特点,学习模型的建立以解决实际问题,培养发展有条理的思维和表达能力,提高逻辑思维能力。

【教学目标】(1)体现建立函数模型刻画现实问题的基本进程.(2)了解函数模型的广泛运用(3)通过学生进行操作和探究提高学生发觉问题、分析问题、解决实际问题的能力(4)提高学生探究学习新知识的爱好,培养学生,勇于探索的科学态度【重点】了解并建立函数模型刻画现实问题的基本进程,了解函数模型的广泛运用【难点】建立函数模型刻画现实问题中数据的处理【教学目标解析】通过对全班学生中抽样得出的样本进行分析和处理,,使学生认识到本节课的重点是利用函数建模刻画现实问题的基本进程和提高解决实际问题的能力,在引导突出重点的同时能过学生的小组合作探究来突破本节课的难点,这样,在小组合作学习与探究进程中实现教学目标中对知识和能力的要求(目标1,2,3)在如何用函数建模刻画现实问题的基本进程中让学生亲身体验函数运用的广泛性,同时提高学生探究学习新知识的爱好,培养学生主动参与、自主学习、勇于探索的科学态度,从而实现教学目标中的德育目标(目标4)【学生学习中预期的问题及解决方案预设】①描点的规范性;②实际操作的速度;③解析式的运算速度④运算终止后不进行检验针对上述可能显现的问题,我在课前课上处理是,课前给学生准备一些坐标纸来提高描点的规范性,同时让学生使用运算器利用小组讨论来进行多人合作以期提高相应运算速度,在解析式得出后引导学生得出的标准应当是只有一个的较好的,不能有很多的标准,这样以期引导学生想到对结果进行挑选从而引出检验.【教学用具】多媒体辅助教学(ppt、运算机)。

函数模型的应用实例教案

函数模型的应用实例教案

函数模型的应用实例教案教案:函数模型的应用实例一、课程背景在数学教学中,函数是一个非常重要的概念,在实际生活中也有许多应用。

函数模型是数学中一种常用的模型方法,它可以很好地描述和解决一些实际问题。

本课程将以函数模型的应用实例为切入点,帮助学生理解函数模型的概念和运用方法。

二、教学目标1.知识与能力目标:-理解函数模型的基本概念;-掌握函数模型的建立方法;-运用函数模型解决实际问题。

2.过程与方法目标:-引导学生发现问题和解决问题的方法;-培养学生的创新思维和实际应用能力;-培养学生的合作学习和表达能力。

3.情感态度和价值观目标:-培养学生对数学的兴趣和热爱;-培养学生的团队协作和分享精神;-培养学生的实际问题解决能力。

三、教学过程1.引入(10分钟)-介绍函数的概念和作用,以及函数模型在实际中的应用;-分享一个有关函数模型的实际问题,如汽车行驶的距离与时间的关系。

2.探究(20分钟)- 提出一个问题:假设一辆汽车以60km/h的速度行驶,行驶时间为t小时,求行驶的距离d;-学生们自主讨论解决此问题的思路和方法;-指导学生建立函数模型:行驶距离d与行驶时间t之间的关系可以用函数d(t)表示,其中d(t)=60t。

3.拓展(30分钟)-提出更多有关函数模型的实际问题,如货物运输成本与距离的关系、人口增长与时间的关系等;-学生们自主讨论解决这些问题的方法,并建立相应的函数模型;-学生们分为小组,互相分享并比较各自的解决方法和函数模型。

4.总结(15分钟)-引导学生总结函数模型的建立方法:观察题目中的各种因素,确定变量及其之间的关系,建立函数模型;-引导学生总结函数模型的应用领域:经济、物理、生物等各个领域均有函数模型的应用。

5.展示(20分钟)-邀请几个学生上台演示他们解决实际问题的步骤和函数模型;-学生们展示自己的函数模型,分享成功的经验和困惑;-整理和归纳学生们的展示内容,进行点评和讨论。

六、教学评价1.形成性评价:观察学生的探究过程和成果,给予及时的反馈和指导;2.自评和互评:学生们根据课堂表现、参与度和拓展能力进行自我评价和互评;3.总结性评价:布置作业,让学生运用函数模型解决其他实际问题,并提交书面报告。

《函数模型的应用实例》教案

《函数模型的应用实例》教案

《函数模型的应用实例》教案第一章:引言1.1 课程背景本节课将引导学生了解函数模型在实际生活中的应用,通过具体的实例让学生感受函数模型的重要性。

1.2 教学目标(1)了解函数模型的概念及其在实际问题中的应用。

(2)通过实例分析,学会建立函数模型解决实际问题。

1.3 教学内容(1)函数模型的定义及其特点。

(2)函数模型在实际问题中的应用实例。

第二章:线性函数模型2.1 课程背景本节课将引导学生了解线性函数模型,并通过实例让学生学会如何建立线性函数模型解决实际问题。

2.2 教学目标(1)了解线性函数模型的定义及其特点。

(2)学会建立线性函数模型解决实际问题。

2.3 教学内容(1)线性函数模型的定义及其特点。

(2)线性函数模型在实际问题中的应用实例。

第三章:二次函数模型3.1 课程背景本节课将引导学生了解二次函数模型,并通过实例让学生学会如何建立二次函数模型解决实际问题。

3.2 教学目标(1)了解二次函数模型的定义及其特点。

(2)学会建立二次函数模型解决实际问题。

3.3 教学内容(1)二次函数模型的定义及其特点。

(2)二次函数模型在实际问题中的应用实例。

第四章:指数函数模型4.1 课程背景本节课将引导学生了解指数函数模型,并通过实例让学生学会如何建立指数函数模型解决实际问题。

4.2 教学目标(1)了解指数函数模型的定义及其特点。

(2)学会建立指数函数模型解决实际问题。

4.3 教学内容(1)指数函数模型的定义及其特点。

(2)指数函数模型在实际问题中的应用实例。

第五章:总结与拓展5.1 课程背景本节课将对前面所学的函数模型进行总结,并通过拓展实例让学生进一步感受函数模型在实际生活中的应用。

5.2 教学目标(1)总结本节课所学的内容,巩固所学知识。

(2)通过拓展实例,进一步感受函数模型在实际问题中的应用。

5.3 教学内容(1)对前面所学的函数模型进行总结。

(2)通过拓展实例,感受函数模型在实际问题中的应用。

《函数模型的应用实例》教案

《函数模型的应用实例》教案

《函数模型的应用实例》教案一、教学目标1. 理解函数模型在实际问题中的应用。

2. 学会构建函数模型解决实际问题。

3. 培养学生的数学建模能力和创新思维。

二、教学内容1. 函数模型概述2. 常见函数模型及其应用3. 函数模型的构建方法4. 函数模型在实际问题中的应用案例分析5. 函数模型的评估与优化三、教学重点与难点1. 教学重点:函数模型在实际问题中的应用,函数模型的构建方法。

2. 教学难点:函数模型的评估与优化。

四、教学方法1. 案例分析法:通过实际问题案例,引导学生学会构建函数模型解决问题。

2. 讨论法:分组讨论,分享不同函数模型在实际问题中的应用。

3. 实践操作法:让学生动手实践,优化函数模型。

五、教学准备1. 教学PPT2. 实际问题案例及解决方案3. 计算机软件(如MATLAB、Excel等)4. 练习题教案内容示例:第一课时:函数模型概述1. 导入:介绍函数模型在实际生活中的应用,如线性规划、最优化问题等。

2. 讲解:讲解函数模型的概念、特点和分类。

3. 案例分析:分析实际问题案例,引导学生理解函数模型。

4. 练习:让学生练习构建简单的函数模型。

第二课时:常见函数模型及其应用1. 导入:介绍常见函数模型,如线性函数、二次函数等。

2. 讲解:讲解常见函数模型的性质及其在实际问题中的应用。

3. 案例分析:分析实际问题案例,引导学生运用常见函数模型解决问题。

4. 练习:让学生运用常见函数模型解决实际问题。

后续课时依次讲解函数模型的构建方法、函数模型在实际问题中的应用案例分析、函数模型的评估与优化等内容。

教学反思:在教学过程中,关注学生的学习反馈,及时调整教学方法和节奏,确保学生能够掌握函数模型在实际问题中的应用。

注重培养学生的创新思维和动手实践能力,提高他们的数学建模能力。

六、教学活动设计1. 课堂讲解:介绍函数模型的基本概念和重要性。

2. 案例分析:分析实际问题,引导学生识别和构建函数模型。

人教版高中必修13.2函数模型及其应用教学设计

人教版高中必修13.2函数模型及其应用教学设计

人教版高中必修13.2函数模型及其应用教学设计一、教学目标1.理解函数模型的概念,并掌握基本函数模型的构成和性质;2.掌握函数模型在实际问题中的应用方法;3.学会使用函数模型解决实际问题。

二、教学重点1.函数模型的构成和性质;2.函数模型在实际问题中的应用方法;3.使用函数模型解决实际问题的能力。

三、教学难点1.函数模型的抽象概念;2.函数模型在实际问题中的应用方法的理解和掌握;3.解决实际问题的能力培养。

四、教学内容和教学方法1. 教学内容本节课的教学内容是函数模型及其应用,其具体包括如下几个方面。

(1) 函数模型的概念•函数的定义;•函数的性质;•基本函数模型的构成和性质。

(2) 函数模型在实际问题中的应用•通过实际问题建立函数模型;•利用函数模型解决实际问题;•利用函数模型进行分析和预测。

2. 教学方法本节课的教学方法包括如下几种。

(1) 导入新知识引入新知识需要考虑让学生能够以不同的方式理解和掌握知识点。

推荐以下两种方式:•讲授法:通过讲解、演示、PPT等方式,向学生介绍函数模型及其应用的基本概念;•互动式教学法:引导学生进行讨论和思考,提高学生对知识的探究和理解能力。

(2) 训练实际应用能力针对练习实际应用能力的训练,可以采用以下方式:•例题讲解法:通过讲解一些有代表性的例题,引导学生了解函数模型的实用性;•自主创作法:鼓励学生尝试自行分析实际问题,创作并解决问题。

(3) 评估学习效果通过考试和检测学生的作品,了解学生掌握知识和应用能力的程度,为后续教学打好基础。

五、教学步骤1. 教师引入通过PPT、讲课、互动等方式,向学生介绍函数模型和应用的基本概念,引导学生开始对新知识感兴趣并逐渐理解。

2. 学生探究将学生分为小组,给每个小组分配一组实际问题,让他们分析并在小组内讨论问题的解决办法,然后将结果展示给全班。

3. 老师讲解针对学生提出的问题和讨论,教师进行针对性的讲解,帮助学生掌握和理解函数模型的应用方法。

高考数学一轮复习-第13课时-函数模型及其应用教学案

高考数学一轮复习-第13课时-函数模型及其应用教学案

第13课时 函数模型及其应用教学目标:会抽象概括实际问题从而建立函数模型,会求解函数模型。

一、基础训练1.某种茶杯,每个0.5元,把买茶坏的钱数y (元)表示为茶杯个数x (个)和函数___________.2.建筑一个容积为8000米3,深6米的长方体蓄水池(无盖),池壁造价为a 元/米2,池底造价为2a 元/米2,把总造价y 元表示为一底的边长x 米的函数____________________.3.一种产品的成本原来是a 元,在今后m 年内,计划使成本平均每年比上一年降低p%,写出成本随经过年数变化的函数关系式__________________.4.在国内投寄平信,每封信不超过20克重付邮资80分,超过20克重而不超过40克重付邮资160分,将每封信的应付邮资(分)表示为信重x (0<x ≤40)克的函数,其表达式为f(x)=_______.5.向高为H 的水瓶中注水,注满为止,如果注水量V 与水深h 的函数关系图象如图所示,那么水瓶的形状是:二、合作探究例1. 如图所示,在矩形ABCD 中,已知AB=a ,BC=b (b <a ),在AB ,AD ,CD ,CB 上分别截取AE ,AH ,CG ,CF 都等于x ,当x 为何值时,四边形EFGH 的面积最大?并求出最大面积.变式训练1:某商人将进货单价为8元的某种商品按10元一个销售时,每天可卖出100个,现在他采用提高售价,减少进货量的办法增加利润,已知这种商品销售单价每涨1元,销售量就减少10个,问他将售价每个定为多少元时,才能使每天所赚的利润最大?并求出最大值.例2. 据气象中心观察和预测:发生于M 地的沙尘暴一直向正南方向移动,其移动速度v (km/h )与时间t (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 左侧部分的面积即为t (h )内沙尘暴所经过的路程s (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 ,试判断这场沙尘暴是否会侵袭到N 城,如果会,在沙尘暴发生后多长时间它将侵袭到N 城?如果不会,请说明理由.变式训练2:某工厂生产一种机器的固定成本(即固定投入)为0.5万元,但每生产100台,需要加可变成本(即另增加投入)0.25万元.市场对此产品的年需求量为500台,销售的收入函数为R (x )=5x-22x (万元)(0≤x ≤5),其中x 是产品售出的数量(单位:百台).(1)把利润表示为年产量的函数;(2)年产量是多少时,工厂所得利润最大?(3)年产量是多少时,工厂才不亏本?例3. 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、乙两用户该月用水量分别为5x ,3x 吨.(1)求y 关于x(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.变式训练3:1999年10月12日“世界60亿人口日”,提出了“人类对生育的选择将决定世界未来”的主题,控制人口急剧增长的紧迫任务摆在我们的面前.(1)世界人口在过去40年内翻了一番,问每年人口平均增长率是多少?(2)我国人口在1998年底达到12.48亿,若将人口平均增长率控制在1%以内,我国人口在2008年底至多有多少亿?以下数据供计算时使用:数N 1.010 1.015 1.017 1.310 2.000对数lgN 0.004 3 0.006 5 0.007 3 0.117 3 0.301 0数N3.000 5.000 12.48 13.11 13.78 对数lgN 0.477 1 0.699 0 1.096 2 1.117 6 1.139 2三、能力提升1. .等腰梯形ABCD 的两底分别为AB=10,CD=4,两腰AD=CB=5,动点P 由B 点沿折线BCDA 向A 运动,设P 点所经过的路程为x ,三角形ABP 的面积为S(1)求函数S=f(x)的解析式;(2)试确定点P 的位置,使△ABP 的面积S 最大.2.据调查,某地区100万从事传统农业的农民,人均收入3 000元,为了增加农民的收入,当地政府积极引进资本,建立各种加工企业,对当地的农产品进行深加工,同时吸收当地部分农民进入加工企业工作,据估计,如果有x (x >0)万人进企业工作,那么剩下从事传统农业的农民的人均收入有望提高2x%,而进入企业工作的农民的人均收入为3 000a 元 (a >0).(1)在建立加工企业后,要使从事传统农业的农民的年总收入不低于加工企业建立前的农民的年总收入,试求x 的取值范围;(2)在(1)的条件下,当地政府应该如何引导农民(即x 多大时),能使这100万农民的人均年收入达到最大.四、当堂训练1. .快艇和轮船分别从A 地和C 地同时开出,如图各沿箭头所指的方向航行,快艇和轮船的速度 分别是45公里/小时和15公里/小时,已知AC=150公里,经过多少时间后,快艇和轮船之间的距离最短?最短距离是多少?2.商店经销某货物,年销售量为P 件,每件商品一年的库存费用为a 元,每批进货为Q 件,每次进货所需的手续费为S 元,现假设商店在卖完该货时立即进货,平均有2Q 件货物在仓库内(初进货时为Q 件,卖完为O 件,平均2Q 件),试求每批的进货量Q 为多少件时,整个费用最省?。

苏教版版高考数学一轮复习第二章函数函数模型及其应用教学案

苏教版版高考数学一轮复习第二章函数函数模型及其应用教学案

1.常见的几种函数模型(1)一次函数模型:y=kx+b(k≠0).(2)反比例函数模型:y=错误!+b(k,b为常数且k≠0).(3)二次函数模型:y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0).(4)指数函数模型:y=a·b x+c(a,b,c为常数,b>0,b≠1,a≠0).(5)对数函数模型:y=m log a x+n(m,n,a为常数,a>0,a≠1,m≠0).(6)幂函数模型:y=a·x n+b(a≠0).2.三种函数模型之间增长速度的比较函数性质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因n而异图象的变化随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(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.错误!形如f(x)=x+错误!(a>0)的函数模型称为“对勾”函数模型:(1)该函数在(—∞,—错误!]和[错误!,+∞)内单调递增,在[—错误!,0)和(0,错误!]上单调递减.(2)当x>0时,x=错误!时取最小值2错误!,当x<0时,x=—错误!时取最大值—2错误!.一、思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数y=2x与函数y=x2的图象有且只有两个公共点.()(2)幂函数增长比直线增长更快. ()(3)不存在x0,使ax0<x错误!<log a x0. ()(4)f(x)=x2,g(x)=2x,h(x)=log2x,当x∈(4,+∞)时,恒有h(x)<f(x)<g(x). ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√二、教材改编1.某工厂一年中各月份的收入、支出情况的统计图如图所示,则下列说法中错误的是()(注:结余=收入—支出)A.收入最高值与收入最低值的比是3∶1B.结余最高的月份是7月C.1至2月份的收入的变化率与4至5月份的收入的变化率相同D.前6个月的平均收入为40万元D[由题图可知,收入最高值为90万元,收入最低值为30万元,其比是3∶1,故A正确;由题图可知,7月份的结余最高,为80—20=60(万元),故B正确;由题图可知,1至2月份的收入的变化率与4至5月份的收入的变化率相同,故C正确;由题图可知,前6个月的平均收入为错误!×(40+60+30+30+50+60)=45(万元),故D错误.]2.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:x0.500.992.013.98y—0.990.010.982.00则对x,yA.y=2xB.y=x2—1C.y=2x—2D.y=log2xD[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.]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)=错误!x2+2x+20(万元).一万件售价为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.18 [利润L(x)=20x—C(x)=—错误!(x—18)2+142,当x=18时,L(x)有最大值.]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.3[设隔墙的长度为x(0<x<6),矩形面积为y,则y=x×错误!=2x(6—x)=—2(x—3)2+18,∴当x=3时,y最大.]考点1用函数图象刻画变化过程判断函数图象与实际问题中两变量变化过程相吻合的2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.1.(2019·遵义模拟)如图,有一直角墙角,两边的长度足够长,若P处有一棵树与两墙的距离分别是4m和a m(0<a<12).不考虑树的粗细,现用16 m长的篱笆,借助墙角围成一个矩形花圃ABCD,设此矩形花圃的最大面积为u,若将这棵树围在矩形花圃内,则函数u=f(a)(单位:m2)的图象大致是()A B C DB[设AD的长为x m,则CD的长为(16—x)m,则矩形ABCD的面积为x(16—x)m2.因为要将点P围在矩形ABCD内,所以a≤x≤12.当0<a≤8时,当且仅当x=8时,u=64;当8<a <12时,u=a(16—a).画出函数图象可得其形状与B选项接近,故选B.]2.有一个盛水的容器,由悬在它的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()A B C DB[由函数图象可判断出该容器必定有不同规则的形状,且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,故排除A,C,D,选B.]3.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D[根据图象知消耗1升汽油,乙车最多行驶里程大于5千米,故选项A错;以相同速度行驶时,甲车燃油效率最高,因此以相同速度行驶相同路程时,甲车消耗汽油最少,故选项B错;甲车以80千米/小时的速度行驶时燃油效率为10千米/升,行驶1小时,里程为80千米,消耗8升汽油,故选项C错;最高限速80千米/小时,丙车的燃油效率比乙车高,因此相同条件下,在该市用丙车比用乙车更省油,故选项D对.]准确掌握常见函数模型图象的变化趋势是解决此类问题的关键.考点2应用所给函数模型解决实际问题求解所给函数模型解决实际问题的3个关注点(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.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为3万元,每生产x万件,需另投入流动成本为W(x)万元,在年产量不足8万件时,W(x)=错误!x2+x(万元).在年产量不小于8万件时,W(x)=6x+错误!—38(万元).每件产品售价为5元.通过市场分析,小王生产的商品能当年全部售完.(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)因为每件商品售价为5元,则x万件商品销售收入为5x万元,依题意得,当0<x <8时,L(x)=5x—错误!—3=—错误!x2+4x—3;当x≥8时,L(x)=5x—错误!—3=35—错误!.所以L(x)=错误!(2)当0<x<8时,L(x)=—错误!(x—6)2+9.此时,当x=6时,L(x)取得最大值L(6)=9万元,当x≥8时,L(x)=35—错误!≤35—2错误!=35—20=15,此时,当且仅当x=错误!,即x=10时,L(x)取得最大值15万元.因为9<15,所以当年产量为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.解决实际问题时,应注意自变量的取值范围,如本例中x∈(0,+∞).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匀速漏出,t min后剩余的细沙量为y=a e—bt(cm3),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一.16 [当t=0时,y=a,当t=8时,y=a e—8b=错误!a,∴e—8b=错误!,容器中的沙子只有开始时的八分之一时,即y=a e—b t=错误!a,e—b t=错误!=(e—8 b)3=e—24b,则t=24,所以再经过16 min.]考点3构建函数模型解决实际问题构建函数模型解决实际问题的步骤构造二次函数、分段函数模型国庆期间,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15000元.(1)写出每张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*),每张飞机票价格为y元,则y=错误!即y=错误!(2)设旅行社获利S元,则S=错误!即S=错误!因为S=900x—15000在区间(0,30]上为增函数,故当x=30时,S取最大值12000.又S=—10(x—60)2+21000,x∈(30,75],所以当x=60时,S取得最大值21000.故当x=60时,旅行社可获得最大利润.解题过程——谨防2种失误(1)二次函数的最值一般利用配方法与函数的单调性等解决,但一定要密切注意函数的定义域,否则极易出错.(2)求分段函数的最值时,应先求出每一段上的最值,然后比较大小得解.构造y=x+错误!(a>0)模型某养殖场需定期购买饲料,已知该养殖场每天需要饲料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.求该养殖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]设该养殖场x(x∈N*)天购买一次饲料,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=(3x2—3x)(元).从而有y=错误!(3x2—3x+300)+200×1.8=错误!+3x+357≥2错误!+357=417,当且仅当错误!=3x,即x=10时,y有最小值.故该养殖场10天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最少.利用模型f(x)=ax+错误!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.构建指数函数、对数函数模型(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≈0.3010,100.007 5≈1.017)()A.1.5% B.1.6%C.1.7% D.1.8%(2)十三届全国人大一次会议《政府工作报告》指出:过去五年来,我国经济实力跃上新台阶.国内生产总值从54万亿元增加到82.7万亿元,年均增长7.1%,占世界经济比重从11.4%提高到15%左右,对世界经济增长贡献率超过30%,发展的预期目标是国内生产总值增长6.5%左右.如果从开始,以后每年的国内生产总值都按6.5%的增长率增长,那么的国内生产总值约为(提示:1.0653≈1.208)()A.93.8万亿元B.99.9万亿元C.97万亿元D.106.39万亿元(1)C(2)B[(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)=lg 2,所以lg(1+x)=错误!≈0.007 5,所以100.007 5=1+x,得1+x≈1.017,所以x≈1.7%.故选C.(2)由题意可知,我国国内年生产总值约为:82.7×(1+6.5%)3≈99.9(万亿元).故选B.](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,指数函数模型(底数大于1)是增长速度越来越快的一类函数模型,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.1.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错误!,至少应过滤次才能达到市场要求.(已知lg 2≈0.3010,lg 3≈0.477 1)8 [设至少过滤n次才能达到市场要求,则2%错误!错误!≤0.1%,即错误!错误!≤错误!,所以n lg 错误!≤—1—lg 2,所以n≥7.39,所以n=8.]2.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=—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.∴y=错误!(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错误!错误!+错误!(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.。

函数模型及其应用教案新部编本

函数模型及其应用教案新部编本

教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科:_____________任教年级:_____________任教老师:_____________xx市实验学校Modeling and Problem Solving——函数模型及其应用教案中澳课程部王晓叶学情分析:澳方MathB每次的Paper Test都分为两部分,其中Knowledge and Procedures(知识与过程)这个和普通高中数学相似,学生A/B率比较高,但是另外一部分Modeling and Problem Solving(建模与实际问题的解决)学生的A/B率不高。

这一部分内容题目普遍很长、生词量较多,并且都是将数学知识应用于实际生活中,所以大多数学生遇到此类题目都是放弃不做。

MathB这门课又特别注重实际生活问题的解决,而我们的学生这方面意识比较薄弱,抽象概括能力较弱。

所以,我们的教学任务是提高学生的考试成绩等级,提高OP成绩。

但是另一方面,12年级的学生大多数能灵活的使用图形计算器,具有一定的英语语言基础。

教学目标:1.了解函数模型在现实生活中的运用。

2.能够建立恰当的函数模型,并对函数模型进行简单的分析。

3.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。

教学重难点:1.建立合适的函数模型2.利用得到的函数模型解决实际问题教学过程一、引入案例、探索新知(如何确定最合适的函数模型)(18分钟)案例:根据《Daily Mail》报道,上个月一名中国留学生将自己车速飙到180公里/小时的录像传到了Instagram个人网页上,并以配以中文:“从Albany开回Perth,一路180公里/小时,将4.5小时的车程缩短到3.5小时。

”目前,他正在接受警方调查。

警察表示,视频显示这名男子在限速110公里/小时的高速公路开到了180公里/小时,他将面临巨额罚款、吊销驾照以及拘留。

Example1:The table below shows the relationship between the velocity of a car and theafter it braking.b. What’s the minimum safe following distance for a car travelling at 110 km/h on the motor way?(设计意图:从生活案例引入新知,激发学生的学习兴趣。

人教版高中必修13.2函数模型及其应用课程设计

人教版高中必修13.2函数模型及其应用课程设计

人教版高中必修13.2函数模型及其应用课程设计
一、前言
高中数学是一门广泛而深入的学科,数学与现实生活有着密不可分的联系。

本次课程设计着重于函数模型及其应用的教学设计,目的是加深学生对函数概念的理解,并引导学生建立函数与实际问题之间的联系,使学生能够学以致用。

二、教学目标
•理解函数概念及其表示方法
•掌握函数模型的建立方法
•运用函数模型解决实际问题
•加深学生对函数应用的认识和理解
三、教学重点难点
教学重点:函数表示方法与函数模型建立方法
教学难点:实际问题的函数模型建立
四、教学内容与安排
第一部分:函数概念及表示方法(1学时)
1.函数的定义和特征
(1)定义:函数是一种将一个集合的元素映射到另一个集合的元素的规律
(2)特征:单调性、奇偶性、周期性、对称性等
2.函数的表示方法
1。

高考数学第2章函数、导数及其应用第13节导数与函数的综合问题教学案文(含解析)北师大版

高考数学第2章函数、导数及其应用第13节导数与函数的综合问题教学案文(含解析)北师大版

第十三节 导数与函数的综合问题►考法1 证明不等式【例1】 已知函数f (x )=x +a e x(a ∈R). (1)讨论函数f (x )的单调性;(2)当x <0,a ≤1时,证明:x 2+(a +1)x >xf ′(x ). [解] (1)由f (x )=x +a e x可得f ′(x )=1+a e x.当a ≥0时,f ′(x )>0,则函数f (x )在(-∞,+∞)上为增函数.当a <0时,由f ′(x )>0可得x <ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,由f ′(x )<0可得x >ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,所以函数f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫-∞,ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a 上为增函数,在⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,+∞上为减函数.(2)证明:设F (x )=x 2+(a +1)x -xf ′(x )=x 2+ax -ax e x=x (x +a -a e x). 设H (x )=x +a -a e x ,则H ′(x )=1-a e x.∵x <0,∴0<e x <1,又a ≤1,∴1-a e x ≥1-e x>0.∴H (x )在(-∞,0)上为增函数,则H (x )<H (0)=0,即x +a -a e x<0. 由x <0可得F (x )=x (x +a -a e x)>0,所以x 2+(a +1)x >xf ′(x ). ►考法2 解决不等式恒成立(存在性)问题 【例2】 设f (x )=ax+x ln x ,g (x )=x 3-x 2-3.(1)如果存在x 1,x 2∈[0,2]使得g (x 1)-g (x 2)≥M 成立,求满足上述条件的最大整数M ;(2)如果对于任意的s ,t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,都有f (s )≥g (t )成立,求实数a 的取值范围. [解] (1)存在x 1,x 2∈[0,2]使得g (x 1)-g (x 2)≥M 成立,等价于[g (x 1)-g (x 2)]max ≥M .由g (x )=x 3-x 2-3,得g ′(x )=3x 2-2x =3x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -23.令g ′(x )>0得x <0,或x >23,令g ′(x )<0得0<x <23,又x ∈[0,2],所以g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,23上是减少的,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,2上是增加的, 所以g (x )min =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫23=-8527,又g (0)=-3,g (2)=1,所以g (x )max =g (2)=1. 故[g (x 1)-g (x 2)]max =g (x )max -g (x )min =11227≥M ,则满足条件的最大整数M =4.(2)对于任意的s ,t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,都有f (s )≥g (t )成立,等价于在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上,函数f (x )min ≥g (x )max ,由(1)可知在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上,g (x )的最大值为g (2)=1. 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上,f (x )=a x +x ln x ≥1恒成立等价于a ≥x -x 2ln x 恒成立.设h (x )=x -x 2ln x ,h ′(x )=1-2x ln x -x ,令m (x )=x ln x ,由m ′(x )=ln x +1>0 得x >1e.即m (x )=x ln x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞上是增函数, 可知h ′(x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上是减函数, 又h ′(1)=0,所以当1<x <2时,h ′(x )<0; 当12<x <1时,h ′(x )>0. 即函数h (x )=x -x 2ln x 在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1上递增,在区间(1,2)上递减,所以h (x )max =h (1)=1, 所以a ≥1,即实数a 的取值范围是[1,+∞).(2018·全国卷Ⅰ节选)已知函数f (x )=a e x-ln x -1.证明:当a ≥e时,f (x )≥0.[解] 证明:当a ≥1e 时,f (x )≥exe -ln x -1.设g (x )=e xe -ln x -1,则g ′(x )=e x e -1x.当0<x <1时,g ′(x )<0;当x >1时,g ′(x )>0.所以x =1是g (x )的最小值点. 故当x >0时,g (x )≥g (1)=0. 因此,当a ≥1e 时,f (x )≥0.【例3】 (2019·黄山模拟)设函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c . (1)求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;(2)设a =b =4,若函数f (x )有三个不同零点,求c 的取值范围.[解] (1)由f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,得f ′(x )=3x 2+2ax +b .因为f (0)=c ,f ′(0)=b , 所以曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y =bx +c . (2)当a =b =4时,f (x )=x 3+4x 2+4x +c , 所以f ′(x )=3x 2+8x +4.令f ′(x )=0,得3x 2+8x +4=0,解得x =-2或x =-23.当x 变化时,f (x )与f ′(x )的变化情况如下:所以,当c >0且c -27<0,存在x 1∈(-4,-2),x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-3,x 3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,0,使得f (x 1)=f (x 2)=f (x 3)=0.由f (x )的单调性知,当且仅当c ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,3227时,函数f (x )=x 3+4x 2+4x +c 有三个不同零点.设函数f (x )=2-k ln x ,k >0.(1)求f (x )的单调区间和极值;(2)证明:若f (x )存在零点,则f (x )在区间(1,e]上仅有一个零点.[解] (1)由f (x )=x 22-k ln x (k >0),得x >0且f ′(x )=x -k x =x 2-kx.由f ′(x )=0,解得x =k (负值舍去).f (x )与f ′(x )在区间(0,+∞)上的变化情况如下表:k-ln k2值f (k )=k-ln k2,无极大值.(2)证明:由(1)知,f (x )在区间(0,+∞)上的最小值为f (k )=k-ln k2.因为f (x )存在零点,所以k-ln k2≤0,从而k ≥e,当k =e 时,f (x )在区间(1,e)上递减,且f (e)=0, 所以x =e 是f (x )在区间(1,e]上的唯一零点.当k >e 时,f (x )在区间(1,e)上递减,且f (1)=12>0,f (e)=e -k2<0,所以f (x )在区间(1,e]上仅有一个零点.综上可知,若f (x )存在零点,则f (x )在区间(1,e]上仅有一个零点.【例4】 某山区外围有两条相互垂直的直线型公路,为进一步改善山区的交通现状,计划修建一条连接两条公路和山区边界的直线型公路.记两条相互垂直的公路分别为l 1,l 2,山区边界曲线为C ,计划修建的公路为l .如图所示,M ,N 为C 的两个端点,测得点M 到l 1,l 2的距离分别为5千米和40千米,点N 到l 1,l 2的距离分别为20千米和2.5千米.以l 2,l 1所在的直线分别为x 轴,y 轴,建立平面直角坐标系xOy .假设曲线C 符合函数y =ax 2+b(其中a ,b 为常数)模型.(1)求a ,b 的值;(2)设公路l 与曲线C 相切于点P ,P 的横坐标为t . ①请写出公路l 长度的函数解析式f (t ),并写出其定义域; ②当t 为何值时,公路l 的长度最短?求出最短长度.[解] (1)由题意知,点M ,N 的坐标分别为(5,40),(20,2.5). 将其分别代入y =ax 2+b,得⎩⎪⎨⎪⎧a 25+b =40,a 400+b =2.5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1 000,b =0.(2)①由(1)知,y =1 000x2(5≤x ≤20),则点P 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫t ,1 000t2,设公路l 交x 轴,y 轴分别为A ,B 两点,如图所示, 又y ′=-2 000x3,则直线l 的方程为y -1 000t 2=-2 000t3(x -t ),由此得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫3t 2,0,B ⎝⎛⎭⎪⎫0,3 000t 2.故f (t )=⎝ ⎛⎭⎪⎫3t 22+⎝ ⎛⎭⎪⎫3 000t 22=32t 2+4×106t4,t ∈[5,20].②设g (t )=t 2+4×106t4,t ∈[5,20],则g ′(t )=2t -16×106t5. 令g ′(t )=0,解得t =10 2.当t ∈[5,102)时,g ′(t )<0,g (t )是减函数; 当t ∈(102,20]时,g ′(t )>0,g (t )是增函数. 所以当t =102时,函数g (t )有极小值,也是最小值, 所以g (t )min =300, 此时f (t )min =15 3.故当t =102时,公路l 的长度最短,最短长度为153千米.某村庄拟修建一个无盖的圆柱形蓄水池(不计厚度).设该蓄水池的底面半径为r 米,高为h 米,体积为V 立方米.假设建造成本仅与表面积有关,侧面的建造成本为100元/平方米,底面的建造成本为1 60元/平方米,该蓄水池的总建造成本为12 000π元(π为圆周率).(1)将V 表示成r 的函数V (r ),并求该函数的定义域;(2)讨论函数V (r )的单调性,并确定r 和h 为何值时该蓄水池的体积最大.[解] (1)因为蓄水池侧面的总成本为100×2πrh =200πrh 元,底面的总成本为160πr 2元,所以蓄水池的总成本为(200πrh +160πr 2)元.又根据题意知200πrh +160πr 2=12 000π, 所以h =15r(300-4r 2),从而V (r )=πr 2h =π5(300r -4r 3).因为r >0,又由h >0可得r <53, 故函数V (r )的定义域为(0,53). (2)因为V (r )=π5(300r -4r 3),所以V ′(r )=π5(300-12r 2),令V ′(r )=0,解得r 1=5,r 2=-5(舍去).当r ∈(0,5)时,V ′(r )>0,故V (r )在(0,5)上为增函数; 当r ∈(5,53)时,V ′(r )<0,故V (r )在(5,53)上为减函数.由此可知,V (r )在r =5处取得最大值,此时h =8.即当r =5,h =8时,该蓄水池的体积最大.1.(2018·全国卷Ⅲ)已知函数f (x )=ax 2+x -1ex.(1)求曲线y =f (x )在点(0,-1)处的切线方程; (2)证明:当a ≥1时,f (x )+e≥0. [解] (1)f ′(x )=-ax 2+a -x +2ex,f ′(0)=2.因此曲线y =f (x )在(0,-1)处的切线方程是2x -y -1=0. (2)当a ≥1时,f (x )+e≥(x 2+x -1+e x +1)e -x.令g (x )=x 2+x -1+ex +1,则g ′(x )=2x +1+e x +1.当x <-1时,g ′(x )<0,g (x )递减;当x >-1时,g ′(x )>0,g (x )递增.所以g (x )≥g (-1)=0.因此f (x )+e≥0.2.(2015·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=e 2x-a ln x . (1)讨论f (x )的导函数f ′(x )零点的个数; (2)证明:当a >0时,f (x )≥2a +a ln 2a.[解] (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=2e 2x-a x(x >0). 当a ≤0时,f ′(x )>0,f ′(x )没有零点; 当a >0时,设u (x )=e 2x,v (x )=-a x,因为u (x )=e 2x在(0,+∞)上是增加的,v (x )=-a x在(0,+∞)上是增加的, 所以f ′(x )在(0,+∞)上是增加的.又f ′(a )>0,当b 满足0<b <a 4且b <14时,f ′(b )<0,故当a >0时,f ′(x )存在唯一零点.(2)证明:由(1),可设f ′(x )在(0,+∞)上的唯一零点为x 0,当x ∈(0,x 0)时,f ′(x )<0; 当x ∈(x 0,+∞)时,f ′(x )>0.故f (x )在(0,x 0)上是减少的,在(x 0,+∞)上是增加的,所以当x =x 0时,f (x )取得最小值,最小值为f (x 0).由于2e2x 0-ax 0=0,所以f (x 0)=a 2x 0+2ax 0+a ln 2a ≥2a +a ln 2a.故当a >0时,f (x )≥2a +a ln 2a.。

苏教版高中数学必修一第二章函数模型及其应用教案

苏教版高中数学必修一第二章函数模型及其应用教案

《函数模型及其应用》教案一.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2009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:实际问题函数模型实际问题的解函数模型的解抽象概括还原说明2.解决函数应用问题应着重培养下面一些能力:(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。

2018年高考数学总复习教案:2.13函数模型及其应用

2018年高考数学总复习教案:2.13函数模型及其应用

第二章 函数与导数第13课时 函数模型及其应用(对应学生用书(文)、(理)33~36页),1. (必修1P 110练习1)某地高山上温度从山脚起每升高100 m 降低0.6 ℃.已知山顶的温度是14.6 ℃,山脚的温度是26 ℃,则此山的高为________m.答案:1 900解析:(26-14.6)÷0.6×100=1 900.2. (必修1P 71习题10改编)已知某种产品今年产量为1 000件,若计划从明年开始每年的产量比上一年增长10%,则3年后的产量为________件.答案:1 331解析:1 000×(1+10%)3=1 331.3. (必修1P 35练习3改编)已知等腰三角形的周长为20,底边长y 是关于腰长x 的函数,则该函数的定义域为________.答案:(5,10)4. (必修1P 110复习10)在不考虑空气阻力的情况下,火箭的最大速度v(单位:m/s)和燃料的质量M(单位:kg)、火箭(除燃料外)的质量m(单位:kg)的函数关系式为v =2 000ln ⎝⎛⎭⎫1+Mm .当燃料质量是火箭质量的________倍时,火箭的最大速度可以达到12 km/s.答案:e 6-1解析:由2 000ln ⎝⎛⎭⎫1+M m =12 000,得1+M m =e 6,所以Mm=e 6-1.5. (必修1P 100练习3改编)某商品在近30天内每件的销售价格P(元)与时间t(天)的函数关系为P =⎩⎪⎨⎪⎧t +20,0<t<25,t ∈N ,-t +100,25≤t ≤30,t ∈N ,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.答案:25解析:设日销量金额为W 元,则W =P·Q =⎩⎪⎨⎪⎧(t +20)(-t +40),0<t<25,t ∈N(-t +100)(-t +40),25≤t ≤30,t ∈N ,当0<t<25,t ∈N 时,W(t)<W(25);当25≤t ≤30,t ∈N 时,W(t)≤W(25).1. 常用的函数模型有一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、幂函数.2. 指数函数、对数函数、幂函数的增长速度的比较:一般地,在区间(0,+∞)上,尽管函数y =a x (a>1),y =log a x(a>1)和y =x n (n>0)都是增函数,但是它们的增长速度不同,而且不在同一个“档次上”.随着x 的增大,y =a x (a>1)的增长速度越快,会越过并远远大于y =x n (n>0)的增长速度;而y =log a x(a>1)的增长速度会越慢.因此,总会存在一个x 0,当x>x 0ax 0>x n0>log a x 0(比较ax 0,x n 0,log a x 0的大小).3. 函数模型的应用实例的基本题型 (1) 给定函数模型解决实际问题. (2) 建立合适的函数模型解决问题. (3) 建立拟合函数模型解决实际问题.4. 函数建模的基本程序题型1 一次、二次函数模型例1 市场营销人员对过去几年某商品的价格及销售数量的关系作数据分析发现有如下规律:该商品的价格每上涨x%(x>0),销售数量就减少kx%(其中k 为正常数).目前该商品定价为每个a 元,统计其销售数量为b 个.(1) 当k =12时,该商品的价格上涨多少,才能使销售的总金额达到最大?(2) 在适当的涨价过程中,求使销售总金额不断增加时k 的取值范围.解:由题意,价格上涨x%以后,销售总金额为y =a(1+x%)·b(1-kx%)=ab10 000[-kx 2+100(1-k)x+10 000].(1) 当k =12时,y =ab 10 000(-12x 2+50x +10 000)=ab20 000[22 500-(x -50)2],因此当x =50,即价格上涨50%时,y 取最大值98ab.(2) y =ab10 000[-kx 2+100(1-k)x +10 000],此二次函数的图象开口向下,对称轴为x =50(1-k )k .在适当涨价的过程中,销售总金额不断增加,即要求此函数当自变量x 在{x|x>0}的一个子集内增大时,y 也增大,因此50(1-k )k>0,解得0<k<1.备选变式(教师专享)如图,建立平面直角坐标系xOy ,x 轴在地平面上,y 轴垂直于地平面,单位长度为1 km ,某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在方程y =kx -120(1+k 2)x 2(k>0)表示的曲线上,其中k 与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.(1) 求炮的最大射程;(2) 设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2 km ,试问它的横坐标a 不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.解:(1) 令y =0,得kx -120(1+k 2)x 2=0,由实际意义和题设条件知x>0,k>0,故x =20k 1+k2=20k +1k ≤202=10.当且仅当k =1时取等号.所以炮的最大射程为10 km. (2) 因为a>0,所以炮弹可击中目标存在k>0,使3.2=ka -120(1+k 2)a 2成立关于k 的方程a 2k 2-20ak +a 2+64=0有正根判别式Δ=(-20a)2-4a 2(a 2+64)≥0a ≤6.所以当a 不超过6(km)时,可击中目标.题型2 指数、对数函数模型例2 设在海拔xm 处的大气压强是yPa ,y 与x 之间的函数关系为y =ce kx ,其中c 、k 为常量.已知某天的海平面的大气压为1.01×105 Pa ,1000m 高空的大气压为0.90×105Pa ,求600m 高空的大气压强.(保留3位有效数字)解:将x =0时,y =1.01×105Pa 和x =1000时,y =0.90×105 Pa 分别代入函数式y =ce kx ,得⎩⎪⎨⎪⎧1.01×105=ce 0,0.90×105=ce 1 000k , ∴ c =1.01×105, ∴ e1 000k=0.90×1051.01×105=0.901.01, ∴ k =11000×ln 0.901.01,用计算器算得k ≈-1.154×10-4,∴ y =1.01×105×e -1.154×10-4x ,将x =600代入上述函数式,得y ≈9.42×104Pa ,即在600m 高空的大气压强约为9.42×104 Pa.备选变式(教师专享)我国辽东半岛普兰附近的泥炭层中,发掘出的古莲子,至今大部分还能发芽开花,这些古莲子是多少年以前的遗物呢?要测定古物的年代,可用放射性碳法.在动植物的体内都含有微量的放射性14C ,动植物死亡后,停止了新陈代谢,14C 不再产生,且原有的14C 会自动衰变,经过5570年(叫做14C 的半衰期),它的残余量只有原始量的一半,经过科学家测定知道,若14C 的原始含量为a ,则经过t 年后的残余量a′(与a 之间满足a′=a·e-kt).现测得出土的古莲子中14C 残余量占原量的87.9%,试推算古莲子的生活年代. 解:因a′=a·e-kt,即a′a=e -kt .两边取对数,得lg a′a=-ktlge.①又知14C 的半衰期是5570年,即t =5570时,a′a =12.故lg 12=-5570klge ,即klge =lg25570.代入①式,并整理,得t =-5570lga′alg2.这就是利用放射性碳法计算古生物年代的公式.现测得古莲子的a′a 是0.879,代入公式,得t =-5570lg0.879lg2≈1 036.即古莲子约是1 036年前的遗物.题型3 分段函数模型例3 已知美国苹果公司生产某款iPhone 手机的年固定成本为40万美元,每生产1万只还需另投入16万美元.设苹果公司一年内共生产该款iPhone 手机x 万只并全部销售完,每万只的销售收入为R(x)万美元,且R(x)=⎩⎪⎨⎪⎧400-6x ,0<x ≤40,7 400x-40 000x 2,x>40.(1) 写出年利润W(万美元)关于年产量x(万只)的函数解析式;(2) 当年产量为多少万只时,苹果公司在该款iPhone 手机的生产中所获得的利润最大?并求出最大利润.解:(1) 当0<x ≤40,W =xR(x)-(16x +40)=-6x 2+384x -40; 当x>40,W =xR(x)-(16x +40)=-40 000x -16x +7 360.所以,W =⎩⎪⎨⎪⎧-6x 2+384x -40,0<x ≤40,-40 000x -16x +7 360,x>40.(2) ① 当0<x ≤40,W =-6(x -32)2+6 104, 所以W max =W(32)=6 104;② 当x>40时,W =-40 000x -16x +7 360,由于40 000x+16x ≥240 000x×16x =1 600, 当且仅当40 000x =16x ,即x =50∈(40,+∞)时,W 取最大值为5 760.综合①②知,当x =32时,W 取最大值为6 104. 备选变式(教师专享)经市场调查,某种商品在过去50天的销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 ).(1) 写出该种商品的日销售额S 与时间t 的函数关系式; (2) 求日销售额S 的最大值. 解:(1)根据题意得S =⎩⎪⎨⎪⎧(-2t +200)⎝⎛⎭⎫12t +30,1≤t ≤30,t ∈N ,45(-2t +200),31≤t ≤50,t ∈N ,即S =⎩⎪⎨⎪⎧-t 2+40t +6000,1≤t ≤30,t ∈N ,-90t +9000,31≤t ≤50,t ∈N .(2)①当1≤t ≤30,t ∈N 时,S =-(t -20)2+6400, 当t =20时,S 的最大值为6400;②当31≤t ≤50,t ∈N 时,S =-90t +9000为减函数, 当t =31时,S 的最大值是6210,∵ 6210<6400,∴ 当t =20时,日销售额S 有最大值6400. 题型4 分式函数模型例4 如图,ABCD 是正方形空地,边长为30m ,电源在点P 处,点P 到边AD 、AB 距离分别为9m 、3m.某广告公司计划在此空地上竖一块长方形液晶广告屏幕MNEF ,MN ∶NE =16∶9.线段MN 必须过点P ,端点M 、N 分别在边AD 、AB 上,设AN =x(m),液晶广告屏幕MNEF 的面积为S(m 2).(1) 用x 的代数式表示AM ;(2) 求S 关于x 的函数关系式及该函数的定义域; (3) 当x 取何值时,液晶广告屏幕MNEF 的面积S 最小?解:(1) AM =3xx -9(10≤x ≤30).(2) MN 2=AN 2+AM 2=x 2+9x 2(x -9)2.∵ MN ∶NE =16∶9,∴ NE =916MN.∴ S =MN·NE =916MN 2=916⎣⎡⎦⎤x 2+9x 2(x -9)2,定义域为[10,30].(3) S′=916⎣⎢⎡⎦⎥⎤2x +18x (x -9)2-9x 2(2x -18)(x -9)4 =98×x[(x -9)3-81](x -9)3, 令S′=0,得x =0(舍)或9+333.当10≤x<9+333时,S ′<0,S 关于x 为减函数;当9+333<x ≤30时,S ′>0,S 关于x 为增函数.∴ 当x =9+333时,S 取得最小值.故当AN 长为9+333 m 时,液晶广告屏幕MNEF 的面积S 最小. 备选变式(教师专享)如图,两个工厂A 、B 相距2km ,点O 为AB 的中点,要在以O 为圆心,2km 为半径的圆弧MN 上的某一点P 处建一幢办公楼,其中MA ⊥AB ,NB ⊥AB.据测算此办公楼受工厂A 的“噪音影响度”与距离AP 的平方成反比,比例系数为1;办公楼受工厂B 的“噪音影响度”与距离BP 的平方也成反比,比例系数为4,办公楼与A 、B 两厂的“总噪音影响度”y 是A 、B 两厂“噪音影响度”的和,设AP 为xkm.(1) 求“总噪音影响度”y 关于x 的函数关系式,并求出该函数的定义域;(2) 当AP 为多少时,“总噪音影响度”最小?解:(1) (解法1)如图,连结OP , 设∠AOP =α,则π3≤α≤2π3.在△AOP 中,由余弦定理得x 2=12+22-2×1×2cos α=5-4cos α, 在△BOP 中,由余弦定理得BP 2=12+22-2×1×2cos(π-α)=5+4cos α, ∴ BP 2=10-x 2, ∴ y =1AP 2+4BP 2=1x 2+410-x 2. ∵π3≤α≤2π3,∴ 3≤x ≤ 7, ∴ y =1x 2+410-x 2(3≤x ≤7).(解法2)建立如图所示的直角坐标系,则A(-1,0),B(1,0),设P(m ,n),则PA 2=(m +1)2+n 2,PB 2=(m -1)2+n 2.∵ m 2+n 2=4,PA =x ,∴ PB 2=10-x 2(后面解法过程同解法1).(2) (解法1)y =1x 2+410-x 2=110(1x 2+410-x 2)[x 2+(10-x 2)] =110(5+10-x 2x 2+4x 210-x 2)≥110(5+210-x 2x 2·4x 210-x 2)=910,当且仅当10-x 2x 2=4x 210-x2,即x =303∈[3,7]时取等号.故当AP =303km 时,“总噪音影响度”最小. (解法2)由y =1x 2+410-x 2,得y′=-2x 3+8x(10-x 2)2=6x 4+40x 2-200x 3(10-x 2)2=2(x 2+10)(3x 2-10)x 3(10-x 2)2.∵ 3≤x ≤7 ,∴ 令y′=0,得x =303,且当x ∈⎣⎡⎭⎫3,303时,y ′<0;当x ∈(303,7]时,y ′>0.∴ x =303时,y =1x 2+410-x 2取极小值,也即最小值.故当AP =303km 时,“总噪音影响度”最小.【示例】 (本题模拟高考评分标准,满分14分)某单位决定对本单位职工实行年医疗费用报销制度,拟制定年医疗总费用在2万元至10万元(包括2万元和10万元)的报销方案,该方案要求同时具备下列三个条件:① 报销的医疗费用y(万元)随医疗总费用x(万元)增加而增加;② 报销的医疗费用不得低于医疗总费用的50%;③ 报销的医疗费用不得超过8万元.(1) 请你分析该单位能否采用函数模型y =0.05(x 2+4x +8)作为报销方案;(2) 若该单位决定采用函数模型y =x -2lnx +a(a 为常数)作为报销方案,请你确定整数a 的值.(参考数据:ln2≈0.69,ln10≈2.3)审题引导: 正确理解三个条件:① 要求模型函数在[2,10]上是增函数;② 要满足y ≥x2恒成立;③要满足y 的最大值小于8.规范解答: 解:(1) 函数y =0.05(x 2+4x +8)在[2,10]上是增函数,满足条件①,(2分) 当x =10时,y 有最大值7.4万元,小于8万元,满足条件③.(4分) 但当x =3时,y =2920<32,即y ≥x2不恒成立,不满足条件②,故该函数模型不符合该单位报销方案.(6分)(2) 对于函数模型y =x -2lnx +a ,设f(x)=x -2lnx +a ,则f′(x)=1-2x =x -2x ≥0.∴ f(x)在[2,10]上是增函数,满足条件①.由条件②,得x -2lnx +a ≥x 2,即a ≥2lnx -x2在x ∈[2,10]上恒成立,令g(x)=2lnx-x 2,则g′(x)=2x -12=4-x2x,由g′(x)>0得0<x<4,∴ g(x)在(0,4)上是增函数,在(4,10)上是减函数. ∴ a ≥g(4)=2ln4-2=4ln2-2.(10分)由条件③,得f(10)=10-2ln10+a ≤8,解得a ≤2ln10-2.另一方面,由x -2lnx +a ≤x ,得a ≤2lnx 在x ∈[2,10]上恒成立,∴ a ≤2ln2.(12分) 综上所述,a 的取值范围为[4ln2-2,2ln2], ∴ 满足条件的整数a 的值为1.(14分)1. (2013·陕西)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).答案:20解析:设矩形花园的宽为y m ,则x 40=40-y 40,所以y =40-x ,所以矩形花园的面积S =x(40-x)=-x 2+40x =-(x -20)2+400,当x =20时,面积最大.2. (2013·通州模拟)将一个边长分别为a 、b(0<a<b)的长方形的四个角切去四个相同的正方形,然后折成一个无盖的长方体形的盒子.若这个长方体的外接球的体积存在最小值,则ba的取值范围是________.答案:⎝⎛⎭⎫1,54 解析:设减去的正方形边长为x ,其外接球直径的平方R 2=(a -2x)2+(b -2x)2+x 2,由R′=0,∴ x =29(a +b). ∵ a<b ,∴ x ∈⎝⎛⎭⎫0,a 2,∴ 0<29(a +b)<a 2, ∴ 1<b a <54.3. (2013·无锡期末)要制作一个如图的框架(单位:m),要求所围成的总面积为19.5(m 2),其中ABCD 是一个矩形,EFCD 是一个等腰梯形,梯形高h =12AB ,tan ∠FED =34,设AB =x m ,BC =y m.(1) 求y 关于x 的表达式;(2) 如何设计x 、y 的长度,才能使所用材料最少?解:(1) 如图,在等腰梯形CDEF 中,DH 是高.依题意:DH =12AB =12x ,EH =DH tan ∠FED =43×12x =23x ,∴392=xy +12⎝⎛⎭⎫x +x +43x 12x =xy +56x 2,∴ y =392x -56x.∵ x >0,y >0, ∴392x -56x >0,解之得0<x <3655. ∴ 所求表达式为y =392x -56x ⎝⎛⎭⎫0<x <3655.(2) 在Rt △DEH 中,∵ tan ∠FED =34,∴ sin ∠FED =35,∴ DE =DH sin ∠FED =12x ×53=56x ,∴ l =(2x +2y)+2×56x +⎝⎛⎭⎫2×23x +x =2y +6x =39x -53x +6x =39x +133x ≥239x ×133x =26, 当且仅当39x =133x ,即x =3时取等号,此时y =392x -56x =4,∴ AB =3 m ,BC =4 m 时,能使整个框架所用材料最少.4. (2013·南通一模)某公司为一家制冷设备厂设计生产某种型号的长方形薄板,其周长为4 m .这种薄板须沿其对角线折叠后使用.如图所示,ABCD(AB >AD)为长方形薄板,沿AC 折叠后AB′交DC 于点P.当△ADP 的面积最大时最节能,凹多边形ACB′PD 的面积最大时制冷效果最好.(1) 设AB =x m ,用x 表示图中DP 的长度,并写出x 的取值范围; (2) 若要求最节能,应怎样设计薄板的长和宽? (3) 若要求制冷效果最好,应怎样设计薄板的长和宽? 解:(1) 由题意,AB =x ,BC =2-x.因x >2-x ,故1<x <2.设DP =y ,则PC =x -y. 因△ADP ≌△CB′P ,故PA =PC =x -y. 由PA 2=AD 2+DP 2,得 (x -y)2=(2-x)2+y 2y =2⎝⎛⎭⎫1-1x ,1<x <2. (2) 记△ADP 的面积为S 1,则S 1=⎝⎛⎭⎫1-1x (2-x)=3-⎝⎛⎭⎫x +2x ≤3-22,当且仅当x =2∈(1,2)时,S 1取得最大值. 故当薄板长为2m ,宽为(2-2)m 时,节能效果最好.(3) 记多边形ACB′PD 的面积为S 2,则S 2=12x(2-x)+⎝⎛⎭⎫1-1x (2-x) =3-12⎝⎛⎭⎫x 2+4x ,1<x <2. 于是S 2′=-12⎝⎛⎭⎫2x -4x 2=-x 3+2x 2=0x =32.关于x 的函数S 2在(1,32)上递增,在(32,2)上递减.所以当x =32时,S 2取得最大值. 故当薄板长为32 m ,宽为(2-32)m 时,制冷效果最好.1. 某驾驶员喝了mL 酒后,血液中的酒精含量f(x)(mg/mL)随时间x(h)变化的规律近似满足表达式f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧5x -2,0≤x ≤1,35·⎝⎛⎭⎫13x ,x >1.《酒后驾车与醉酒驾车的标准及相应的处罚》规定为驾驶员血液中酒精含量不得超过0.02mg/mL ,据此可知,此驾驶员至少要过________h 后才能开车.(精确到1h)答案:4解析:当0≤x ≤1时,125≤5x -2≤15,此时不宜开车;由35·⎝⎛⎭⎫13x ≤0.02,得x ≥4. 2. 一辆列车沿直线轨道前进,从刹车开始到停车这段时间内,测得刹车后t s 内列车前进的距离为S =27t -0.45t 2 m ,则列车刹车后________s 车停下来,期间列车前进了________m.答案:30 405解析:S′(t)=27-0.9t ,由瞬时速度v(t)=S′(t)=0得t =30(s),期间列车前进了S(30)=27×30-0.45×302=405(m).3. 提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v(km/h)是车流密度x(辆/千米)的函数.当桥上的车流密度达到200辆/km 时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/km 时,车流速度为60km/h ,研究表明:当20≤x ≤200时,车流速度v 是车流密度x 的一次函数.(1) 当0≤x ≤200时,求函数v(x)的表达式;(2) 当车流密度x 为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观测点的车辆数,单位:辆/小时)f(x)=x·v(x)可以达到最大,并求出其最大值.(精确到1辆/小时)解:(1) 由题意,当0≤x ≤20时,v(x)=60;当20≤x ≤200时,设v(x)=ax +b.再由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧200a +b =0,20a +b =60,解得⎩⎨⎧a =-13,b =2003.故函数v(x)的表达式为v(x)=⎩⎪⎨⎪⎧60,0≤x ≤20,13(200-x ),20<x ≤200.(2) 依题意并由(1)可得f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧60x ,0≤x ≤20,13x (200-x ),20<x ≤200. 当0≤x ≤20时,f(x)为增函数,故当x =20时,其最大值为60×20=1200;当20≤x ≤200时,f(x)=13x(200-x)≤13⎣⎡⎦⎤x +(200-x )22=100003,当且仅当x =200-x ,即x =100时,等号成立.所以,当x =100时,f(x)在区间[20,200]上取得最大值100003. 综上,当x =100时,f(x)在区间[0,200]上取得最大值100003≈3333, 即当车流密度为100辆/km 时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/h.4. 某建筑公司要在一块宽大的矩形地面(如图所示)上进行开发建设,阴影部分为一公共设施建设不能开发,且要求用栏栅隔开(栏栅要求在一直线上),公共设施边界为曲线f(x)=1-ax 2(a >0)的一部分,栏栅与矩形区域的边界交于点M 、N ,交曲线于点P ,设P(t ,f(t)).(1) 将△OMN(O 为坐标原点)的面积S 表示成t 的函数S(t);(2) 若在t =12处,S(t)取得最小值,求此时a 的值及S(t)的最小值.解:(1) y′=-2ax ,∴ 切线斜率是-2at ,∴ 切线方程为y -(1-at 2)=-2at(x -t).令y =0,得x =1+at 22at ,∴ M ⎝⎛⎭⎫1+at 22at ,0,令x =0,得y =1+at 2,∴ N(0,1+at 2),∴ △OMN 的面积S(t)=(1+at 2)24at. (2) S′(t)=3a 2t 4+2at 2-14at 2=(at 2+1)(3at 2-1)4at 2,由a >0,t >0,S ′(t)=0,得3at 2-1=0,即t =13a . 当3at 2-1>0,即t >13a 时,S ′(t)>0; 当3at 2-1<0,即0<t<13a 时,S ′(t)<0. ∴ 当t =13a时,S(t)有最小值. 已知在t =12处,S(t)取得最小值,故有13a =12, ∴ a =43. 故当a =43,t =12时,S(t)min =S ⎝⎛⎭⎫12=⎝⎛⎭⎫1+43·1424·43·12=23.1. 与函数有关的应用型问题,函数模型可以是已知条件中给出其表达式,也可以是由已知条件建立函数模型,显然后者难度较大,在解题过程中不要忘记考虑函数的定义域.2. 解应用问题,首先,应通过审题,分析原型结构,深刻认识问题的实际背景,确定主要矛盾,提出必要假设,将应用问题转化为数学问题求解;然后,经过检验,求出应用问题的解.要能顺利解答一个应用问题重点要过三关:(1) 事理关:通过阅读,知道讲的是什么,培养学生独立获取知识的能力;(2) 文理关:需要把实际问题的文字语言转化为数学的符号语言,用数学式子表达数学关系;(3) 数理关:在构建数学模型的过程中,要求学生有对数学知识的检索能力,认定或构建相应的数学模型,完成由实际问题向数学问题的转化,构建了数学模型后,要正确解出数学问题的答案,需要扎实的基础知识和较强的数理能力.请使用课时训练(B)第13课时(见活页).[备课札记]。

《函数模型及其应用》教案1苏教版

《函数模型及其应用》教案1苏教版

《函数模型及其应用》教案1(苏教版必修1)函数模型及其应用(1)教学目的:使学生了解常用的描述现实世界中不同增长规律的函数模型:指数函数、对数函数以及幂函数,了解直线上升、指数爆炸、对数增长等增长含义。

教学重难点:通过图象对指数函数、对数函数、幂函数模型的增长速度对比,让学生理解直线上升、指数爆炸、对数增长等增长的含义。

建立实际问题的函数模型是难点。

教学过程一、复习提问写出指数函数、对数函数、幂函数的一般形式,你知道它们的变化规律吗?二、新课例1、假设你有一笔资金用于投资,现有三种投资方案供你选择,这三种方案的回报如下:方案一:每天回报40元;方案二:第一天回报10元,以后每天比前一天多回报10元;方案三:第一天回报0.4元,以后每天的回报比前一天翻一番。

请问,你会选择哪种投资方案?解:设第x天所得回报是y元,则各方案的函数模型为:方案一:y=40(x∈N+)方案二:y=10x(x∈N+)方案三:y=0.4×(x∈N+)方案一是常数函数,方案二是增函数,呈直线型增长,方案三也是增函数,呈指数型增长,增长速度比其它2个方案快得多,称为"指数爆炸"。

投资5天以下选方案一,投资5――8天选方案二,投资8天以上选方案三。

再看累计回报数表P114。

投资8天以下(不含8天),应选择第一种投资方案,投资8--10天,应选择第二种投资方案;投资11天(含11天)以上,则应选择第三种方案。

例2、某公司为了实现1000万元利润目标,准备制定一个激励销售部门的奖励方案:在销售利润达到10万元时,按销售利润进行奖励,且奖金y(单位:万元)随销售利润x(单位:万元)的增加而增加,但奖金总数不超过5万元,同时奖金不超过利润的25%。

现有三个奖励模型:y=0.25x,y=+1,y=1.002x。

其中哪个模型能符合公司的要求?分析:某个奖励模型符合公司要求,就是依据这个模型进行奖励时,奖金总数不超过5万元,同时奖金不超过利润的25%,由于公司总的利润目标为1000万元,所以部门销售利润一般不会超过公司总的利润,于是,只需在区间[10,1000]上,检验三个模型是否符合公司要求即可。

高考数学总复习(考点引领+技巧点拨)第二章 函数与导数第13课时 函数模型及其应用.pdf

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函数与导数第13课时 函数模型及其应用(对应学生用书(文)、(理)33~36页) 考情分析考点新知函数模型应用问题的考查是江苏高考比较固定的考查题型要非常重视复习时应在准确把握各种函数的特征基础上根据具体实际问题的情境建立相关函数模型利用函数知识分析解决问题. 了解指数函数、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.了解函数模型(如二次函数、指., 1. (必修1练习1)某地高山上温度从山脚起每升高降低0.6 已知山顶的温度是14.6 山脚的温度是26 则此山的高为________答案:1 900解析:(26-14.6)÷0.6×100=1 900.(必修1习题10改编)已知某种产品今年产量为1 000件若计划从明年开始每年的产量10%,则3年后的产量为________件.答案:1 331解析:1 000×(1+10)3=1 331.(必修1练习3改编)已知等腰三角形的周长为20底边长y是关于腰长x的函数则该函数的定义域为________答案:(5) 4. (必修1复习10)在不考虑空气阻力的情况下火箭的最大速度v(单位:)和燃料的质量M(单位:)、火箭(除燃料外)的质量m(单位:)的函数关系式为v=.当燃料质量是火箭质量的________倍时火箭的最大速度可以达到12 答案:-1解析:由2 000=12 000得+=所以=-1.(必修1练习3改编)某商品在近30天内每件的销售价格P(元)与时间t(天)的函数关系为P=且该商品Q与时间t(天)的函数关系为Q=-t+40(0<t≤30),则这种商品日销量金额最大的一天是30天中的第________天.答案:25解析:设日销量金额为W元则W=P·Q=当0<t<25时(t)1),y=(a>1)和y=x(n>0)都是增函数但是它们的增长速度不同而且不在同一个“档次上”.随着x的增大=a(a>1)的增长速度越快会越过并远远大于y=x(n>0)的增长速度;而y=(a>1)的增长速度会越慢.因此总会存在一个x当x>x时有a>logax0(比较a,logax0的大小).函数模型的应用实例的基本题型 (1) 给定函数模型解决实际问题.(2) 建立合适的函数模型解决问题.(3) 建立拟合函数模型解决实际问题.函数建模的基本程序 题型1 一次、二次函数模型例1 市场营销人员对过去几年某商品的价格及销售数量的关系作数据分析发现有如下规律:该商品的价格每上涨x(x>0),销售数量就减少kx(其中k为正常数).目前该商品定价为每个a元统计其销售数量为b个.(1) 当k=时该商品的价格上涨多少才能使销售的总金额达到最大?(2) 在适当的涨价过程中求使销售总金额不断增加时k的取值范围. 解:由题意价格上涨x以后销售总金额为y=a(1+x)·b(1-kx)=[-kx+100(1-k)x+10 000].(1) 当k=时=(-+50x+)=[22 500-(x-50)], 因此当x=50即价格上涨50时取最大值(2) y=[-kx+100(1-k)x+10 000]此二次函数的图象开口向下对称轴为x=在适当涨价的过程中销售总金额不断增加即要求此函数当自变量x在{x|x>0}的一个子集内增大时也增大因此解得0<k0)表示的曲线上其中k与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.(1) 求炮的最大射程;(2) 设在第一象限有一飞行物(忽略其大小)其飞行高度为3.2 试问它的横坐标a不超过多少时炮弹可以击中它?请说明理由. 解:(1) 令y=0得kx-(1+k)x2=0由实际意义和题设条件知x>0故x===10.当且仅当k=1时取等号.所以炮的最大射程为10 (2) 因为a>0所以炮弹可击中目标存在k>0使3.2=ka-(1+k)a2成立关于k的方程a-20ak+a+64=0有正根判别式=(-20a)-4a(a2+64)≥0所以当a不超过6()时可击中目标.题型2 指数、对数函数模型例2 设在海拔x处的大气压强是y与x之间的函数关系为y=ce其中c、k为常量.已知某天的海平面的大气压为1.01×高空的大气压为0.90×求600高空的大气压强.(保留3位有效数字)解:将x=0时=1.01×和x=时=0.90×分别代入函数式y=ce得=1.01×===,用计算器算得k≈-1.154×-4=1.01×-1.154×-4将x=600代入上述函数式得y≈即在600m高空的大气压强约为 我国辽东半岛普兰附近的泥炭层中发掘出的古莲子至今大部分还能发芽开花这些古莲子是多少年以前的遗物呢?要测定古物的年代可用放射性碳法.在动植物的体内都含有微量的放射性动植物死亡后停止了新陈代谢不再产生且原有的会自动衰变经过5570年(叫做的半衰期)它的残余量只有原始量的一半经过科学家测定知道若的原始含量为a则经过t年后的残余量a′(与a之间满足a′=a·e-kt).现测得出土的古莲子中残余量占原量的87.9%试推算古莲子的生活年代.解:因a′=a·e-kt即=ekt. 两边取对数得lg=-ktlge又知的半衰期是5570年即t=5570时=故lg=-5即klge=代入①式并整理得t=-这就是利用放射性碳法计算古生物年代的公式.现测得古莲子的是0.879代入公式得t=-即古莲子约是1 036年前的遗物.题型3 分段函数模型例3 已知美国苹果公司生产某款手机的年固定成本为40万美元每生产1万只还需另投入16万美元.设苹果公司一年内共生产该款手机x万只并全部销售完每万只的销售收入为R(x)万美元且R(x)=(1) 写W(万美元)关于年产量x(万只)的函数解析式;(2) 当年产量为多少万只时苹果公司在该款手机的生产中所获得的利润最大?并求出最大利润.解:(1) 当040=xR(x)-(16x+40)=--16x+7 360.所以=(2) ① 当040时=--16x+7 360由于+16x≥2=1 600当且仅当=16x即x=50∈(40+∞)时取最大值为5 760.综合①②知当x32时取最大值为6 104. 经市场调查某种商品在过去50天的销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(),前30天价格为g(t)=+30(1≤t≤30),后20天价格为g(t)=45(31≤t≤50).(1) 写出该种商品的日销售额S与t的函数关系式;(2) 求日销售额S的最大值.解:(1)根据题意得=即S=(2)①当1≤t≤30时=-(t-20)+6当t=20时的最大值为6;当31≤t≤50时=-90t+9为减函数当t=31时的最大值是6当t=20时日销售额S有最大值6题型4 分式函数模型例4 如图是正方形空地边长为30电源在点P处点P到边AD、AB距离分别为9、3某广告公司计划在此空地上竖一块长方形液晶广告屏幕MNEF=16∶9.线段MN必须过点P端点M、N分别在边AD、AB上设AN=x(),液晶广告屏幕MNEF的面积为(m2).(1) 用x的代数式表示AM;(2) 求S关于x的函数关系式及该函数的定义域;(3) 当x取何值时液晶广告屏幕MNEF的面积S最小? 解:(1) AM=(10≤x≤30).(2) MN2=AN+AM=x+=16∶9==MN·NE==定义域为[10].(3) S′==, 令S′=0得x=0(舍)或+3当10≤x0得0<x<4(x)在(04)上是增函数在(4)上是减函数.(4)=2-2=4-2.(10分)由条件③得f(10)=10-2+a≤8解得a≤2-2.另一方面由x-2+a≤x得a≤2在x∈[2]上恒成立(12分)综上所述的取值范围为[4-2], ∴ 满足条件的整数a的值为1.(14分) 1. (2013·陕西)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________(). 答案:20解析:设矩形花园的宽为y 则=所以y=40-x所以矩形花园的面积S=x(40-x)=-x+40x=-(x-20)+400当x=20时面积最大.(2013·通州模拟)将一个边长分别为a、b(00;当3at-1<0即0<t<时(t)<0. ∴ 当t=时(t)有最小值.已知在t=处(t)取得最小值故有==故当a==时(t)min=S== 1. 与函数有关的应用型问题函数模型可以是已知条件中给出其表达式也可以是由已知条件建立函数模型显然后者难度较大在解题过程中不要忘记考虑函数的定义域.解应用问题首先应通过审题分析原型结构深刻认识问题的实际背景确定主要矛盾提出必要假设将要能顺利解答一个应用问题重点要过三关:(1) 事理关:通过阅读知道讲的是什么培养学生独立获取知识的能力;(2) 文理关:需要把实际问题的文字语言转化为数学的符号语言用数学式子表达数学关系;(3) 数理关:在构建数学模型的过程中要求学生有对数学知识的检索能力认定或构建相应的数学模型完成由实际问题向数学问题的转化构建了数学模型后要正确解出数学问题的答案需要扎实的基础知识和较强的数理能力.请使用课时训练()第13课时(见活页).[备课札记]。

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第二章函数与导数第13课时函数模型及其应用第三章(对应学生用书(文)、(理)33~36页),1. (必修1P 110练习1)某地高山上温度从山脚起每升高100 m 降低0.6 ℃.已知山顶的温度是14.6 ℃,山脚的温度是26 ℃,则此山的高为________m.答案:1 900解析:(26-14.6)÷0.6×100=1 900.2. (必修1P 71习题10改编)已知某种产品今年产量为1 000件,若计划从明年开始每年的产量比上一年增长10%,则3年后的产量为________件. 答案:1 331解析:1 000×(1+10%)3=1 331.3. (必修1P 35练习3改编)已知等腰三角形的周长为20,底边长y 是关于腰长x 的函数,则该函数的定义域为________.答案:(5,10)4. (必修1P 110复习10)在不考虑空气阻力的情况下,火箭的最大速度v(单位:m/s)和燃料的质量M(单位:kg)、火箭(除燃料外)的质量m(单位:kg)的函数关系式为v =2 000ln ⎝⎛⎭⎫1+M m .当燃料质量是火箭质量的________倍时,火箭的最大速度可以达到12 km/s.答案:e 6-1解析:由2 000ln ⎝⎛⎭⎫1+M m =12 000,得1+M m =e 6,所以Mm=e 6-1. 5. (必修1P 100练习3改编)某商品在近30天内每件的销售价格P(元)与时间t(天)的函数关系为P =⎩⎪⎨⎪⎧t +20,0<t<25,t ∈N ,-t +100,25≤t ≤30,t ∈N ,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.答案:25解析:设日销量金额为W元,则W=P·Q=⎩⎪⎨⎪⎧(t +20)(-t +40),0<t<25,t ∈N(-t +100)(-t +40),25≤t ≤30,t ∈N , 当0<t<25,t ∈N 时,W(t)<W(25);当25≤t ≤30,t ∈N 时,W(t)≤W(25).1. 常用的函数模型有一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、幂函数.2. 指数函数、对数函数、幂函数的增长速度的比较:一般地,在区间(0,+∞)上,尽管函数y =a x (a>1),y =log a x(a>1)和y =x n (n>0)都是增函数,但是它们的增长速度不同,而且不在同一个“档次上”.随着x 的增大,y =a x (a>1)的增长速度越快,会越过并远远大于y =x n (n>0)的增长速度;而y =log a x(a>1)的增长速度会越慢.因此,总会存在一个x 0,当x>x 0时,有ax 0>x n 0>log a x 0(比较ax 0,x n 0,log a x 0的大小).3. 函数模型的应用实例的基本题型 (1) 给定函数模型解决实际问题.(2) 建立合适的函数模型解决问题. (3) 建立拟合函数模型解决实际问题. 4. 函数建模的基本程序题型1一次、二次函数模型例1市场营销人员对过去几年某商品的价格及销售数量的关系作数据分析发现有如下规律:该商品的价格每上涨x%(x>0),销售数量就减少kx%(其中k 为正常数).目前该商品定价为每个a 元,统计其销售数量为b 个.(1) 当k =12时,该商品的价格上涨多少,才能使销售的总金额达到最大?(2) 在适当的涨价过程中,求使销售总金额不断增加时k 的取值范围.解:由题意,价格上涨x%以后,销售总金额为y =a(1+x%)·b(1-kx%)=ab10 000[-kx 2+100(1-k)x +10 000].(1) 当k =12时,y =ab 10 000(-12x 2+50x +10 000)=ab20 000[22 500-(x -50)2],因此当x =50,即价格上涨50%时,y 取最大值98ab.(2) y =ab10 000[-kx 2+100(1-k)x +10 000],此二次函数的图象开口向下,对称轴为x =50(1-k )k.在适当涨价的过程中,销售总金额不断增加,即要求此函数当自变量x 在{x|x>0}的一个子集内增大时,y 也增大,因此50(1-k )k>0,解得0<k<1.备选变式(教师专享) 如图,建立平面直角坐标系xOy ,x 轴在地平面上,y 轴垂直于地平面,单位长度为1 km ,某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在方程y =kx -120(1+k 2)x 2(k>0)表示的曲线上,其中k 与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.(1) 求炮的最大射程;(2) 设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2 km ,试问它的横坐标a 不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.解:(1) 令y =0,得kx -120(1+k 2)x 2=0,由实际意义和题设条件知x>0,k>0,故x =20k 1+k 2=20k +1k≤202=10.当且仅当k =1时取等号.所以炮的最大射程为10 km. (2) 因为a>0,所以炮弹可击中目标存在k>0,使3.2=ka -120(1+k 2)a 2成立关于k的方程a 2k 2-20ak +a 2+64=0有正根判别式Δ=(-20a)2-4a 2(a 2+64)≥0a ≤6.所以当a 不超过6(km)时,可击中目标.题型2 指数、对数函数模型例2 设在海拔xm 处的大气压强是yPa ,y 与x 之间的函数关系为y =ce kx ,其中c 、k 为常量.已知某天的海平面的大气压为1.01×105 Pa ,1000m 高空的大气压为0.90×105Pa ,求600m 高空的大气压强.(保留3位有效数字)解:将x =0时,y =1.01×105Pa 和x =1000时,y =0.90×105 Pa 分别代入函数式y =ce kx ,得⎩⎪⎨⎪⎧1.01×105=ce 0,0.90×105=ce 1 000k,∴ c =1.01×105, ∴ e 1 000k =0.90×1051.01×105=0.901.01,∴ k =11000×ln 0.901.01,用计算器算得k ≈-1.154×10-4,∴ y =1.01×105×e -1.154×10-4x ,将x =600代入上述函数式,得y ≈9.42×104Pa ,即在600m 高空的大气压强约为9.42×104 Pa.备选变式(教师专享)我国辽东半岛普兰附近的泥炭层中,发掘出的古莲子,至今大部分还能发芽开花,这些古莲子是多少年以前的遗物呢?要测定古物的年代,可用放射性碳法.在动植物的体内都含有微量的放射性14C ,动植物死亡后,停止了新陈代谢,14C 不再产生,且原有的14C 会自动衰变,经过5570年(叫做14C 的半衰期),它的残余量只有原始量的一半,经过科学家测定知道,若14C 的原始含量为a ,则经过t 年后的残余量a′(与a 之间满足a′=a·e -kt ).现测得出土的古莲子中14C 残余量占原量的87.9%,试推算古莲子的生活年代.解:因a′=a·e -kt ,即a′a =e -kt .两边取对数,得lg a′a=-ktlge.①又知14C 的半衰期是5570年,即t =5570时,a′a =12.故lg 12=-5570klge ,即klge =lg25570.代入①式,并整理,得t =-5570lga′alg2.这就是利用放射性碳法计算古生物年代的公式.现测得古莲子的a′a 是0.879,代入公式,得t =-5570lg0.879lg2≈1 036.即古莲子约是1 036年前的遗物.题型3 分段函数模型例3 已知美国苹果公司生产某款iPhone 手机的年固定成本为40万美元,每生产1万只还需另投入16万美元.设苹果公司一年内共生产该款iPhone 手机x 万只并全部销售完,每万只的销售收入为R(x)万美元,且R(x)=⎩⎪⎨⎪⎧400-6x ,0<x ≤40,7 400x-40 000x 2,x>40.(1) 写出年利润W(万美元)关于年产量x(万只)的函数解析式;(2) 当年产量为多少万只时,苹果公司在该款iPhone 手机的生产中所获得的利润最大?并求出最大利润.解:(1) 当0<x ≤40,W =xR(x)-(16x +40)=-6x 2+384x -40; 当x>40,W =xR(x)-(16x +40)=-40 000x-16x +7 360.所以,W =⎩⎪⎨⎪⎧-6x 2+384x -40,0<x ≤40,-40 000x -16x +7 360,x>40.(2) ① 当0<x ≤40,W =-6(x -32)2+6 104, 所以W max =W(32)=6 104;② 当x>40时,W =-40 000x -16x +7 360,由于40 000x+16x ≥240 000x×16x =1 600, 当且仅当40 000x =16x ,即x =50∈(40,+∞)时,W 取最大值为5 760.综合①②知,当x =32时,W 取最大值为6 104.备选变式(教师专享)经市场调查,某种商品在过去50天的销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 ).(1) 写出该种商品的日销售额S 与时间t 的函数关系式;(2) 求日销售额S 的最大值. 解:(1)根据题意得S =⎩⎪⎨⎪⎧(-2t +200)⎝⎛⎭⎫12t +30,1≤t ≤30,t ∈N ,45(-2t +200),31≤t ≤50,t ∈N ,即S =⎩⎪⎨⎪⎧-t 2+40t +6000,1≤t ≤30,t ∈N ,-90t +9000,31≤t ≤50,t ∈N .(2)①当1≤t ≤30,t ∈N 时,S =-(t -20)2+6400, 当t =20时,S 的最大值为6400;②当31≤t ≤50,t ∈N 时,S =-90t +9000为减函数, 当t =31时,S 的最大值是6210,∵ 6210<6400,∴ 当t =20时,日销售额S 有最大值6400. 题型4 分式函数模型例4 如图,ABCD 是正方形空地,边长为30m ,电源在点P 处,点P 到边AD 、AB距离分别为9m 、3m.某广告公司计划在此空地上竖一块长方形液晶广告屏幕MNEF ,MN ∶NE =16∶9.线段MN 必须过点P ,端点M 、N 分别在边AD 、AB 上,设AN =x(m),液晶广告屏幕MNEF 的面积为S(m 2).(1) 用x 的代数式表示AM ;(2) 求S 关于x 的函数关系式及该函数的定义域;(3) 当x 取何值时,液晶广告屏幕MNEF 的面积S 最小?解:(1) AM =3xx -9(10≤x ≤30).(2) MN 2=AN 2+AM 2=x 2+9x 2(x -9)2.∵ MN ∶NE =16∶9,∴ NE =916MN.∴ S =MN·NE =916MN 2=916⎣⎢⎡⎦⎥⎤x 2+9x 2(x -9)2,定义域为[10,30].(3) S′=916⎣⎢⎡⎦⎥⎤2x +18x (x -9)2-9x 2(2x -18)(x -9)4=98×x[(x -9)3-81](x -9)3, 令S′=0,得x =0(舍)或9+333.当10≤x<9+333时,S ′<0,S 关于x 为减函数;当9+333<x ≤30时,S ′>0,S 关于x 为增函数.∴ 当x =9+333时,S 取得最小值.故当AN 长为9+333 m 时,液晶广告屏幕MNEF 的面积S 最小. 备选变式(教师专享)如图,两个工厂A 、B 相距2km ,点O 为AB 的中点,要在以O 为圆心,2km 为半径的圆弧MN 上的某一点P 处建一幢办公楼,其中MA ⊥AB ,NB ⊥AB.据测算此办公楼受工厂A 的“噪音影响度”与距离AP 的平方成反比,比例系数为1;办公楼受工厂B 的“噪音影响度”与距离BP 的平方也成反比,比例系数为4,办公楼与A 、B 两厂的“总噪音影响度”y 是A 、B 两厂“噪音影响度”的和,设AP 为xkm.(1) 求“总噪音影响度”y 关于x 的函数关系式,并求出该函数的定义域; (2) 当AP 为多少时,“总噪音影响度”最小?解:(1) (解法1)如图,连结OP , 设∠AOP =α,则π3≤α≤2π3.在△AOP 中,由余弦定理得x 2=12+22-2×1×2cos α=5-4cos α, 在△BOP 中,由余弦定理得BP 2=12+22-2×1×2cos(π-α)=5+4cos α, ∴ BP 2=10-x 2,∴ y =1AP 2+4BP 2=1x 2+410-x 2 .∵ π3≤α≤2π3,∴ 3≤x ≤ 7, ∴ y =1x 2+410-x 2(3≤x ≤7).(解法2)建立如图所示的直角坐标系,则A(-1,0),B(1,0),设P(m ,n),则PA 2=(m +1)2+n 2,PB 2=(m -1)2+n 2.∵ m 2+n 2=4,PA =x ,∴ PB 2=10-x 2(后面解法过程同解法1).(2) (解法1)y =1x 2+410-x 2=110(1x 2+410-x 2)[x 2+(10-x 2)] =110(5+10-x 2x 2+4x 210-x 2)≥110(5+210-x 2x 2·4x 210-x 2)=910,当且仅当10-x 2x 2=4x 210-x 2,即x =303∈[3,7]时取等号. 故当AP =303km 时,“总噪音影响度”最小. (解法2)由y =1x 2+410-x 2,得y′=-2x 3+8x(10-x 2)2=6x 4+40x 2-200x 3(10-x 2)2=2(x 2+10)(3x 2-10)x 3(10-x 2)2.∵ 3≤x ≤7 ,∴ 令y′=0,得x =303,且当x ∈⎣⎡⎭⎫3,303时,y ′<0;当x ∈(303,7]时,y ′>0.∴ x =303时,y =1x 2+410-x 2取极小值,也即最小值.故当AP =303km 时,“总噪音影响度”最小.【示例】 (本题模拟高考评分标准,满分14分)某单位决定对本单位职工实行年医疗费用报销制度,拟制定年医疗总费用在2万元至10万元(包括2万元和10万元)的报销方案,该方案要求同时具备下列三个条件:① 报销的医疗费用y(万元)随医疗总费用x(万元)增加而增加;② 报销的医疗费用不得低于医疗总费用的50%;③ 报销的医疗费用不得超过8万元.(1) 请你分析该单位能否采用函数模型y =0.05(x 2+4x +8)作为报销方案;(2) 若该单位决定采用函数模型y =x -2lnx +a(a 为常数)作为报销方案,请你确定整数a 的值.(参考数据:ln2≈0.69,ln10≈2.3)审题引导: 正确理解三个条件:① 要求模型函数在[2,10]上是增函数;② 要满足y ≥x 2恒成立;③ 要满足y 的最大值小于8.规范解答: 解:(1) 函数y =0.05(x 2+4x +8)在[2,10]上是增函数,满足条件①,(2分) 当x =10时,y 有最大值7.4万元,小于8万元,满足条件③.(4分)但当x =3时,y =2920<32,即y ≥x2不恒成立,不满足条件②,故该函数模型不符合该单位报销方案.(6分)(2) 对于函数模型y =x -2lnx +a ,设f(x)=x -2lnx +a ,则f′(x)=1-2x =x -2x ≥0.∴ f(x)在[2,10]上是增函数,满足条件①.由条件②,得x -2lnx +a ≥x 2,即a ≥2lnx -x2在x ∈[2,10]上恒成立,令g(x)=2lnx -x 2,则g′(x)=2x -12=4-x2x ,由g′(x)>0得0<x<4,∴ g(x)在(0,4)上是增函数,在(4,10)上是减函数.∴ a ≥g(4)=2ln4-2=4ln2-2.(10分)由条件③,得f(10)=10-2ln10+a ≤8,解得a ≤2ln10-2.另一方面,由x -2lnx +a ≤x ,得a ≤2lnx 在x ∈[2,10]上恒成立,∴ a ≤2ln2.(12分) 综上所述,a 的取值范围为[4ln2-2,2ln2], ∴ 满足条件的整数a 的值为1.(14分)1. (2013·陕西)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).答案:20解析:设矩形花园的宽为y m ,则x 40=40-y 40,所以y =40-x ,所以矩形花园的面积S =x(40-x)=-x 2+40x =-(x -20)2+400,当x =20时,面积最大.2. (2013·通州模拟)将一个边长分别为a 、b(0<a<b)的长方形的四个角切去四个相同的正方形,然后折成一个无盖的长方体形的盒子.若这个长方体的外接球的体积存在最小值,则ba的取值范围是________. 答案:⎝⎛⎭⎫1,54 解析:设减去的正方形边长为x ,其外接球直径的平方R 2=(a -2x)2+(b -2x)2+x 2,由R′=0,∴ x =29(a +b).∵ a<b ,∴ x ∈⎝⎛⎭⎫0,a 2,∴ 0<29(a +b)<a 2, ∴ 1<b a <54.3. (2013·无锡期末)要制作一个如图的框架(单位:m),要求所围成的总面积为19.5(m 2),其中ABCD 是一个矩形,EFCD 是一个等腰梯形,梯形高h =12AB ,tan ∠FED =34,设AB=x m ,BC =y m.(1) 求y 关于x 的表达式;(2) 如何设计x 、y 的长度,才能使所用材料最少?解:(1) 如图,在等腰梯形CDEF 中,DH 是高.依题意:DH =12AB =12x ,EH =DH tan ∠FED =43×12x =23x ,∴392=xy +12⎝⎛⎭⎫x +x +43x 12x =xy +56x 2, ∴ y =392x -56x.∵ x >0,y >0, ∴392x -56x >0,解之得0<x <3655. ∴ 所求表达式为y =392x -56x ⎝⎛⎭⎫0<x <3655.(2) 在Rt △DEH 中,∵ tan ∠FED =34,∴ sin ∠FED =35,∴ DE =DH sin ∠FED =12x ×53=56x ,∴ l =(2x +2y)+2×56x +⎝⎛⎭⎫2×23x +x =2y +6x =39x -53x +6x =39x +133x ≥239x ×133x =26,当且仅当39x =133x ,即x =3时取等号,此时y =392x -56x =4,∴ AB =3 m ,BC =4 m 时,能使整个框架所用材料最少.4. (2013·南通一模)某公司为一家制冷设备厂设计生产某种型号的长方形薄板,其周长为4 m .这种薄板须沿其对角线折叠后使用.如图所示,ABCD(AB >AD)为长方形薄板,沿AC 折叠后AB′交DC 于点P.当△ADP 的面积最大时最节能,凹多边形ACB′PD 的面积最大时制冷效果最好.(1) 设AB =x m ,用x 表示图中DP 的长度,并写出x 的取值范围; (2) 若要求最节能,应怎样设计薄板的长和宽?(3) 若要求制冷效果最好,应怎样设计薄板的长和宽?解:(1) 由题意,AB =x ,BC =2-x.因x >2-x ,故1<x <2.设DP =y ,则PC =x -y. 因△ADP ≌△CB′P ,故PA =PC =x -y. 由PA 2=AD 2+DP 2,得 (x -y)2=(2-x)2+y 2y =2⎝⎛⎭⎫1-1x ,1<x <2. (2) 记△ADP 的面积为S 1,则S 1=⎝⎛⎭⎫1-1x (2-x)=3-⎝⎛⎭⎫x +2x ≤3-22, 当且仅当x =2∈(1,2)时,S 1取得最大值.故当薄板长为2m ,宽为(2-2)m 时,节能效果最好. (3) 记多边形ACB′PD 的面积为S 2,则 S 2=12x(2-x)+⎝⎛⎭⎫1-1x (2-x) =3-12⎝⎛⎭⎫x 2+4x ,1<x <2. 于是S 2′=-12⎝⎛⎭⎫2x -4x 2=-x 3+2x 2=0x =32.关于x 的函数S 2在(1,32)上递增,在(32,2)上递减.所以当x =32时,S 2取得最大值.故当薄板长为32 m ,宽为(2-32)m 时,制冷效果最好.1. 某驾驶员喝了mL 酒后,血液中的酒精含量f(x)(mg/mL)随时间x(h)变化的规律近似满足表达式f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧5x -2,0≤x ≤1,35·⎝⎛⎭⎫13x ,x >1.《酒后驾车与醉酒驾车的标准及相应的处罚》规定为驾驶员血液中酒精含量不得超过0.02mg/mL ,据此可知,此驾驶员至少要过________h 后才能开车.(精确到1h)答案:4解析:当0≤x ≤1时,125≤5x -2≤15,此时不宜开车;由35·⎝⎛⎭⎫13x ≤0.02,得x ≥4. 2. 一辆列车沿直线轨道前进,从刹车开始到停车这段时间内,测得刹车后t s 内列车前进的距离为S =27t -0.45t 2 m ,则列车刹车后________s 车停下来,期间列车前进了________m.答案:30 405解析:S′(t)=27-0.9t ,由瞬时速度v(t)=S′(t)=0得t =30(s),期间列车前进了S(30)=27×30-0.45×302=405(m).3. 提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v(km/h)是车流密度x(辆/千米)的函数.当桥上的车流密度达到200辆/km 时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/km 时,车流速度为60km/h ,研究表明:当20≤x ≤200时,车流速度v 是车流密度x 的一次函数.(1) 当0≤x ≤200时,求函数v(x)的表达式;(2) 当车流密度x 为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观测点的车辆数,单位:辆/小时)f(x)=x·v(x)可以达到最大,并求出其最大值.(精确到1辆/小时)解:(1) 由题意,当0≤x ≤20时,v(x)=60;当20≤x ≤200时,设v(x)=ax +b.再由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧200a +b =0,20a +b =60,解得⎩⎨⎧a =-13,b =2003.故函数v(x)的表达式为v(x)=⎩⎪⎨⎪⎧60,0≤x ≤20,13(200-x ),20<x ≤200.(2) 依题意并由(1)可得f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧60x ,0≤x ≤20,13x (200-x ),20<x ≤200.当0≤x ≤20时,f(x)为增函数,故当x =20时,其最大值为60×20=1200; 当20≤x ≤200时,f(x)=13x(200-x)≤13⎣⎢⎡⎦⎥⎤x +(200-x )22=100003, 当且仅当x =200-x ,即x =100时,等号成立.所以,当x =100时,f(x)在区间[20,200]上取得最大值100003.综上,当x =100时,f(x)在区间[0,200]上取得最大值100003≈3333, 即当车流密度为100辆/km 时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/h.4. 某建筑公司要在一块宽大的矩形地面(如图所示)上进行开发建设,阴影部分为一公共设施建设不能开发,且要求用栏栅隔开(栏栅要求在一直线上),公共设施边界为曲线f(x)=1-ax 2(a >0)的一部分,栏栅与矩形区域的边界交于点M 、N ,交曲线于点P ,设P(t ,f(t)).(1) 将△OMN(O 为坐标原点)的面积S 表示成t 的函数S(t);(2) 若在t =12处,S(t)取得最小值,求此时a 的值及S(t)的最小值.解:(1) y′=-2ax ,∴ 切线斜率是-2at , ∴ 切线方程为y -(1-at 2)=-2at(x -t). 令y =0,得x =1+at 22at ,∴ M ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+at 22at ,0, 令x =0,得y =1+at 2,∴ N(0,1+at 2), ∴ △OMN 的面积S(t)=(1+at 2)24at.(2) S′(t)=3a 2t 4+2at 2-14at 2=(at 2+1)(3at 2-1)4at 2,由a >0,t >0,S ′(t)=0,得3at 2-1=0,即t =13a .当3at 2-1>0,即t >13a时,S ′(t)>0; 当3at 2-1<0,即0<t<13a时,S ′(t)<0. ∴ 当t =13a时,S(t)有最小值. 已知在t =12处,S(t)取得最小值,故有13a =12,∴ a =43.故当a =43,t =12时,S(t)min =S ⎝⎛⎭⎫12=⎝⎛⎭⎫1+43·1424·43·12=23.1. 与函数有关的应用型问题,函数模型可以是已知条件中给出其表达式,也可以是由已知条件建立函数模型,显然后者难度较大,在解题过程中不要忘记考虑函数的定义域.2. 解应用问题,首先,应通过审题,分析原型结构,深刻认识问题的实际背景,确定主要矛盾,提出必要假设,将应用问题转化为数学问题求解;然后,经过检验,求出应用问题的解.要能顺利解答一个应用问题重点要过三关:(1) 事理关:通过阅读,知道讲的是什么,培养学生独立获取知识的能力;(2) 文理关:需要把实际问题的文字语言转化为数学的符号语言,用数学式子表达数学关系;(3) 数理关:在构建数学模型的过程中,要求学生有对数学知识的检索能力,认定或构建相应的数学模型,完成由实际问题向数学问题的转化,构建了数学模型后,要正确解出数学问题的答案,需要扎实的基础知识和较强的数理能力.请使用课时训练(B)第13课时(见活页).[备课札记]。

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