构建数学模型解决实际问题

构建数学模型解决实际问题

“能够运用所学知识解决简单的实际问题”是九年义务教育数学教学大纲规定的初中数学教学目的之一。能够解决实际问题是学习数学知识、形成技能和发展能力的结果，也是对获得知识、技能和能力的检验。构建数学模型解决实际问题基本程序如下：

解题步骤如下：

1、阅读、审题：

要做到简缩问题，删掉次要语句，深入理解关键字句；为便于数据处理，最好运用表格（或图形）处理数据，便于寻找数量关系。

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、合理求解纯数学问题

4、解释并回答实际问题

一、方程模型

例：小刚为书房买灯，现有两种灯可供选购，其中一种是9瓦（即0.009千瓦）的节能灯，售价49元/盏；另一种是40瓦（即0.04千瓦）的白炽灯，售价为18元/盏。假设两种灯的照明亮度一样，使用寿命都可以达到2800小时，已知小刚家所在地的电价是每千瓦0.5元。

⑴设照明时间是x小时，请用含x的代数式分别表示用一盏节能灯的费用和用一盏白炽灯的费用（注：费用＝灯的售价＋电费）

⑵小刚想在这两种灯中选购一盏:

①当照明时间是多少时，使用两种灯的费用一样多；

②试用特殊值推断:

照明时间在什么范围内，选用白炽灯费用低；

照明时间在什么范围内，选用节能灯费用低；

⑶小刚想在这两种灯中选购两盏

假定照明时间是3000小时，使用寿命都是2800小时，请你帮他设计费用最低的选灯方案，并说明理由。 解：(1)用一盏节能灯的费用是(49+0.0045x)元， 用一盏白炽灯的费用是(18+0.02x)元．

(2)①由题意，得49+0.0045x=18+0.02x ，解得x=2000， 所以当照明时间是2000小时时，两种灯的费用一样多． ②取特殊值x=1500小时，

则用一盏节能灯的费用是49+0.0045×1500=55.75(元)， 用一盏白炽灯的费用是18+0.02×1500=48(元)， 所以当照明时间小于2000小时时，选用白炽灯费用低； 取特殊值x=2500小时，

则用一盏节能灯的费用是49+0.0045×2500=60.25(元)， 用一盏白炽灯的费用是18+0.02×2500=68(元)， 所以当照明时间超过2000小时时，选用节能灯费用低． (3)分下列三种情况讨论：

①如果选用两盏节能灯，则费用是98+0.0045×3000=111.5元； ②如果选用两盏白炽灯，则费用是36+0.02×3000=96元；

③如果选用一盏节能灯和一盏白炽灯，由(2)可知，当照明时间大于2000小时时，用节能灯比白炽灯费用低，所以节能灯用足2800小时时，费用最低． 费用是67+0.0045×2800+0.02×200=83.6元

综上所述，应各选用一盏灯，且节能灯使用2800小时，白炽灯使用200小时时，费用最低．

变式1：某出租汽车公司有出租车100辆，平均每天每车消耗的汽油费为80元，为了减少环境污染，市场推出一种叫“CNG ”的改烧汽油为天然汽的装置，每辆车改装价格为4000元。公司第一次改装了部分车辆

后核算：已改装后的车辆每天的燃料费占剩下末改装车辆每天燃料费用的

20

3

，公司第二次再改装同样多的车辆后，所有改装后的车辆每天的燃料费占剩下末改装车辆每天燃料费用的5

2

。问：

（1）公司共改装了多少辆出租车？改装后的每辆出租车平均每天的燃料费比改装前的燃料费下降了百分之多少？

（2）若公司一次性将全部出租车改装，多少天后就可以从节省的燃料费中收回成本？

解:（1）设公司第一次改装了y 辆车，改装后的每辆出租车每天的燃料费比改装前的燃料费下降的百分数为x

依题意得方程组：()()()()⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧

⨯-⨯=⨯-⋅⨯-⨯=⨯-⋅80

21005280128010020

3801y x y y x y

化简得：

)2100(5

1

)100(203y y -⨯=-⋅ 解得：⎪⎩⎪

⎨⎧===20

%405

2y x 答:公司共改装了40辆车，改装后的每辆出租车每天的燃料费比改装前的燃料费下降了40%。 （2）设一次性改装后，m 天可以收回成本，则： 100×80×40%×m ＝4000×100 解得：m ＝125（天）

答：125天后就可以从节省的燃料费中收回成本。

变式2： “利海”通讯器材商场，计划用60000元从厂家购进若干部新型手机，以满足市场需求，已知该厂家生产三种不同型号的手机，出厂价分别为甲种型号手机每部1800元，乙种型号手机每部600元，丙种型号手机每部1200元.

（1）若商场同时购进其中两种不同型号的手机共40部，并将60000元恰好用完.请你帮助商场计算一下如何购买.

（2）若商场同时购进三种不同型号的手机共40部，并将60000元恰好用完，并且要求乙种型号手机的购买数量不少于6部且不多于8部，请你求出商场每种型号手机的购买数量.

解：（1）设甲种型号手机要购买x 部，乙种型号手机购买y 部，丙种型号手机购买z 部，根据题意，得：

…

答：有两种购买方法：甲种手机购买30部，乙种手机购买10部；或甲种手机购买20部，乙种手机购买20部.

（2）根据题意，得：

解得： …………

答：若甲种型号手机购买26部手，则乙种型号手机购买6部，丙种型号手机购买8部；

小朋友，本来你用10元钱买一盒饼干 是有多的，但要再买一袋牛奶就不够 了！今天是儿童节，我给你买的饼干 打9折，两样东西请拿好！还有找你 的8角钱.

阿姨，我买一盒 饼干和一袋牛奶 （递上10元钱）.

若甲种型号手机购买27部手，则乙种型号手机购买7部，丙种型号手机购买6部； 若甲种型号手机购买28部手，则乙种型号手机购买8部，丙种型号手机购买4部；

二、不等式模型

例：年织里某童装加工企业今年五月份工人每天平均加工童装150套，最不熟练的工人加工的童装套数为平均套数的60%。为了提高工人的劳动积极性，按时完成外贸订货任务，企业计划从六月份起进行工资改革。改革后每位工人的工资分二部分：一部分为每人每月基本工资200元；另一部分为每加工1套童装奖励若干元。

（1）为了保证所有工人的每月工资收入不低于市有关部门规范的最低工资标准450元，按五月份工人加工的童装套数计算，工人每加工1套童装企业至少应奖励多少元（精确到分）？

（2）根据经营情况，企业决定每加工1套童装奖励5元。工人小张争取六月份工资不少于1200元，问小张在六月份应至少加工多少套童装？ 解:（1）设企业每套奖励x 元 由题意得：200+60%·150x ≥450 解得：x ≥2.78

因此该企业至少应奖励2.78元

（2）设小张在六月份加工y 套 由题意得：200+5y ≥1200 解得：y ≥200

答：小张在六月份应至少加工200套。

变式1：仔细观察下图，认真阅读对话：

根据对话的内容，试求出饼干和牛奶的标价各是多少元？ 解：设饼干的标价为每盒x 元，牛奶的标价为每袋y 元，则 x+y>10,..................（1） 0.9x+y=10－0.8, (2)