高中常见数学模型案例
数学建模在高中数学教学中的应用案例
数学建模在高中数学教学中的应用案例数学建模是一种将现实问题转化为数学问题，并通过数学方法进行求解的过程。
它不仅能提高学生的数学思维能力和解决实际问题的能力，还能激发学生对数学的兴趣。
在高中数学教学中，数学建模已经逐渐得到应用。
本文将以几个实际案例来探讨数学建模在高中数学教学中的应用。
案例一：城市交通流量优化城市交通拥堵一直是人们头疼的问题。
如何合理规划城市道路，优化交通流量，成为了城市规划师们的重要任务。
在高中数学课堂中，可以通过数学建模来让学生了解交通流量优化的原理和方法。
首先，学生可以通过观察城市道路交通流量的数据，了解不同时间段和不同道路的交通流量情况。
然后，他们可以使用数学模型，如线性规划模型，来分析交通流量的变化规律，并提出相应的优化方案。
通过这种方式，学生不仅能够学习到线性规划的基本原理，还能将其应用到实际问题中。
案例二：环境污染治理环境污染是当前社会面临的严重问题之一。
在高中数学教学中，可以通过数学建模来让学生了解环境污染治理的方法和效果。
学生可以通过收集环境污染数据，了解不同因素对环境污染的影响。
然后，他们可以使用数学模型，如微分方程模型，来模拟环境污染的传播和变化过程，并提出相应的治理方案。
通过这种方式，学生不仅能够学习到微分方程的基本原理，还能将其应用到实际问题中。
案例三：金融风险评估金融风险评估是金融领域的重要工作之一。
在高中数学教学中，可以通过数学建模来让学生了解金融风险评估的方法和意义。
学生可以通过收集金融市场数据，了解不同金融产品的风险情况。
然后，他们可以使用数学模型，如概率模型，来评估金融产品的风险水平，并提出相应的风险控制方案。
通过这种方式，学生不仅能够学习到概率论的基本原理，还能将其应用到实际问题中。
通过以上几个案例，我们可以看到数学建模在高中数学教学中的应用是非常广泛的。
通过数学建模，学生不仅能够学习到数学的基本知识和技能，还能培养他们的实际问题解决能力和创新精神。
高中数学应用题解决实际问题中的数学模型
高中数学应用题解决实际问题中的数学模型随着社会的发展和进步，数学在解决实际问题中的作用日益凸显。
特别是在高中数学的学习中，我们经常遇到各种应用题，这些问题都是从实际生活中抽象出来的，要求我们利用数学知识解决。
而解决这些实际问题的关键就在于建立适当的数学模型。
所谓数学模型，是指将实际问题抽象化、符号化，用数学语言和符号去描述实际情况的一种工具。
建立数学模型不仅可以将实际问题转化为数学问题，而且可以使得问题的解决更加系统和科学。
接下来，我们将以几个典型的应用题为例，来探讨如何在解决实际问题中建立数学模型。
第一个例子是关于传播速度的问题。
假设小明从A地点出发，以固定的速度v1向B地点前进，而小红从B地点以速度v2向A地点前进。
已知A、B两地的距离为d，要求找出当小明和小红相遇时的时间t。
在解决这个问题中，首先我们要建立数学模型。
设小明和小红相遇的地点距离A地点为x，则相遇的时间t可以表示为t=x/v1。
而根据小红的速度和距离的关系，我们可以得到另一个数学表达式t=(d-x)/v2。
将两个表达式相等，可以得到x/v1=(d-x)/v2，进一步化简得到x=(v1d)/(v1+v2)。
这样，我们就建立了关于传播速度的数学模型，可以通过这个模型求解问题。
第二个例子是关于面积问题的应用。
假设有一块长方形的草坪，其中央有一个圆形花坛。
已知长方形的长为L，宽为W，花坛的半径为r，要求求出这个草坪中圆形花坛所占的面积。
在解决这个问题中，我们可以利用几何知识和面积公式来建立数学模型。
首先，我们知道长方形的面积可以表示为LW，而圆形的面积可以表示为πr^2。
根据题意，我们可以将长方形的长、宽减去花坛的直径，这样我们就得到了一个新的长方形，其面积为(L-2r)(W-2r)。
由于花坛占据的区域是长方形减去新的长方形，所以我们可以通过减法得到花坛占据的面积，即LW-(L-2r)(W-2r)。
通过以上两个例子，我们可以看出，在解决实际问题中，建立数学模型是非常重要的。
高中数学建模案例精选
高中数学建模案例精选In the realm of high school mathematics, modeling serves as a bridge between theoretical concepts and practical applications. This approach encourages students to apply mathematical principles to real-world scenarios, fostering a deeper understanding of the subject. One such case study involves the optimization of a shipping route.在高中数学领域，建模是连接理论概念与实际应用的桥梁。
这种方法鼓励学生将数学原理应用于现实世界的场景中，从而加深对学科的理解。
其中一个案例研究就是优化运输路线。
Imagine a shipping company that needs to transport goods from point A to point B. The company has multiple routes to choose from, each with different costs and travel times. The objective is to find the most efficient route that minimizes overall cost while considering factors like fuel consumption, tolls, and the value of time.设想一家运输公司需要从点A运输货物到点B。
公司有多个路线可供选择，每条路线的成本和旅行时间都不同。
目标是找到最高效的路线，以最小化整体成本，同时考虑燃料消耗、过路费和时间的价值。
高中数学中的常用几何模型及构造方法大全
高中数学中的常用几何模型及构造方法大全一、全等变换平移：平行等线段（平行四边形）对称：角平分线或垂直或半角旋转：相邻等线段绕公共顶点旋转1、对称全等模型说明：以角平分线为轴在角两边进行截长补短或者作边的垂线，形成对称全等。
两边进行边或者角的等量代换，产生联系。
垂直也可以做为轴进行对称全等。
2、对称半角模型说明：上图依次是45°、30°、22.5°、15°及有一个角是30°直角三角形的对称（翻折），翻折成正方形或者等腰直角三角形、等边三角形、对称全等。
3、旋转全等模型半角：有一个角含1/2角及相邻线段自旋转：有一对相邻等线段，需要构造旋转全等共旋转：有两对相邻等线段，直接寻找旋转全等中点旋转：倍长中点相关线段转换成旋转全等问题4、旋转半角模型说明：旋转半角的特征是相邻等线段所成角含一个二分之一角，通过旋转将另外两个和为二分之一的角拼接在一起，成对称全等。
5、自旋转模型构造方法：遇60度旋60度，造等边三角形遇90度旋90度，造等腰直角遇等腰旋顶点，造旋转全等遇中点旋180度，造中心对称6、共旋转模型说明：旋转中所成的全等三角形，第三边所成的角是一个经常考察的内容。
通过“8”字模型可以证明。
二、模型变换说明：模型变形主要是两个正多边形或者等腰三角形的夹角的变化，另外是等腰直角三角形与正方形的混用。
当遇到复杂图形找不到旋转全等时，先找两个正多边形或者等腰三角形的公共顶点，围绕公共顶点找到两组相邻等线段，分组组成三角形证全等。
1、中点旋转：说明：两个正方形、两个等腰直角三角形或者一个正方形一个等腰直角三角形及两个图形顶点连线的中点，证明另外两个顶点与中点所成图形为等腰直角三角形。
证明方法是倍长所要证等腰直角三角形的一直角边，转化成要证明的等腰直角三角形和已知的等腰直角三角形（或者正方形）公旋转顶点，通过证明旋转全等三角形证明倍长后的大三角形为等腰直角三角形从而得证。
高中数学六种概率模型
高中数学六种概率模型在高中数学中，概率是一个重要的概念，在日常生活中也随处可见。
概率模型是用来描述不确定事件发生的可能性的数学模型。
在高中数学中，我们学习了六种常见的概率模型，分别是等可能模型、几何模型、排列模型、组合模型、条件概率模型和贝叶斯模型。
第一种概率模型是等可能模型。
在等可能模型中，我们假设所有的结果是等可能发生的，例如掷硬币、掷骰子等。
在这种情况下，我们可以通过计算事件发生的可能性来求解概率。
例如，抛掷一枚硬币，出现正面的概率和出现反面的概率都是1/2。
第二种概率模型是几何模型。
几何模型适用于一些连续事件，例如抛掷一根棍子，棍子落在某个距离范围内的概率。
这种情况下，我们需要用到几何概率的计算方法，即事件的概率等于事件所占的长度或面积与总长度或面积的比值。
第三种概率模型是排列模型。
排列模型适用于有序事件的概率计算。
例如，从一副扑克牌中抽出三张牌，求得其中一种特定牌型的概率。
这种情况下，我们可以使用排列的计算公式，将事件的可能性与总的可能性进行比较。
第四种概率模型是组合模型。
组合模型适用于无序事件的概率计算。
例如，从一副扑克牌中抽出三张牌，求得其中任意三张牌的概率。
这种情况下，我们可以使用组合的计算公式，将事件的可能性与总的可能性进行比较。
第五种概率模型是条件概率模型。
条件概率模型是指在已知一些信息的情况下，求另外一些信息的概率。
例如，在已知某人生病的情况下，求他感染某种疾病的概率。
在条件概率中，我们需要用到贝叶斯公式来计算概率。
第六种概率模型是贝叶斯模型。
贝叶斯模型是一种用来更新先验概率的模型。
在贝叶斯模型中，我们通过观察到的事实来更新我们对事件发生的概率的估计。
这种模型常常用于统计学和机器学习中。
高中数学中有六种常见的概率模型，分别是等可能模型、几何模型、排列模型、组合模型、条件概率模型和贝叶斯模型。
这些模型可以帮助我们计算事件发生的可能性，对我们理解概率提供了有力的工具。
通过学习这些模型，我们可以更好地理解和应用概率知识，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
高中数学六种概率模型
高中数学六种概率模型概率是数学中的重要概念，用于描述事件发生的可能性。
在高中数学中，概率是一个重要的内容，它有着广泛的应用。
在数学中，我们常常使用六种概率模型来描述和计算概率，它们分别是等可能模型、几何模型、排列模型、组合模型、条件概率模型和贝叶斯模型。
一、等可能模型等可能模型是最简单的概率模型之一，它假设每个事件发生的可能性相等。
例如，抛一枚公正的硬币，出现正面或反面的概率都是1/2。
又如，掷一颗公正的骰子，出现任意一个数字的概率都是1/6。
等可能模型的特点是简单明了，计算方法也非常简单，只需将某个事件发生的可能性除以总的可能性即可。
二、几何模型几何模型是描述概率的一种模型，它应用于空间中的几何问题。
例如，在一个正方形的平面上随机选择一个点，那么这个点落在正方形的某个子集中的概率就可以使用几何模型来描述。
几何模型的特点是需要用到几何图形的性质和计算方法，通常需要使用面积或体积的概念来描述概率。
三、排列模型排列模型是用于描述事件发生顺序的概率模型。
例如，从1到10这十个数字中随机选择3个数字，按照选择的顺序排列，那么不同的排列方式的概率可以使用排列模型来计算。
排列模型的特点是需要考虑事件发生的顺序，通常需要使用排列的计算方法。
四、组合模型组合模型是用于描述事件发生组合的概率模型。
例如，从1到10这十个数字中随机选择3个数字，不考虑选择的顺序，那么不同的组合方式的概率可以使用组合模型来计算。
组合模型的特点是不考虑事件发生的顺序，通常需要使用组合的计算方法。
五、条件概率模型条件概率模型是用于描述事件在给定条件下发生的概率。
例如，已知某个学生参加了数学竞赛，并且获得了奖项，那么在已知该学生获奖的条件下，他是男生的概率可以使用条件概率模型来计算。
条件概率模型的特点是需要考虑给定条件下事件发生的概率，通常需要使用条件概率的计算方法。
六、贝叶斯模型贝叶斯模型是用于描述事件的先验概率和后验概率之间的关系的概率模型。
高中生物典型数学模型举例
9500
180
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(A)在该调查时间内物种x种群增长曲线大致呈“J”型 (B)若在第9年间，大量捕杀x种群个体，则第10年鼠种群数量增加 (c)鼠和X种群为竞争关系 (D)鼠和x种群为互利共生关系
小结：模型构建基础知识“地图”
概念模型 数学模型
必修一第14页：概念
必修三第65页：概念 必修三第66页：种群增长的模型
4
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x种群数量(只)
100 120 200 250 180 170 180 170
数学模型的转化
时间（年) 鼠种群数量(只) x种群数量 (只)
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A、在该调查时间内物种x种群增长曲线大致呈“J”型 B、若在第9年间，大量捕杀x种群个体，则第10年鼠种群数量增加 C、鼠和X种群为竞争关系 D、鼠和x种群为互利共生关系
时间（年) 鼠种群数量 (只)
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染 色分 体为
非 同 源 组成 染 色 体
同
源
染 色 体
联会 形成
染 色 据此 体 分为 组 四 分 包含 体 四条
多倍体 二倍体
单倍体 染 色 单 体
（二）数学模型
高中数学的八个有趣模型——搞定空间几何体的外接球与内切球
八个有趣模型——搞定空间几何体的外接球与内切球类型一、墙角模型（三条线两个垂直，不找球心的位置即可求出球半径）图2图3图4方法：找三条两两垂直的线段，直接用公式2222)2(c b a R ++=，即2222c b a R ++=，求出R 例1 （1）已知各顶点都在同一球面上的正四棱柱的高为4，体积为16，则这个球的表面积是（ C ） A ．π16 B ．π20 C ．π24 D ．π32 （2）若三棱锥的三个侧面两垂直，且侧棱长均为3，则其外接球的表面积是 π9 解：（1）162==h a V ，2=a ，24164442222=++=++=h a a R ，π24=S ，选C ； （2）933342=++=R ，ππ942==R S（3）在正三棱锥S ABC -中，M N 、分别是棱SC BC 、的中点，且MN AM ⊥,若侧棱SA =,则正三棱锥ABC S -外接球的表面积是 。
π36 解：引理：正三棱锥的对棱互垂直。
证明如下：如图（3）-1，取BC AB ,的中点E D ,，连接CD AE ,，CD AE ,交于H ，连接SH ，则H 是底面正三角形ABC 的中心，∴⊥SH 平面ABC ，∴AB SH ⊥，BC AC =，BD AD =，∴AB CD ⊥，∴⊥AB 平面SCD ，∴SC AB ⊥，同理：SA BC ⊥，SB AC ⊥，即正三棱锥的对棱互垂直，本题图如图（3）-2， MN AM ⊥，MN SB //，∴SB AM ⊥， SB AC ⊥，∴⊥SB 平面SAC ， ∴SA SB ⊥，SC SB ⊥， SA SB ⊥，SA BC ⊥， ∴⊥SA 平面SBC ，∴SC SA ⊥，故三棱锥ABC S -的三棱条侧棱两两互相垂直，∴36)32()32()32()2(2222=++=R ，即3642=R ，∴正三棱锥ABC S -外接球的表面积是π36(3)题-1A(3)题-2A（4）在四面体S ABC -中，ABC SA 平面⊥，,1,2,120====∠︒AB AC SA BAC 则该四面体的外接球的表面积为（ D ）π11.A π7.B π310.C π340.D （5）如果三棱锥的三个侧面两两垂直，它们的面积分别为6、4、3，那么它的外接球的表面积是（6）已知某几何体的三视图如图所示，三视图是腰长为1的等腰直角三角形和边长为1的正方形，则该几何体外接球的体积为 解析：（4）在ABC ∆中，7120cos 2222=⋅⋅-+=BC AB AB AC BC ，7=BC ，ABC ∆的外接球直径为372237sin 2==∠=BAC BC r ， ∴3404)372()2()2(2222=+=+=SA r R ，340π=S ，选D （5）三条侧棱两两生直，设三条侧棱长分别为c b a ,,（+∈R c b a ,,），则⎪⎩⎪⎨⎧===6812ac bc ab ，∴24=abc ，∴3=a ，4=b ，2=c ，29)2(2222=++=c b a R ，ππ2942==R S ， （6）3)2(2222=++=c b a R ，432=R ，23=Rπππ2383334343=⋅==R V ，类型二、垂面模型（一条直线垂直于一个平面） 1．题设：如图5，⊥PA 平面ABC 解题步骤：第一步：将ABC ∆画在小圆面上，A 为小圆直径的一个端点，作小圆的直 径AD ，连接PD ，则PD 必过球心O ； 第二步：1O 为ABC ∆的外心，所以⊥1OO 平面ABC ，算出小圆1O 的半径r D O =1（三角形的外接圆直径算法：利用正弦定理，得r C c B b A a 2sin sin sin ===），PA OO 211=； 第三步：利用勾股定理求三棱锥的外接球半径：①222)2()2(r PA R +=⇔22)2(2r PA R +=；②2122OO r R +=⇔212OO r R +=图5ADPO 1OCBAP2．题设：如图6，7，8，P 的射影是ABC ∆的外心⇔三棱锥ABC P -的三条侧棱相等⇔三棱锥ABC P -的底面ABC ∆在圆锥的底上，顶点P 点也是圆锥的顶点图6PADO 1OCB图7-1PAO 1O CB图7-2PAO 1O CB图8PAO 1OCB图8-1DPOO 2ABC图8-2POO 2ABC图8-3DPOO 2AB解题步骤：第一步：确定球心O 的位置，取ABC ∆的外心1O ，则1,,O O P 三点共线；第二步：先算出小圆1O 的半径r AO =1，再算出棱锥的高h PO =1（也是圆锥的高）； 第三步：勾股定理：21212O O A O OA +=⇒222)(r R h R +-=，解出R 方法二：小圆直径参与构造大圆。
高中生物典型数学模型举例
池塘生态系统模式图
(07江苏生物)37．正常情况下，人体内血液、组织液和细胞内液 中K+的含量能够维持相对稳定。 (1)尝试构建人体内K+离子的动态平衡模型(①在图形框中用箭头表 示②不考虑血细胞、血管壁细胞等特殊细胞)。
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讨论：三种模型形式可以相互转化吗？
实践出真知——
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(A)在该调查时间内物种x种群增长曲线大致呈“J”型 (B)若在第9年间，大量捕杀x种群个体，则第10年鼠种群数量增加 (c)鼠和X种群为竞争关系 (D)鼠和x种群为互利共生关系
小结：模型构建基础知识“地图”概念模型 数学模型必修一 Nhomakorabea14页：概念
必修三第65页：概念 必修三第66页：种群增长的模型
染 色分 体为
非 同 源 组成 染 色 体
同
源
染 色 体
联会 形成
染 色 据此 体 分为 组 四 分 包含 体 四条
多倍体 二倍体
单倍体 染 色 单 体
（二）数学模型
教材链接
必修三65页：数学模型是用来描述一个系统或它的性质的 数学形式。（用字母、数字及其它数学符号建立起来的等 式或不等式。也包括表格，曲线，柱状图，扇形图等数学 表达式。）
在一个草原生态 系统中，草是生产者， 鼠是初级消费者。现将 某动物新物种x引入该 生态系统，调查表明 鼠与x的种群数量变化 如右表。若不考虑瘟疫 等其他因素，下列说法 中最可能的是（ ）
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快解高中数学143模型
快解高中数学143模型数学模型在现实生活中扮演着重要的角色，能够帮助人们理解和解决各种实际问题。
在高中数学教学中，143模型被广泛地应用于各类数学题目的解决过程中。
本文将以实际案例为依据，通过快速解析高中数学143模型，帮助读者更好地理解和掌握该模型的应用。
案例一：图形的变换假设有一辆卡车，长为8m，宽为2m，高为3m，在运输过程中，将其放入一船箱中，该箱的尺寸为10m×3m×5m，问是否能够容纳？解析：这个问题可以转化为求箱子的体积是否大于卡车的体积。
我们可以先计算卡车的体积，即8m × 2m × 3m = 48m³。
接下来计算箱子的体积，即10m × 3m × 5m =150m³。
由此可知，箱子的体积大于卡车的体积，因此可以容纳卡车。
案例二：数列的求和已知数列{an}的通项公式为an = 3n² + 2n + 1，试求该数列的前n项和。
解析：对于此类数列，我们可以利用143模型中的求和公式来求解。
首先，我们要明确该数列的首项和公差，通过观察可以得知，a₁ = 6，d = 4。
接下来，我们可以利用求和公式Sₙ = (a₁ + aₙ) * n/2来计算前n项和。
将已知的数值代入公式中，得到Sₙ = (6 + (3n² + 2n + 1)) * n/2。
化简后，得到Sₙ = (3n³ + 5n² + 3n)/2。
案例三：函数的应用某人在市场上购买一个商品，它的价格随销量的增加而变动。
已知当销量为10时，该商品的价格为100元，当销量为30时，价格为200元。
问当销量为20时，商品的价格是多少？解析：这个问题可以通过函数的应用来解决。
假设动态函数f(x)表示商品的价格，其中x表示销量。
根据已知信息，我们可以列出两个点的坐标：(10, 100)和(30, 200)。
利用两点式求出直线的方程为f(x) = 6x - 40，其中x表示销量，f(x)表示价格。
(完整版)高中常见数学模型案例
高中常见数学模型案例中华人民共和国教育部2003年4月制定的普通高中《数学课程标准》中明确指出：数学探究、数学建模、数学文化是贯穿于整个高中数学课程的重要内容”，数学建模是数学学习的一种新的方式，它为学生提供了自主学习的空间，有助于学生体验数学在解决问题中的价值和作用，体验数学与日常生活和其他学科的联系，体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程，增强应用意识；有助于激发学生学习数学的兴趣，发展学生的创新意识和实践能力。
”教材中常见模型有如下几种：一、函数模型用函数的观点解决实际问题是中学数学中最重要的、最常用的方法。
函数模型与方法在处理实际问题中的广泛运用，两个变量或几个变量，凡能找到它们之间的联系，并用数学形式表示出来，建立起一个函数关系(数学模型)，然后运用函数的有关知识去解决实际问题，这些都属于函数模型的范畴。
1、正比例、反比例函数问题例1:某商人购货，进价已按原价a扣去25%，他希望对货物订一新价，以便按新价让利销售后仍可获得售价25%的纯利，则此商人经营者中货物的件数x与按新价让利总额y 之间的函数关系是_____________ 。
分析：欲求货物数x与按新价让利总额y之间的函数关系式，关键是要弄清原价、进价、新价之间的关系。
若设新价为b,则售价为b( 1 -20%),因为原价为a,所以进价为a (1 - 25%)5 解：依题意，有b(1 0.2) a(1 0.25) b(1 0.2)0.25 化简得b a，所以45 ay 0.2bx a 0.2 x，即y x, x N4 42、一次函数问题例2:某人开汽车以60km/h的速度从A地到150km远处的B地，在B地停留1h后，再以50km/h 的速度返回A地，把汽车离开A地的路x ( km)表示为时间t ( h)的函数，并画出函数的图像。
分析：根据路程=速度X时间，可得出路程x和时间t得函数关系式x (t);同样，可列出v(t)的关系式。
高中数学人教A版必修1课件：3.2.2函数模型的应用实例
设甲项目投资 x 亿元,投资这两个项目所获得的总利润为 y 亿元.
(1)写出 y 关于 x 的函数表达式;
(2)求总利润 y 的最大值.
分析:(1)总利润=投资甲项目利润+投资乙项目利润=M+N;(2)
转化为求(1)中函数的最大值.
-12-
3.2.2
题型一
函数模型的应用实例
题型二
题型三
M 目标导航
-3-
3.2.2
函数模型的应用实例
M 目标导航
UBIAODAOHANG
Z 知识梳理
HISHI SHULI
Z 重难聚焦
HONGNAN JVJIAO
D典例透析
IANLI TOUXI
名师点拨巧记函数建模过程:
收集数据,画图提出假设;
依托图表,理顺数量关系;
抓住关键,建立函数模型;
精确计算,求解数学问题;
Z 重难聚焦
HONGNAN JVJIAO
D典例透析
IANLI TOUXI
题型四
【变式训练 2】 大西洋鲑鱼每年都要逆流而上,游回产地产卵.
记鲑鱼的游速为 v(单位:m/s),鲑鱼的耗氧量的单位数为 Q,研究中发
现 v 与 log3
成正比, 且当Q=900 时,v=1.
100
(1)求出 v 关于 Q 的函数解析式;
米)的关系式为 p=1 000·
7
100
ℎ
3 000
, 则海拔6 000 米处的大气压强为
百帕.
解析:当 h=6 000 米时,p=1 000·
7
100
6 000
3 000
= 4.9(百帕).
答案:4.9
高中物理数学模型应用案例分享
高中物理数学模型应用案例分享概述在高中物理学习中，数学模型的应用十分重要。
通过运用数学方法和工具，我们可以解决一系列与物理相关的问题。
本文将分享一些高中物理领域常见的数学模型应用案例，展示它们的实际意义和解决问题的能力。
1. 简谐振动模型简谐振动是高中物理课程中经常涉及到的一个重要概念。
例如，弹簧振子、单摆等都可以使用简谐振动模型进行分析。
应用案例：弹簧振子考虑一个质量为m的弹簧振子，已知其劲度系数为k，并受到外力F(t)作用。
我们可以建立以下方程来描述其运动:m * x'' + k * x = F(t)其中x表示位移，x''表示加速度。
通过求解上述微分方程，我们可以确定该弹簧振子在外力作用下的运动规律。
2. 牛顿第二定律模型牛顿第二定律是经典力学中最基本也是最重要的定律之一。
它描述了一个物体所受合力在大小和方向上与物体的加速度成正比。
在高中物理学习中，我们经常利用牛顿第二定律建立力学模型。
应用案例：匀变速直线运动考虑一个沿直线运动的自由落体，已知其质量为m，受到重力作用。
根据牛顿第二定律，我们可以得到以下方程:m * a = -mg其中a表示加速度，g表示重力加速度。
通过求解上述方程，我们可以确定自由落体在重力作用下的运动规律。
3. 热传导模型热传导是研究物质内部温度分布和传播过程的一门学科，在高中物理学习中也有广泛应用。
应用案例：热扩散问题考虑一个长条形杆体，在不同端温度已知的情况下，我们希望推导出杆体内部温度分布。
通过应用热传导方程:∂T/∂t = k * ∂²T/∂x²其中T表示温度，t表示时间，k表示热扩散系数。
通过求解上述偏微分方程，并满足边界条件，可以得到杆体内部温度随时间的变化情况。
4. 电路模型在高中物理中，我们学习了许多关于电路的知识。
通过建立电路模型，我们可以分析电流、电势差、电阻等各种参数之间的关系。
应用案例：串联和并联电阻考虑一个由两个电阻R1和R2串联或并联组成的电路，已知电源提供的电压为V。
高中数学六种概率模型
高中数学六种概率模型高中数学中，概率是一个重要的概念。
它用来描述事件发生的可能性大小。
在概率论中，有六种常见的概率模型，它们分别是等可能概型、几何概型、排列概型、组合概型、条件概型和分布概型。
下面将逐个介绍这六种概率模型。
一、等可能概型：等可能概型是指每个基本事件发生的可能性相等。
比如抛硬币，硬币正面和反面出现的概率都是1/2。
再比如掷骰子，每个点数出现的概率都是1/6。
在等可能概型中，我们可以通过计算事件的个数与样本空间的大小来求解概率。
二、几何概型：几何概型是指在几何空间中进行概率计算。
比如说，我们可以通过几何概型来计算平面内的点落在某个区域的概率。
在几何概型中，我们可以通过计算区域的面积或体积与几何空间的大小来求解概率。
三、排列概型：排列概型是指在排列问题中的概率计算。
比如说，从n个元素中取出r个元素进行排列，那么排列的个数就是n个元素的全排列数，即n!。
在排列概型中，我们可以通过计算事件的个数与样本空间的大小来求解概率。
四、组合概型：组合概型是指在组合问题中的概率计算。
比如说，从n个元素中取出r个元素进行组合，那么组合的个数就是n个元素的组合数，即C(n,r)。
在组合概型中，我们可以通过计算事件的个数与样本空间的大小来求解概率。
五、条件概型：条件概型是指在已知某些条件下的概率计算。
比如说，已知某个事件A发生的条件下，另一个事件B发生的概率。
在条件概型中，我们可以通过计算事件A与事件B同时发生的概率与事件A发生的概率之比来求解概率。
六、分布概型：分布概型是指在统计分布中的概率计算。
比如说，正态分布、泊松分布、二项分布等等。
在分布概型中，我们可以通过计算随机变量的取值与概率密度函数或概率质量函数之间的关系来求解概率。
高中数学中的概率有六种常见的概率模型，它们分别是等可能概型、几何概型、排列概型、组合概型、条件概型和分布概型。
每种概率模型都有其独特的应用场景和计算方法。
熟练掌握这些概率模型，有助于我们更好地理解和应用概率论的知识，解决实际生活和工作中的问题。
高中数学学习中的数学模型构建实例
高中数学学习中的数学模型构建实例数学模型是数学在实际问题中的应用，通过建立数学模型，我们能够更好地理解和解决现实生活中的各种问题。
在高中数学学习中，数学模型构建是一个重要的环节，它能够帮助学生将数学知识与实际问题相结合，提高数学学习的深度和广度。
本文将通过几个实例，介绍高中数学学习中的数学模型构建。
实例一：人口增长模型假设某城市的人口增长率与城市的发展速度和工作机会数量成正比，与老年人口比例和生育率成负比。
我们可以通过建立数学模型来分析该城市的人口增长趋势。
首先，假设城市当前的总人口为P，年人口增长率为r，老年人口比例为a，生育率为b，工作机会数量为c，那么可以表示人口增长模型为：P' = P + rP - aP - bP + cP。
接下来，我们可以通过观察和调查得到一些初始条件和参数值，比如P=10000，r=0.02，a=0.15，b=0.01，c=500。
将这些数值代入到人口增长模型中，可以计算得到不同时期城市的人口情况。
实例二：投资回报模型假设某人投资一笔钱到一个项目中，该项目每年回报率为r，投资时间为t年。
我们可以建立一个数学模型来分析投资回报的变化。
首先，假设初始投资金额为P，年回报率为r，投资时间为t年，那么可以表示投资回报模型为：R = P(1+r)^t。
接下来，我们可以通过设定不同的初始投资金额、回报率和投资时间，计算得到不同情况下的投资回报。
比如，当P=1000，r=0.1，t=5时，代入模型计算可得回报R=1610.51。
实例三：物体运动模型假设某物体从静止开始，以初速度v0经过时间t后速度变为v，我们可以建立数学模型来分析物体的运动情况。
首先，根据牛顿第二定律，可以得到速度变化的方程为：v = v0 + at，其中a为加速度。
接下来，我们可以通过设定不同的初速度、加速度和时间，计算得到不同情况下物体的速度。
比如，当v0=0，a=2，t=5时，代入模型计算可得速度v=10。
高中数学立体几何之外接球与内切球问题常见模型归纳(完整版)
外接球问题江西省永丰中学陈保进若一个多面体的各顶点都在一个球的球面上，则称这个多面体是这个球的内接多面体，这个球是这个多面体的外接球。
若一个定点到一个多面体的所有顶点的距离都相等，则这个定点就是该多面体外接球的球心。
以下为常见模型。
1、长方体模型结论：长方体的外接球的球心为其体对角线的中点，直径为体对角线。
公式：2222c b a R ++=（a ,b ,c 为长宽高）补充：以下情况可转化成长方体模型。
①若三棱锥的三条棱PA ,PB ,PC 两两互相垂直(墙角模型），则可在长方体中构造。
2222PC PB P A R ++=②正四面体P -ABC 可在正方体中构造，正方体棱长2=PA a ③若三棱锥的三组对棱两两相等，则可在长方体中构造。
设AC =BP =m ,AP =BC =n ,AB=PC =t ,则⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=+222222222t c b n c a m b a ，三式相加,222222)(2t n m c b a ++=++2)2(2222222t n m c b a R ++=++=abc2、直三棱柱模型结论：直三棱柱外接球的球心是上、下底面外心连线的中点，222()2hR r =+r 为底面三角形外接圆的半径，可用正弦定理求，h 为直三棱柱的高。
补充：有一条侧棱垂直底面的三棱锥可补成直三棱柱，如图P -ABC 中，PA ⊥平面ABC ，则可补成直三棱柱PB 1C 1-ABC ,外接球半径公式同上。
提醒：底面具有外接圆的直棱柱才有外接球，比如正棱柱，且球心在上、下底面外心连线的中点，底面无外接圆的直棱柱，以及所有斜棱柱均无外接球。
3、共斜边模型四面体D-ABC 中，DC AD ⊥，BC AB ⊥，AC 为公共的斜边，O 为AC 的中点，则O 为四面体D-ABC 外接球的球心。
4、正棱锥模型外接球的球心在正棱锥的高所在直线上，如图正三棱锥A-BCD 中，作AO 1⊥平面BCD ，则易得BO 1=CO 1=DO 1，所以O 1为△BCD 的外心，设O 为其外接球球心，半径为R ，则BO =AO =R ,设AO 1=h ,BO 1=r ,则由BO 2=BO 12+OO 12,得R 2=r 2+(h-R )2。
高中数学数学建模案例
高中数学数学建模案例在高中数学课程中，数学建模是一个重要的部分。
它通过数学模型来解决实际生活中的问题，培养学生的数学思维和解决问题的能力。
下面我将给大家介绍一个高中数学数学建模的案例。
目标：优化校园电费的管理问题陈述：某高中校园有多个教学楼和宿舍楼，每个建筑都有独立的电费计量表。
校方希望通过合理的电费管理来节约能源和降低费用支出，同时保证校园的正常运行。
解决方案：1. 数据收集和分析：首先，校方需要收集校园各个建筑的用电量数据和相应的费用数据。
这些数据可以通过系统监测或者人员抄表的方式收集。
然后，校方需要对数据进行分析，找出电费支出的主要因素和影响因素。
2. 建立数学模型：然后，校方可以根据数据分析的结果和实际情况，建立数学模型来描述校园的电费管理问题。
这个模型可以包括以下几个方面的因素： - 建筑的用电规模：每个建筑的用电规模不同，可以通过建筑的面积、人员数量等来估计。
- 用电设备和使用模式：不同的教室、实验室和宿舍楼都有不同的用电设备和使用模式，需要对其进行分类和分析。
- 电费计价规则：校方可以根据实际情况来确定电费的计价规则，例如按照用电量或者按照峰谷分时段计费等。
3. 模型求解和优化：校方可以使用数学软件或者编程工具来求解和优化建立的数学模型。
通过模型的求解，可以得到一些关键的结论和优化建议，例如： - 不同建筑的用电量和费用占比；- 用电量较大的建筑和使用模式；- 节约用电的策略和措施；- 改进计费规则的建议等。
4. 实施和监测：最后，校方需要根据模型的结果和建议，进行实施和监测。
可以通过相关培训和教育来提高师生对节约用电的意识，同时可以安装电表监测系统来实时监测用电情况，及时调整和改进管理策略。
结论：通过数学建模，校园电费管理可以得到优化，节约能源和降低费用支出。
同时，这个案例也展示了数学建模在实际问题中的应用和重要性。
总结：数学建模是高中数学课程中的一个重要组成部分，通过建立数学模型解决实际问题，培养学生的数学思维和解决问题的能力。
高中数学-函数模型的应用实例
y 55196e0.0221t，t N
从该图可以看出，所得模型与1950~1959 年的实际人口数据基本吻合。
y
70000 65000 60000 55000 50000
0
2
4
6
8
t
（2）将y=130 000代入
y 55196e0.0221t
(1)如果以各年人口增长率的平均值作为我国这 一时期的人口增长率(精确到0.0001)，用马尔萨 斯人口增长模型建立我国在这一时期的具体人口 增长模型，并检验所得模型与实际人口数据是否 相符；
(2)如果按表中数据的增长趋势，大约在哪一年 我国的人口达到13亿？
因为 Байду номын сангаасi
ai ai 1 ，所以可以得出 ai 1
路程前的读数为2004km，试建立汽车行
驶这段路程时汽车里程表读数 s km与时
间 t h的函y数解析式，并作出相应的图像。
90 80 70
60
50
40
30
20
10
t
123 45
y
2400 2300
2200
2100
2000
x
123 45
2:人口问题是当今世界各国普遍关注 的问题。认识人口数量的变化规律，可以 为有效控制人口增长提供依据。早在1798 年，英国经济学家马尔萨斯就提出了自然 状态下的人口增长模型:
函数模型的应用实例
1:一辆汽车在某段路程中的行驶速
度与时间的关系如图:
y (Km/h)
90
90
80
80
75
70
65
60 50 50
高中数学组合问题
模型一：特殊元素和特殊位置优先策略。
例1、由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数？模型二：相邻元素捆绑策略。
例2、7人站成一排,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法？模型三：不相邻问题插空策略。
例3、一个晚会的节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈节目不能连续出场,则节目的出场顺序有多少种？模型四：定序问题倍缩空位插入策略。
例四、7人排队,其中甲乙丙3人顺序一定共有多少不同的排法？模型五：重排问题求幂策略例五、把6名实习生分配到7个车间实习,共有多少种不同的分法？模型六：环排问题线排策略例6、8人围桌而坐,共有多少种坐法?模型七：多排问题直排策略例7、8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法？模型八：排列组合混合问题先选后排策略例8、有5个不同的小球,装入4个不同的盒内,每盒至少装一个球,共有多少不同的装法？模型九：小集团问题先整体后局部策略例9、用1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数其中恰有两个偶数夹1,5在两个奇数？模型十：元素相同问题隔板策略例10、有10个运动员名额，分给7个班，每班至少一个,有多少种分配方案？模型十一：正难则反总体淘汰策略例11、从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数字中取出三个数，使其和为不小于10的偶数,不同的取法有多少种？模型十二：平均分组问题除法策略例12、6本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少分法？模型十三：合理分类与分步策略例13、在一次演唱会上共10名演员,其中8人能能唱歌,5人会跳舞,现要演出一个2人唱歌2人伴舞的节目,有多少选派方法？模型十四：构造模型策略例14、马路上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9的九只路灯,现要关掉其中的3盏,但不能关掉相邻的2盏或3盏,也不能关掉两端的2盏,求满足条件的关灯方法有多少种？模型十五：实际操作穷举策略例15、设有编号1,2,3,4,5的五个球和编号1,2,3,4,5的五个盒子,现将5个球投入这五个盒子内,要求每个盒子放一个球，并且恰好有两个球的编号与盒子的编号相同,有多少投法？模型十六：分解与合成策略例16、30030能被多少个不同的偶数整除？模型十七：化归策略例17、25人排成5×5方阵,现从中选3人,要求3人不在同一行也不在同一列,不同的选法有多少种？模型十八：数字排序问题查字典策略例18、由0，1，2，3，4，5六个数字可以组成多少个没有重复的比324105大的数？模型十九：树图策略例19、人相互传球,由甲开始发球,并作为第一次传球,经过次传求后,球仍回到甲的手中,则不同的传球方式有？模型二十：复杂分类问题表格策略例20、有红、黄、兰色的球各5只,分别标有A、B、C、D、E五个字母,现从中取5只,要求各字母均有且三色齐备,则共有多少种不同的取法？模型二十一：住店法策略例21、七名学生争夺五项冠军，每项冠军只能由一人获得，获得冠军的可能的种数有多少种？。
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高中常见数学模型案例
中华人民共和国教育部2003年4月制定的普通高中《数学课程标准》中明确指出：“数学探究、数学建模、数学文化是贯穿于整个高中数学课程的重要内容”，“数学建模是数学学习的一种新的方式，它为学生提供了自主学习的空间，有助于学生体验数学在解决问题中的价值和作用，体验数学与日常生活和其他学科的联系，体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程，增强应用意识；有助于激发学生学习数学的兴趣，发展学生的创新意识和实践能力。
”教材中常见模型有如下几种:
一、函数模型
用函数的观点解决实际问题是中学数学中最重要的、最常用的方法。
函数模型与方法在处理实际问题中的广泛运用，两个变量或几个变量，凡能找到它们之间的联系，并用数学形式表示出来，建立起一个函数关系（数学模型），然后运用函数的有关知识去解决实际问题，这些都属于函数模型的范畴。
1、正比例、反比例函数问题
例1：某商人购货，进价已按原价a 扣去25%，他希望对货物订一新价，以便按新价让利销售后仍可获得售价25%的纯利，则此商人经营者中货物的件数x 与按新价让利总额y 之间的函数关系是___________。
分析：欲求货物数x 与按新价让利总额y 之间的函数关系式，关键是要弄清原价、进价、新价之间的关系。
若设新价为b ，则售价为b （1－20%），因为原价为a ，所以进价为a （1－25％） 解：依题意，有25.0)2.01()25.01()2.01(⋅-=---b a b 化简得a b 45=，所以x a bx y ⋅⋅==2.0452.0，即+∈=N x x a y ,4
2、一次函数问题
例2：某人开汽车以60km/h 的速度从A 地到150km 远处的B 地，在B 地停留1h 后，再以50km/h 的速度返回A 地，把汽车离开A 地的路x （km ）表示为时间t （h ）的函数，并画出函数的图像。
分析：根据路程＝速度×时间，可得出路程x 和时间t 得函数关系式x （t ）；同样，可列出v(t)的关系式。
要注意v(t)是一个矢量，从B 地返回时速度为负值，重点应注意如何画这两个函数的图像，要知道这两个函数所反映的变化关系是不一样的。
解：汽车离开A 地的距离x km 与时间t h 之间的关系式是：⎪⎩
⎪⎨⎧∈--∈∈=]5.6,5.3(),5.3(50150]5.3,5.2(,150]5.2,0[,60t t t t t x ，图略。
速度vkm/h 与时间t h 的函数关系式是：⎪⎩
⎪⎨⎧∈-∈∈=)5.6,5.3[,50)5.3,5.2[,0)5.2,0[,60t t t v ，图略。
3、二次函数问题
例3：有L 米长的钢材，要做成如图所示的窗架，上半部分为半圆，下半部分为六个全等小矩形组成的矩形，试问小矩形的长、宽比为多少时，窗所通过的光线最多，并具体标出窗框面积的最大值。
解：设小矩形长为x ，宽为y ，则由图形条件可得：l y x x =++911π
∴x l y )11(9π+-=
要使窗所通过的光线最多，即要窗框面积最大，则：
)44(32)442(644])11([322622
222
2ππππππ+++-+-=+-+=+=l l x x lx x xy x s ∴当π
+=442l x 时，)44(9)22(9)11(πππ+-=+-=l x l y 即：π
-=2218y x 此时窗框面积S 有最大值)44(322m ax π+=l s 。
可见，一般的设自变量为x ，函数为y ，并用x 表示各相关量，然后根据问题已知条件，运用已掌握的数学知识、物理知识及其它相关知识建立函数关系式，将实际问题转化为数学问题，实现问题的数学化，也就是建立数学模型。
二、数列模型
数列模型有增长率问题和银行中的储蓄与贷款问题。
在高一年级教材中就有这类数学问题，下面以一个例题来分析银行中的数学建模问题。
例4：某银行设立了教育助学贷款，其中规定一年期以上贷款月均等额还本付息，如果贷款10000元，两年还清，月利率为0.4575％，那么每月应还多少钱呢？
分析与假设：按照规定，偿还贷款既要偿还本金，还要支付利息。
在上述问题中，到贷款两年（即24个月）付清时，10000元贷款的本金与它的利息之和是多少呢？引导学生通过填表来回答：
通过对例子的分析，与学生交流使学生认识到：到期偿还贷款的含义即各月所付款连同到贷款付清时所生利息之和，等于贷款本金及到贷款付清时的利息之和，计算每月应付款额。
2423004575.110000004575.1004575.1⨯=+++x x x
可以发现，上述等式是一个关于x 的一次方程，且等号左边括号内是一个首项为1，公比为1.004575的等比数列的前24项的和，于是：
2424
004575.110000004575
.11004575.11⨯=--⋅x 即2424004575.11)004575.11(004575.110000--⨯⨯=x 解之得91.440≈x
提出问题：如果采用上述分期付款方式贷款a 元，m 个月将款全部付清，月利率为r ，那么每月付款款额的计算公式是什么？
显然问题转化为建立关于x 的方程。
设采用分期付款方式贷a 元，m 个月将款全部付清，月利率为r ，每月付款x 元，那么： 把右边求和，得r
r x r a m m ]1)1[()1(-+=+， 所以：1
)1()1(-++=m m
r r ar x 万元。
三、初等概率模型
古典概率不仅要求基本实践的出现具有等可能性，而且要求样本空间为有限集，但实际问题中却经常会碰到无限样本空间的情形，对于无限样本空间的情形，常可转化为几何概率来解决。
例5：将n 个球随机地放入n 个盒子中去，求每个盒子恰有一个球的概率。
分析与求解：因为每一个球都可以放进n 个盒子中的任一个盒子，共有n 种不同的放法，n 个球放进n 个盒子就有n ×n ×…×n=n
n 种不同的放法，而每种放法就是样本空间中的一个元素，所以样本空间中元素的总数为n n 个。
现在来求每个盒子恰有一个球时，球的不同放法的种数。
第一个球可以放进n 个盒子之一，有n 种放法；第二个球只能放进余下的（n-1）个盒子之一，有（n-1）种放法，…，最后一个球只可以放进唯一余下的盒子，所以n 个球放进n 个盒子中要使每个盒子中都恰有一个球，共有!n 种不同的放法，因而所求得概率为： n n
n
A A P =)(。
几何概率所描述的随机试验满足：试验的样本空间是一个可度量的几何区域（这个区域可以是一维、二维甚至n 维）；试验中每个基本事件发生的可能性都一样，即样本点落入某一个可度量的子集A 的可能性与A 的几何测度成正比，而与A 的形状及位置无关。
如下面的例子“会面问题”是几何概率的典型例子。
例7：两位网友相约见面，约定在下午4:00到5:00之间在某一街角相会，他们约好当其中一人先到后，一定要等另一人20分钟，若另一人仍不到则离去，试问这两位朋友能相遇的概率为多少？（假定他们到达约定地点的时间是随机的，且都在约定的一小时内） 解：以x 、y 分别表示两人到达的时刻，则两人相遇必须满足下列条件：∣x －y ∣≤20，两人到达时刻的所有可能结果可用边长为60的正方形区域上的任意点（x ，y ）表示，该正方()()
()()122(1)11...11m m m a r x rx r x r x r x --+=+++++++++
形上的所有点的集合构成了样本空间。
如下图的阴影部分（满足不等式∣x －y ∣≤20的点的集合）表示“两人能相遇”这一事件的概率应等于图中阴影部分的面积与正方形的面积之比。
9536002000)(===大小
S S A P 。
通过这一段的研究，笔者有如下心得：
（1）在数学教学中和对学生数学学习的指导中，应重视介绍数学知识的来龙去脉。
（2）在数学教学和课外活动中，要鼓励支持学生“面对实际问题时，能主动尝试着以数学的角度运用所学知识和方法寻求解决问题的策略”。
开阔学生的数学视野，使他们了解数学的应用价值。