10函数模型 含解析

发布 2022-06-29 07:37:28 阅读 8074

第十节函数模型及其应用。

知识能否忆起]

1.几种常见的函数模型。

2.三种增长型函数模型的图象与性质。

小题能否全取]

1.(教材习题改编)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)

答案:选b 由图象知,当x∈(4,+∞时,增长速度由大到小依次为g(x)>f(x)>h(x).

2.一根蜡烛长20 cm,点燃后每小时燃烧5 cm,燃烧时剩下的高度h(cm)与燃烧时间t(h)的函数关系用图象表示为图中的( )

解析:选b 由题意h=20-5t,0≤t≤4.结合图象知应选b.

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)=x2+2x+20(万元).一万件售价是20万元,为获取最大利润,该企业一个月应生产该商品数量为( )

a.36万件b.18万件c.22万件d.9万件。

解析:选b 利润l(x)=20x-c(x)=-x-18)2+142,当x=18时,l(x)有最大值.

4.一种产品的成本原为a元,在今后的m年内,计划使成本平均每年比上一年降低p%,成本y是经过年数x(0解析:依题意有y=a(1-p%)x(0答案:y=a(1-p%)x(05.

有一批材料可以建成200 m的围墙,如果用此材料在一边靠墙的地方围成一块矩形场地,中间用同样的材料隔成三个面积相等的矩形(如图所示),则围成的矩形最大面积为围墙厚度不计)

解析:设矩形的长为x m,宽为m,则s=x·=(x2+200x).当x=100时,smax=2 500 m2. 答案:2 500 m2

总结 1.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,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:将数学问题还原为实际问题的意义.

以上过程用框图表示如下:

2.解函数应用题常见的错误。

(1)不会将实际问题抽象转化为函数模型或转化不全面;

(2)在求解过程中忽视实际问题对变量参数的限制条件.

典题导入。例1] 为了保护环境,发展低碳经济,某单位在国家科研部门的支持下,进行技术攻关,采用了新工艺,把二氧化碳转化为一种可利用的化工产品.已知该单位每月的处理量最少为400吨,最多为600吨,月处理成本y(元)与月处理量x(吨)之间的函数关系可近似地表示为:y=x2-200x+80 000,且每处理一吨二氧化碳得到可利用的化工产品价值为100元.

该单位每月能否获利?如果获利,求出最大利润;如果不获利,则国家至少需要补贴多少元才能使该单位不亏损?

自主解答] 设该单位每月获利为s,则s=100x-y =100xx2+300x-80 000

-(x-300)2-35 000,因为400≤x≤600, 所以当x=400时,s有最大值-40 000.

故该单位不获利,需要国家每月至少补贴40 000元,才能不亏损.

由题悟法。1.在实际问题中,有很多问题的两变量之间的关系是一次函数模型,其增长特点是直线上升(自变量的系数大于0)或直线下降(自变量的系数小于0),对一次函数模型,主要是利用一次函数的图象与单调性求解.

2.有些问题的两变量之间是二次函数关系,如面积问题、利润问题、产量问题等.对二次函数模型,一般是利用配方法并结合二次函数图象与单调性解决.

3.在解决一次函数、二次函数的应用问题时,一定要注意定义域.

以题试法。1.(2012·抚州质检)一块形状为直角三角形的铁皮,直角边长分别为40 cm与60 cm,现将它剪成一个矩形,并以此三角形的直角为矩形的一个角.问怎样剪,才能使剩下的残料最少?

解:如图,剪出的矩形为cdef,设cd=x,cf=y, 则af=40-y.

△afe∽△acb,∴=即=.

y=40-x.剩下的残料面积为 s=×60×40-x·y=x2-40x+1 200

(x-30)2+600. ∵0∴在边长60 cm的直角边cb上截cd=30 cm,在边长为40 cm的直角边ac上截cf=20 cm时,能使所剩残料最少.

典题导入。例2] (2012·孝感统考)某公司生产一种产品,每年需投入固定成本0.5万元,此外每生产100件这样的产品,还需增加投入0.

25万元,经市场调查知这种产品年需求量为500件,产品销售数量为t件时,销售所得的收入为万元.

1)该公司这种产品的年生产量为x件,生产并销售这种产品所得到的利润关于当年产量x的函数为f(x),求f(x);

2)当该公司的年产量为多少件时,当年所获得的利润最大?

自主解答] (1)当0当x>500时,f(x)=0.05×500-×5002-=12-x,故f(x)=

2)当0故当x=475时,f(x)max=. 当x>500时,f(x)=12-x<12-=<故当该公司的年产量为475件时,当年获得的利润最大.

由题悟法。1.很多实际问题中变量间的关系,不能用同一个关系式给出,而是由几个不同的关系式构成分段函数,如出租车票价与路程之间的关系,就是分段函数.

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,再将其合到一起,要注意各段变量的范围,特别是端点值.

以题试法。2.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、乙两户该月用水量分别为5x,3x(吨).

1)求y关于x的函数;

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.

解:(1)当甲的用水量不超过4吨时,即5x≤4,乙的用水量也不超过4吨,y=1.8(5x+3x)=14.4x;

当甲的用水量超过4吨,乙的用水量不超过4吨,即3x≤4,且5x>4时,y=4×1.8+3x×1.8+3(5x-4)=20.4x-4.8.

当乙的用水量超过4吨,即3x>4时,y=2×4×1.8+3×[(3x-4)+(5x-4)]=24x-9.6.

所以y=2)由于y=f(x)在各段区间上均单调递增,当x∈时,y≤f<26.4; 当x∈时,y≤f<26.4;当x∈时,令24x-9.

6=26.4,解得x=1.5.

所以甲户用水量为5x=5×1.5=7.5吨, 付费s1=4×1.

8+3.5×3=17.70元;

乙户用水量为3x=4.5吨付费s2=4×1.8+0.5×3=8.70元.

典题导入。例3] (2012·广州模拟)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,已知到今年为止,森林剩余面积为原来的。

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?(3)今后最多还能砍伐多少年?

自主解答] (1)设每年降低的百分比为x(0

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