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1、
2014年高考一輪復習熱點難點精講精析:
2.10函數(shù)模型及其應(yīng)用
1、一次函數(shù)與分段函數(shù)模型
○相關(guān)鏈接○
(1)在現(xiàn)實生活中,有很多問題的兩變量之間的關(guān)系是一次函數(shù)模型,其增長特點是直線上升(自變量的系數(shù)大于0)或直線下降(自變量的系數(shù)小于0);
(2)很多實際問題中變量間的關(guān)系,不能用同一個關(guān)系式給出,而是由幾個不同的關(guān)系式構(gòu)成分段函數(shù)。如出租車票價與路程之間的關(guān)系,就是分段函數(shù)。
(3)分段函數(shù)主要是每一段自變量變化所遵循的規(guī)律不同,可以先將其當作幾個問題,將各段的變化規(guī)律分別找出來,再將其合到一起。要注意各段變量的范圍,特別是端點值。[
○例題解析○
〖例1
2、〗電信局為了配合客戶不同需要,設(shè)有A,B兩種優(yōu)惠方案.這兩種方案應(yīng)付話費y(元)與通話時間x(分鐘)之間的關(guān)系如圖所示,其中MN∥CD.
(1)若通話時間為2小時,按方案A,B各付話費多少元?
(2)方案B從500分鐘以后,每分鐘收費多少元?
(3)通話時間在什么范圍內(nèi),方案B比方案A優(yōu)惠?
思路解析:本題是求在不同的條件下,兩種方案所付話費以及話費的比較,但由于題設(shè)中以圖象的形式給出兩方案的付費函數(shù),所以在解題方法上,可先求出函數(shù)的解析式,然后再求其他解.
解答:設(shè)這兩種方案的應(yīng)付話費與通話時間的函數(shù)關(guān)系為和,由圖知M(60,98),N(500,230),C(500,168),
3、MN∥CD;則
1 / 16
(1)通話2小時的費用分別是116元、168元。
(2)
∴方案B從500分鐘以后,每分鐘收費0.3元。
(3)由圖知,當0≤x≤60時,<;
當60
4、40小時.
(1)設(shè)在甲家租一張球臺開展活動x小時的收費為f(x)元(15≤x≤40),乙家租一張球臺開展活動x小時的收費為g(x)元(15≤x≤40).試求f(x)和g(x);
(2)問:小張選擇哪家比較合算?為什么?
【解析】(1)f(x)=5x(15≤x≤40),
(2)由f(x)=g(x)得,
即x=18或x=10(舍).
當15≤x<18時,f(x)-g(x)=5x-90<0,
∴f(x)0,
∴f(x)>g(x)
5、,即選乙家;
當300,∴f(x)>g(x),即選乙家.
綜上所述,當15≤x<18時,選甲家,當x=18時,可以選甲家,也可以選乙家,當18
6、飛機的產(chǎn)值函數(shù)為R(x)=3000x-20x2 (單位:萬元),成本函數(shù)
C(x)=500x+4000 (單位:萬元)。利潤是收入與成本之差,又在經(jīng)濟學中,函數(shù)(x)的邊際利潤函數(shù)Mx)定義為:Mx)=(x+1)-(x).
①求利潤函數(shù)P(x)及邊際利潤函數(shù)MP(x);(利潤=產(chǎn)值-成本)
②問該公司的利潤函數(shù)P(x)與邊際利潤函數(shù)MP(x)是否具有相等的最大值?
解:①P(x)= R(x)- C(x)= -20x2+2500x-4000 (x∈N*,且x∈[1,100]);
MP(x)= P(x+1)- P(x)=-40x+2480(x∈N*,且x∈[1,100]);
②P(
7、x)= -20(x-)2+74125 (x∈N*,且x∈[1,100]);則當x=62或63時,P(x)max=74120(元),
因為MP(x) =-40x+2480為↘,則當x=1時,MP(x)max =2440元,故利潤函數(shù)與邊際利潤函數(shù)不具有相等的最大值。
〖例2〗北京奧運會紀念章某特許專營店銷售紀念章,每枚進價為5元,同時每銷售一枚這種紀念章還需向北京奧組委交特許經(jīng)營管理費2元,預計這種紀念章以每枚20元的價格銷售時該店一年可銷售2000枚,經(jīng)過市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)每枚紀念章的銷售價格在每枚20元的基礎(chǔ)上每減少一元則增加銷售400枚,而每增加一元則減少銷售100枚,現(xiàn)設(shè)每枚紀念章
8、的銷售價格為x元。
(1)寫出該特許專營店一年內(nèi)銷售這種紀念章所獲得的利潤y(元)與每枚紀念章的銷售價格x的函數(shù)關(guān)系式(并寫出這個函數(shù)的定義域)。
(2)當每紀念章銷售價格x為多少元時,該特許專營店一年內(nèi)利潤y(元)最大,并求出這個最大值。
思路解析:(1)利潤=(售價-進價-管理費)(銷售的紀念章數(shù)),注意價格取值是分段的;
(2)分段函數(shù)求最值時,要分段求,然后比較大小。
解答:(1)依題意
些函數(shù)的定義域為(0,40)。
(2)
當0
9、=16 時,該特許專營店獲得的利潤最大為32400元。
注:分段函數(shù)是一類重要的函數(shù),生活中很多實例都是分段函數(shù)模型,解決此類問題主要是構(gòu)造分段函數(shù),然后分步解決,構(gòu)造分段函數(shù)時要力求準確、簡捷,做到分段合理,不重不漏。
3、指數(shù)函數(shù)模型
○相關(guān)鏈接○
(1)指數(shù)函數(shù)模型,常與增長率相結(jié)合進行考查,在實際問題中有人口增長、銀行利率、細胞分裂等增長問題可以利用指數(shù)函數(shù)模型來表示;
(2)應(yīng)用指數(shù)函數(shù)模型時,關(guān)鍵是對模型的判斷,先設(shè)定模型將有關(guān)已知數(shù)據(jù)代入驗證,確定參數(shù),從而確定函數(shù)模型.
(3)y=a(1+x)n通常利用指數(shù)運算與對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)求解.
○例題解析○
10、
〖例1〗急劇增加的人口已經(jīng)使我們賴以生存的地球不堪重負.控制人口急劇增長的緊迫任務(wù)擺在我們的面前.
(1)世界人口在過去的40年內(nèi)翻了一番,問每年人口平均增長率是多少?
(2)我國人口在2006年底達到13.14億,若將人口平均增長率控制在1%以內(nèi),我國人口在2016年底至多有多少億?
以下對數(shù)值可供計算時使用:
思路解析:(1)本題求每年人口增長率,但已知40年內(nèi)翻一番,所以在解題方法上,可用方程的思想來解;
(2)本題是計算10年后我國人口的數(shù)量,由于題設(shè)中已知10年前以及每年的增長率,所以在解題方法上,可先找到函數(shù)關(guān)系,直接計算求解.
解答:(1)設(shè)每年人口平均增長率
11、為x,n年前的人口數(shù)為a,n年后的人口數(shù)為y,則y=a(1+x)n,
依題意得:2a=a(1+x)40,即2=(1+x)40,
兩邊取對數(shù)得,lg2=40lg(1+x),
則lg(1+x)==0.007 525,
所以1+x≈1.017,得x≈0.017,
故每年的人口平均增長率約是1.7%.
(2)依題意得y≤13.14(1+1%)10,
兩邊取對數(shù)得,lgy≤lg13.14+10lg(1+1%)≈1.161 6,y≤14.51,故2 016年至多有人口14.51億.
〖例2〗某城市現(xiàn)有人口總數(shù)為100萬人,如果年自然增長率為1.2%,試解答下面的問題:
(1)
12、寫出該城市人口總數(shù)y(萬人)與年份x(年)的函數(shù)關(guān)系式;
(2)計算10年以后該城市人口總數(shù)(精確到0.1萬人);
(3)計算大約多少年以后該城市人口將達到120萬人(精確到1年)。
(1.01210=1.127,1.01215=1.196,1.01216=1.210)
思路解析:列出前幾年該城市人口總數(shù)y與年份x的函數(shù)關(guān)系觀察規(guī)律,總結(jié)出y與x的函數(shù)關(guān)系按要求求解(2)、(3)兩小題
解答:(1)1年后該城市人口總數(shù)為y=100+1001.2%=100(1+1.2%),
2年后該城市人口總數(shù)為
y=100(1+1.2%)+100(1+1.2%)21.2%=100(1+1.2
13、%)2
同理,3年后該城市人口總數(shù)為:y=100(1+1.2%)3
……………………
X年后該城市人口總數(shù)為y=100(1+1.2%)x(x∈N)
(2)10年后人口總數(shù)為100(1+1.2)10≈112.7(萬)
(3)設(shè)x年后該城市人口將達到120萬人,即100(1+1.2%)x=120,x=log1.0121.20≈16(年)。
因此,大約16年以后城市人口將達到120萬人。
注:高考數(shù)學試題中聯(lián)系生活實際和生產(chǎn)實際的應(yīng)用問題,其創(chuàng)意新穎,設(shè)問角度獨特,解題方法靈活,一般文字敘述長,數(shù)量關(guān)系分散且難以把握。解決此類問題關(guān)鍵要認真審題,確切理解題意,進行科學的抽象概括,將
14、實際問題納為相應(yīng)的數(shù)學問題,然后利用函數(shù)、方程、不等式等有關(guān)知識解答。
4、利用函數(shù)刻畫實際問題
○相關(guān)鏈接○
用函數(shù)圖象刻畫實際問題的解題思路
將實際問題中兩個變量間變化的規(guī)律(如增長的快慢、最大、最小等)與函數(shù)的性質(zhì)(如單調(diào)性、最值等)、圖象(增加、減少的緩急等)相吻合即可.
○例題解析○
【例】如圖所示,向高為H的容器A,B,C,D中同時以等速注水,注滿為止:
(1)若水深h與注水時間t的函數(shù)圖象是下圖中的(a),則容器的形狀是______;
(2)若水量v與水深h的函數(shù)圖象是下圖中的(b),則容器的形狀是______;
(3)若水深h與注水時間t的函數(shù)圖象
15、是下圖中的(c),則容器的形狀是______;
(4)若注水時間t與水深h的函數(shù)圖象是下圖中的(d),則容器的形狀是______.
【方法詮釋】根據(jù)實際問題中水深h,水量v和注水時間t之間的關(guān)系,結(jié)合圖象使之吻合即可.
解析:(1)該題圖中的(a)說明了注入水的高度是勻速上升的,只有C中的容器能做到,所以應(yīng)填C;
(2)該題圖中的(b)說明了水量v增長的速度隨著水深h的增長越來越快,在已知的四個容器中,只有A中的容器能做到,所以應(yīng)填A;
(3)該題圖中的(c)說明水深h與注水時間t之間的對應(yīng)關(guān)系,且反映出來的是升高的速度是由快到慢再到快,在已知的四個容器中,只有D中的容器能做到,
16、所以應(yīng)填D;
(4)該題圖中的(d)說明水深h與注水時間t之間的對應(yīng)關(guān)系,且反映出來的是水深升高的速度是先慢后快,在已知的四個容器中,只有B中的容器能做到,所以應(yīng)填B.
答案:(1)C (2)A (3)D (4)B
注:用函數(shù)刻畫實際問題的關(guān)鍵是分析所給實際問題中兩個變量間的關(guān)系,從中發(fā)現(xiàn)其變化的規(guī)律,并與函數(shù)的圖象、性質(zhì)聯(lián)系起來,從而使問題解決.
5、利用已知函數(shù)模型解決實際問題
○相關(guān)鏈接○
利用已知函數(shù)模型解決實際問題的步驟
若題目給出了含參數(shù)的函數(shù)模型,或可確定其函數(shù)模型的圖象,求解時先用待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式中相關(guān)參數(shù)的值,再用求得的函數(shù)解析式解決實際問題.
17、
○例題解析○
【例】(1)某產(chǎn)品的總成本y(萬元)與產(chǎn)量x(臺)之間的函數(shù)關(guān)系式是y=3 000+20x-0.1x2(0
18、氣中的含藥量y(毫克)與時間t(小時)之間的函數(shù)關(guān)系式為______.
【方法詮釋】(1)結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)及實際意義解題即可.
(2)結(jié)合圖象通過特殊點用待定系數(shù)法求出關(guān)系式.
解析:(1)選C.∵要使生產(chǎn)者不虧本,
則有3 000+20x-0.1x2≤25x,
解上式得:x≤-200或x≥150,
又∵0
19、答案:
6、自建模型解決實際問題
○相關(guān)鏈接○
建立函數(shù)模型解決實際問題的步驟
(1)審題:深刻理解題意,分清條件和結(jié)論,理順其中的數(shù)量關(guān)系,把握其中的數(shù)學本質(zhì);
(2)建模:由題設(shè)中的數(shù)量關(guān)系,建立相應(yīng)的數(shù)學模型,將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題;
(3)解模:用數(shù)學知識和方法解決轉(zhuǎn)化出的數(shù)學問題;
(4)還原:回到題目本身,檢驗結(jié)果的實際意義,給出結(jié)論.
○例題解析○
【例3】(2012北京模擬)某特許專營店銷售上海世博會紀念章,每枚進價為5元,同時每銷售一枚這種紀念章還需要向上海世博局交特許經(jīng)營管理費2元,預計這種紀念章以每枚20元的價格銷售時,該店一年可銷售2 000枚,經(jīng)過
20、市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)每枚紀念章的銷售價格在每枚20元的基礎(chǔ)上每減少一元,則增加銷售400枚;而每增加一元則減少銷售100枚,現(xiàn)設(shè)每枚紀念章的銷售價格為x元.
(1)寫出該特許專營店一年內(nèi)銷售這種紀念章所獲得的利潤y(元)與每枚紀念章的銷售價格x元之間的函數(shù)關(guān)系式(并寫出這個函數(shù)的定義域);
(2)當每枚紀念章銷售價格x為多少時,該特許專營店一年內(nèi)利潤y(元)最大,并求出這個最大值.
【方法詮釋】(1)首先應(yīng)根據(jù)題意確定出銷售價格x的取值范圍;
再分別求出減少,增加一元時的銷售利潤,從而得到一年所得利潤y(元)的函數(shù)關(guān)系式.
(2)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式的結(jié)構(gòu)特征,選擇適當?shù)那笞钪捣椒ㄇ蠼?
解析:
21、(1)依題意銷售價格x∈(7,40),即定義域為(7,40),而當7<x≤20,x∈N+時,則增加銷售400(20-x)枚,
故其一年內(nèi)銷售所獲得利潤為
y=[2 000+400(20-x)](x-7);
當20<x<40,x∈N+時,則減少銷售100(x-20)枚.
故其一年內(nèi)銷售所獲得利潤為
y=[2 000-100(x-20)](x-7),
綜上得:
(2)因為
若7<x≤20,則當x=16時,ymax=32 400(元).
若20<x<40,則當x=23或24時,
ymax=27 200(元).
綜上可得當x=16時,該特許專營店獲得的利潤最大,為32 400元.
注:解決這類問題常見的兩個誤區(qū)
(1)不會將實際問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)模型,從而無法求解.
(2)在求解過程中忽視實際問題對變量參數(shù)的限制條件.
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