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文檔簡介
3.3函數的應用(一)
內容標準學科素養
初步體會分段函數、一次函數、二次函數等函數模型的
數學運算
廣泛應用,能運用函數思想處理現實生活中的簡單應用
數學建模
問題.
課前?自主探究自主預習基礎認知
授課提示:對應學生用書第57頁
[教材提煉]
知識點一一次函數模型
形如曰吐之的函數為一次函數模型,其中左W0.
知識點二二次函數模型
1.一般式:丫=加+匕尤+,(<2—0).
2.頂點式:y=a(x-7W)2+〃(aWO).
3.兩點式:y=a(x—w?)(x—,z)(aW0).
[自主檢測]
1.某廠日產手套總成本M元)與手套日產量x(副)的關系式為y=5x+4000,而手套出廠
價格為每副10元,則該廠為了不虧本,日產手套至少為()
A.200副B.400副
C.600副D.800副
解析:由5x+4000W10元,解得尤2800,即日產手套至少800副時才不虧本.
答案:D
2.擬定從甲地到乙地通話機分鐘的電話費加w)=(X[w]+l),其中相>0,[詞是大于或等
于相的最小整數(如[3]=3,[3.7]=4,[54]=6).()
A.B.
C.D.
解析:X)x(X[5.5]+l)X(X6+l)X4=4.24.
答案:C
3.某廣告公司要為客戶設計一幅周長為/(單位:m)的矩形廣告牌,當矩形的長為,
廣告牌的面積最大.
答案C
課堂?互動探究以例示法核心突破
授課提示:對應學生用書第57頁
探究一一次函數模型
[例1]為了發展電信事業,方便用戶,電信公司對移動電話采用不同的收費方式,其中
所使用的“如意卡”與“便民卡”在某市范圍內每月(30天)的通話時間x(分)與通話費用M元)
的關系如圖所示.
切元)
40
30
20
10C(30,15)
02040必分)
如意卡便民卡
(1)分別求出通話費用yi,”與通話時間x之間的函數解析式;
(2)請幫助用戶計算在一個月內使用哪種卡便宜.
[解析](1)由圖像可設yi=Ex+29,y2=kix,把點3(30,35),C(30,15)分別代入%=如c+
29,yi=k2X,得ki=g,心=,
.?.?=尹+29(x20),y2=]x(x20).
(2)令弘=、2,即&+29=5,貝汁彳=96,
2
當x=96'時,yi—yi,兩種卡收費一致;
2
當x<96§時,yi>y2,使用便民卡便宜;
2
當x>96§時,yi<y2,使用如意卡便宜.
,,,方法提升
1.一次函數模型解決實際問題的原則
一次函數模型的應用層次要求不高,一般情況下按照“問什么,設什么,列什么”的原
則來處理,求解過程也比較簡單.
2.一次函數模型解決問題的注意點
用一次函數模型解決實際問題時,對于給出圖像的應用題可先結合圖像利用待定系數法
求出解析式.對于一次函數y=ax+6(aW0),當a>0時為增函數,當時為減函數.另外,
要結合題目理解(0,㈤或(一?0)這些特殊點的意義.
一同源異考重在觸類旁通
江漢平原享有“中國小龍蝦之鄉”的美稱.甲、乙兩家農
貿商店,平時以同樣的價格出售品質相同的小龍蝦,“龍蝦
節”期間,甲、乙兩家商店都讓利酬賓,付款金額y甲,y乙(單
位:元)與原價尤(單位:元)之間的函數關系如圖所示:
(1)直接寫出y甲,y乙關于x的函數關系式.
(2)“龍蝦節”期間,如何選擇甲、乙兩家商店購買小龍蝦更省錢?
解析:(1)設>甲=依,把(2000,1600)代入,得2000左=1600,解得左=0.8,所以y甲x;
當0<x<2000時,設>乙=辦,把(2000,2000)代入,得2000a=2000,解得a=l,所以y匕
=x;當x22000時,設把(2000,2000),(4000,3400)代入,得
2000m+?=2000,〃z=0.7,
解得
4000/w+/i=3400,”=600,
x(0<x<2000),
所以y°=j,、
〔x+600(x22000).
(2)當0Vx<2到甲商店購買更省錢;當x》2xv+600,解得xV6Kt+600,解得x
>6xx+600,解得x=6000;故當購買金額按原價小于6000元時,到甲商店購買更省錢;當
購買金額按原價大于6000元時,到乙商店購買更省錢;當購買金額按原價等于6000元時,
到甲、乙兩商店購買花錢一樣.
探究二二次函數模型
[例2]在經濟學中,函數兀0的邊際函數定義為M(x)=Ax+l)-/(x),利潤函數尸⑴的邊
際利潤函數定義為Mi(x)=P(x+l)—P(x),某公司最多生產100臺報警系統裝置,生產尤臺的
收入函數為R(x)=3000x—20f(單位:元)其成本函數為C(x)=50(k+4000(單位:元),利潤是
收入與成本之差.
(1)求利潤函數P(x)及邊際利潤函數Mi(x);
(2)利潤函數P(x)與邊際利潤函數Mi(x)是否具有相等的最大值?
(3)你認為本題中邊際利潤函數Mi(x)取最大值的實際意義是什么?
[解析](l)P(x)=R(x)—C(x)=(3000X-20X2)-(500.X+4000)=-20/+2500x-4
000(1?100,x6N).
Mi(x)=P(x+1)-P(x)=2480—40x(1WxW100,xGN).
(2):P(x)=-20(x—甲了+74125,
當x=62或63時,尸(x)min=74120.
又是減函數,當x=1時Mi(x)max=2440,
故P(x)與Mi(x)不具有相等的最大值.
(3)邊際利潤函數Mi(無)當x=l時取最大值,說明生產第2臺與生產第1臺的總利潤差最
大,即第2臺報警系統利潤最大,Mi(x)是減函數,說明隨著產量的增加,每臺利潤與前一臺
利潤相比較,利潤在減少.
,,,方法提升
募函數模型中最常見的是二次函數模型,這種函數模型在生產、生活中應用相當廣泛.
利用二次函數求最值時,應特別注意取得最值時的自變量與實際意義是否相符.根據實
際問題建立二次函數解析式后,可以利用配方法、判別式法、換元法、函數的單調性等方法
來求函數的最值,從而解決實際問題中的利潤最大、用料最省等問題.
L同源異考重在觸類旁通
某工廠生產一種機器的固定成本為5000元,且每生產100部,需要增加投入2500元,
對銷售市場進行調查后得知,市場對此產品的需求量為每年500部,己知銷售收入的函數為
H(x)=500x一其中尤是產品銷售出的數量(0WxW500).
(1)若x為年產量,y表示利潤,求〉=人》)的解析式;
(2)當年產量為何值時,工廠的年利潤最大?其最大值是多少?
(3)當年產量為何值時,工廠有盈利?(已知,%=)
解析:(1)當0WxW500時,產品全部售出,
.?.y=500x—%—(5000+25x),
即y=—pr+475x—5000,
當x>500時,產品只能售出500臺,
Z.j=500X500X5002-(5000+25%),
即y=-25x+120000.
⑵當0W尤W500時,y=-1(x-475)2+107812.5,
當x>500時,y=120000—25x<120000-25X500=107500.故當年產量為475臺時取得最
大利潤,且最大利潤為107812.5元,最佳生產計劃475臺.
(3)若工廠有利潤,則應用?r)>5000,.,.475.x—1^>5000,整理得一一950芯+10000<0,
解得10<x<940,
,市場需求量為每年500部,
.?.10<x^500,故當年產量超過10部后,工廠有盈利.
探究三分段函數模型
[例引某公司生產某種電子儀器的固定成本為20000元,每生產一臺儀器需增加投入100
400x—%((XW400),
元,已知總收益滿足函數:R(x)=<
180000(x>400).
(1)將利潤表示為月產量的函數yu);
(2)當月產量為何值時,公司所獲利潤最大?最大利潤為多少元?(總收益=總成本+利潤)
[解析](1)設月產量為無臺,則總成本為(20000+100x)元,從而
/)=]—¥+3期-20000(0^X^400),60000-100X(A>400).
(2)當0WxW400時,?=-1(X-300)2+25000,
.?.當尤=300時,有最大值25000:
當x>400時,/(x)=60000-100%是減函數,
J(x)<60000-100X400<25000.
當A-=300時,/(X)的最大值為25000.
即每月生產300臺儀器時,利潤最大,最大利潤為25000元.
,,,方法提升
構建分段函數模型的關鍵點
建立分段函數模型的關鍵是確定分段的各邊界點,即明確自變量的取值區間,寫出每一
對應取值區間內的解析式,在此區間內求最值,然后對所有區間求出的值比較,找出適合題
意的答案.
工同源異考重在觸類同通
某廠生產某種零件,每個零件的成本為40元,出廠單價定為60元,該廠為鼓勵銷售商
訂購,決定當一次訂購量超過100個時,每多訂購一個,,但實際出廠單價不能低于51元.
(1)當一次訂購量為多少個時,零件的實際出廠單價恰降為51元?
(2)設一次訂購量為x個時,零件的實際出廠單價為P元,寫出函數尸=/(無)的表達式;
(3)當銷售商一次訂購500個零件時,該廠獲得的利潤是多少元?如果訂購1000個時,利
潤又是多少元?(工廠售出一個零件的利潤=實際出廠單價一成本)
解析:(1)設每個零件的實際出廠單價恰好降為51元時,一次訂購量為比個,則
,60—51
XQ-100+—550.
因此,當一次訂購量為550個時,每個零件的實際出廠價格恰好降為51元.
⑵當OVxWlOO時,尸=60.
Y
當100<x<550時,P(x-100)=62-^.
當xN550時,尸=51,
’60(0<x<100,xGN),
尤
元)=j62—^j(100<x<550,尤GN),
、51(G550,xGN).
(3)設銷售商的一次訂購量為尤個時,工廠獲得的利潤為Z,元,則乙=(P-40)x
~20x(0cxW100,xGN),
x2
=122x—不100(尤<550,xGN),
、1lx(x》550,xGN).
當x=500時,£=6000;當x=1000時,L=U000.
因此,當銷售商一次訂購500個零件時,該廠獲得的利潤是6000元;如果訂購1000個
時,利潤是11000元.
課后?素養培優素養拓展能力提升
授課提示:對應學生用書第59頁
一、圖表并用,數學建模——擬合函數的建立問題
定量分析和研究實際問題時,要深入調查,研究、了解對象信息,作出簡化假設,用數
學的符號和語言,把它表述為數學式子(也就是數學模型),然后計算得到模型的結果,并進行
檢驗,最后解釋實際問題,這個建立數學模型的全過程就稱為數學建模.根據收集的數據或
給出的數據畫出散點圖,然后選擇函數模型并求出函數解析式,再進行擬合、比較,選出最
恰當的函數模型的過程,稱為函數擬合(或數據擬合).
建立擬合函數模型的步驟:
(1)收集數據.
(2)根據收集到的數據,在平面直角坐標系內畫出散點圖.
(3)根據點的分布特征,選擇一個能刻畫散點圖特征的函數模型.
(4)選擇其中的幾組數據求出函數模型.
(5)將己知數據代入所求出的函數模型中進行檢驗,看其是否符合實際,若不符合實際,
則返回步驟③;若符合實際,則進入下一步.
(6)用所得函數模型解釋實際問題.
[典例]為了估計山上積雪融化后對下游灌溉的影響,在山上建立了一個觀察站,測量最
大積雪深度尤cm與當年灌溉面積yhn?.現有連續10年的實測資料,如下表所示.
年序最大積雪深度x/cm灌溉面積y/hm2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(1)描點畫出灌溉面積yhm2隨積雪深度xcm變化的圖像;
(2)建立一個能基本反映灌溉面積變化的函數模型y=/(x),并畫出圖像;
(3)根據所建立的函數模型,若今年最大積雪深度為25cm,則可以灌溉土地多少公頃?
[解析](1)描點作圖如圖甲:
(2)從圖甲中可以看到,數據點大致落在一條直線附近,由此,我們假設灌溉面積y和最
大積雪深度無滿足線性函數模型y=ax+b.
取其中的兩組數據(,)(,),
[a+b,
代入y=tzx+b,得J
[a~rbf
用計算器可算得a—1.8,6—2.4.
這樣,我們得到一個函數模型yx+2.4.作出函數圖像如圖乙,可以發現,這個函數模型與
已知數據的擬合程度較好,這說明它能較好地反映最大積雪深度與灌溉面積的關系.
(3)由yX25+2.4,求得y=47.4,即當最大積雪深度為25cmhn?.
二、忽視實際意義的限制致錯
[典例]甲、乙兩地相距skm,汽車從甲地勻速行駛到乙地,速度不得超過ckm/h,已知
汽車每小時的運輸成本(以元為單位)由可變部分和固定部分組成:可變部分與速度v(km/h)的
平方成正比,比例系數為6;固定部分為。元.
(1)把全程運輸成本y(元)表示為速度Wkm/h)的函數,并指出函數的定義域;
(2)為了使全程運輸成本最小,汽車應以多大的速度行駛?
[解析](1)由關系式:運輸總成本=每小時運輸成本X時間,得y=(q+Z?02)E,所以全程
運輸成本丫(元),表示為速度o(km/h)的
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