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函数模型及其应用

2014-08-11

数学教学通讯·初中版 2014年5期
关键词:幂函数指数函数增加值

(1)利用计算工具,比较指数函数、对数函数以及幂函数的增长差异;结合实例体会直线上升、指数爆炸、对数增长等不同函数类型增长的含义.

(2)收集一些社会生活中普遍使用的函数模型(指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等)的实例,了解函数模型的广泛应用.

出于“立意”和创设情景的需要,高考函数应用问题设置的角度和方式也不断创新,重视函数思想的考查,加大了探索题、开放题和信息题的考查力度,主要涉计经济、环保、能源、健康等社会现象,从而使高考考题显得新颖、生动和灵活.

2014年1月31日是春节. 某蔬菜基地在2014年1月23日有一批黄瓜进入市场销售,通过市场调查,预测黄瓜的价格f(x)(单位:元/kg)与时间x(x表示距1月31日的天数,单位:天,x∈(0,8])的数据如下表:

(1)根据上表数据,从下列函数中选取一个函数描述黄瓜价格f(x)与上市时间x的变化关系: f(x)=ax+b, f(x)=ax2+bx+c, f(x)=a·bx, f(x)=a·logbx,其中a≠0,并求出此函数;

(2)为了控制黄瓜的价格,不使黄瓜的价格过于偏高,经过市场调研,引入一控制函数h(x)=ex-(12-2m)x+39(x>0),m称为控制系数,求证:当m>ln2-1时,总有f(x)

破解思路 所求问题变为根据上表数据,建立描述变量之间关系的数学模型的问题. 此模型不能由表格中的数据直接看出,因此,可根据表中的数据作散点图,确定拟合函数. 第(2)问为两函数大小比较问题,可转化为研究函数单调性来处理.

完美解答 (1)根据表中的数据,描述黄瓜价格f(x)与上市时间x的变化关系的函数绝不是单调函数,这与函数f(x)=ax+b, f(x)=a·bx, f(x)=a·logbx均具有的单调性不符,所以,在a≠0的前提下,可选取二次函数f(x)=ax2+bx+c进行描述.

把表格提供的三对数据代入该解析式得到:64a+8b+c=8,36a+6b+c=4,4a+2b+c=20,解得a=1,b=-12,c=40. 所以,黄瓜价格f(x)与上市时间x的函数关系是f(x)=x2-12x+40,x∈(0,8].

(2)设函数g(x)=h(x)-f(x)=ex-x2+2mx-1,求导得g′(x)=ex-2x+2m,继续对g′(x)求导得g″(x)=ex-2,表格如下:

由上表可知,g′(x)≥g′(ln2),而g′(ln2)=eln2-2ln2+2m=2-2ln2+2m=2(m-ln2+1).

由m>ln2-1知g′(ln2)>0,所以g′(x)>0,即g(x)在区间(0,+∞)上为增函数.

于是有g(x)>g(0),而g(0)=e0-02+2m×0-1=0,即f(x)

1. 如图1,有一块矩形空地,要在这块空地上开辟一个内接四边形为绿地,使其四个顶点分别落在矩形的四条边上,已知AB=a(a≥6),BC=2,且AE=AH=CF=CG,当AE=_______时,绿地面积最大.

2. 某厂有一台价值为1万元的生产设备,现要通过技术改造来提高该生产设备的生产能力,提高产品的增加值,经过市场调查发现,产品的增加值y(万元)与技术改造投入金额x(万元)之间满足:①y与(1-x)和x2的乘积成正比;②当x 且技术改造投入的金额满足: (0,t],其中t为常数.

(1)求y=f(x)的解析式及定义域;

(2)当t∈(0,2]时,求产品的增加值的最大值及相应的技术改造投入的金额.

(1)利用计算工具,比较指数函数、对数函数以及幂函数的增长差异;结合实例体会直线上升、指数爆炸、对数增长等不同函数类型增长的含义.

(2)收集一些社会生活中普遍使用的函数模型(指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等)的实例,了解函数模型的广泛应用.

出于“立意”和创设情景的需要,高考函数应用问题设置的角度和方式也不断创新,重视函数思想的考查,加大了探索题、开放题和信息题的考查力度,主要涉计经济、环保、能源、健康等社会现象,从而使高考考题显得新颖、生动和灵活.

2014年1月31日是春节. 某蔬菜基地在2014年1月23日有一批黄瓜进入市场销售,通过市场调查,预测黄瓜的价格f(x)(单位:元/kg)与时间x(x表示距1月31日的天数,单位:天,x∈(0,8])的数据如下表:

(1)根据上表数据,从下列函数中选取一个函数描述黄瓜价格f(x)与上市时间x的变化关系: f(x)=ax+b, f(x)=ax2+bx+c, f(x)=a·bx, f(x)=a·logbx,其中a≠0,并求出此函数;

(2)为了控制黄瓜的价格,不使黄瓜的价格过于偏高,经过市场调研,引入一控制函数h(x)=ex-(12-2m)x+39(x>0),m称为控制系数,求证:当m>ln2-1时,总有f(x)

破解思路 所求问题变为根据上表数据,建立描述变量之间关系的数学模型的问题. 此模型不能由表格中的数据直接看出,因此,可根据表中的数据作散点图,确定拟合函数. 第(2)问为两函数大小比较问题,可转化为研究函数单调性来处理.

完美解答 (1)根据表中的数据,描述黄瓜价格f(x)与上市时间x的变化关系的函数绝不是单调函数,这与函数f(x)=ax+b, f(x)=a·bx, f(x)=a·logbx均具有的单调性不符,所以,在a≠0的前提下,可选取二次函数f(x)=ax2+bx+c进行描述.

把表格提供的三对数据代入该解析式得到:64a+8b+c=8,36a+6b+c=4,4a+2b+c=20,解得a=1,b=-12,c=40. 所以,黄瓜价格f(x)与上市时间x的函数关系是f(x)=x2-12x+40,x∈(0,8].

(2)设函数g(x)=h(x)-f(x)=ex-x2+2mx-1,求导得g′(x)=ex-2x+2m,继续对g′(x)求导得g″(x)=ex-2,表格如下:

由上表可知,g′(x)≥g′(ln2),而g′(ln2)=eln2-2ln2+2m=2-2ln2+2m=2(m-ln2+1).

由m>ln2-1知g′(ln2)>0,所以g′(x)>0,即g(x)在区间(0,+∞)上为增函数.

于是有g(x)>g(0),而g(0)=e0-02+2m×0-1=0,即f(x)

1. 如图1,有一块矩形空地,要在这块空地上开辟一个内接四边形为绿地,使其四个顶点分别落在矩形的四条边上,已知AB=a(a≥6),BC=2,且AE=AH=CF=CG,当AE=_______时,绿地面积最大.

2. 某厂有一台价值为1万元的生产设备,现要通过技术改造来提高该生产设备的生产能力,提高产品的增加值,经过市场调查发现,产品的增加值y(万元)与技术改造投入金额x(万元)之间满足:①y与(1-x)和x2的乘积成正比;②当x 且技术改造投入的金额满足: (0,t],其中t为常数.

(1)求y=f(x)的解析式及定义域;

(2)当t∈(0,2]时,求产品的增加值的最大值及相应的技术改造投入的金额.

(1)利用计算工具,比较指数函数、对数函数以及幂函数的增长差异;结合实例体会直线上升、指数爆炸、对数增长等不同函数类型增长的含义.

(2)收集一些社会生活中普遍使用的函数模型(指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等)的实例,了解函数模型的广泛应用.

出于“立意”和创设情景的需要,高考函数应用问题设置的角度和方式也不断创新,重视函数思想的考查,加大了探索题、开放题和信息题的考查力度,主要涉计经济、环保、能源、健康等社会现象,从而使高考考题显得新颖、生动和灵活.

2014年1月31日是春节. 某蔬菜基地在2014年1月23日有一批黄瓜进入市场销售,通过市场调查,预测黄瓜的价格f(x)(单位:元/kg)与时间x(x表示距1月31日的天数,单位:天,x∈(0,8])的数据如下表:

(1)根据上表数据,从下列函数中选取一个函数描述黄瓜价格f(x)与上市时间x的变化关系: f(x)=ax+b, f(x)=ax2+bx+c, f(x)=a·bx, f(x)=a·logbx,其中a≠0,并求出此函数;

(2)为了控制黄瓜的价格,不使黄瓜的价格过于偏高,经过市场调研,引入一控制函数h(x)=ex-(12-2m)x+39(x>0),m称为控制系数,求证:当m>ln2-1时,总有f(x)

破解思路 所求问题变为根据上表数据,建立描述变量之间关系的数学模型的问题. 此模型不能由表格中的数据直接看出,因此,可根据表中的数据作散点图,确定拟合函数. 第(2)问为两函数大小比较问题,可转化为研究函数单调性来处理.

完美解答 (1)根据表中的数据,描述黄瓜价格f(x)与上市时间x的变化关系的函数绝不是单调函数,这与函数f(x)=ax+b, f(x)=a·bx, f(x)=a·logbx均具有的单调性不符,所以,在a≠0的前提下,可选取二次函数f(x)=ax2+bx+c进行描述.

把表格提供的三对数据代入该解析式得到:64a+8b+c=8,36a+6b+c=4,4a+2b+c=20,解得a=1,b=-12,c=40. 所以,黄瓜价格f(x)与上市时间x的函数关系是f(x)=x2-12x+40,x∈(0,8].

(2)设函数g(x)=h(x)-f(x)=ex-x2+2mx-1,求导得g′(x)=ex-2x+2m,继续对g′(x)求导得g″(x)=ex-2,表格如下:

由上表可知,g′(x)≥g′(ln2),而g′(ln2)=eln2-2ln2+2m=2-2ln2+2m=2(m-ln2+1).

由m>ln2-1知g′(ln2)>0,所以g′(x)>0,即g(x)在区间(0,+∞)上为增函数.

于是有g(x)>g(0),而g(0)=e0-02+2m×0-1=0,即f(x)

1. 如图1,有一块矩形空地,要在这块空地上开辟一个内接四边形为绿地,使其四个顶点分别落在矩形的四条边上,已知AB=a(a≥6),BC=2,且AE=AH=CF=CG,当AE=_______时,绿地面积最大.

2. 某厂有一台价值为1万元的生产设备,现要通过技术改造来提高该生产设备的生产能力,提高产品的增加值,经过市场调查发现,产品的增加值y(万元)与技术改造投入金额x(万元)之间满足:①y与(1-x)和x2的乘积成正比;②当x 且技术改造投入的金额满足: (0,t],其中t为常数.

(1)求y=f(x)的解析式及定义域;

(2)当t∈(0,2]时,求产品的增加值的最大值及相应的技术改造投入的金额.

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