专题10 函数应用问题 .docx
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1、专题10 函数应用问题【高考地位】应用题是指利用数学知识解决一些非数学领域中的问题,在近几年全国各地高考中经常出现。数学的高度抽象性决定了数学应用的广泛性,因而应用题的非数学背景是多种多样的,解应用题往往需要在陌生的情景中去理解、分析给出的有关问题,并舍弃与数学无关的非本质因素,通过抽象转化成相应的数学问题,或许正是这个原因让学生比较惧怕数学应用题。在高考中要处理好函数应用题,学会数学建模分析的步骤和掌握数学建模的具体方法是关键.方法 解函数应用题的一般步骤万能模板内 容使用场景函数的实际应用问题解题模板第一步 审题弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系;第二步 建模将文字语言转化成数学语言,
2、用数学知识建立相应的数学模型;第三步 解模求解数学模型,得到数学结论;第四步 还原将用数学方法得到的结论还原为实际问题的意义;第五步 反思对于数学模型得到的数学结果,必须验证这个数学结果对实际问题的合理性.例1.已知某公司生产某产品的年固定成本为100万元,每生产1千件需另投入27万元,设该公司一年内生产该产品千件并全部销售完,每千件的销售收入为万元,且. 写出年利润(万元)关于年产量(千件)的函数解析式;来源:Zxxk.Com 当年产量为多少千件时,该公司在这一产品的生产中所获年利润最大?(注:年利润年销售收入年总成本).【答案】(1)详见解析;(2) 千件.【解析】第一步,审题弄清题意,分
3、清条件和结论,理顺数量关系;某公司的年固定成本为100万元,每生产1千件需另投入27万元,设该公司一年内生产该产品千件并全部销售完,每千件的销售收入为万元,且.第二步,建模将文字语言转化成数学语言,用数学知识建立相应的数学模型;当时,第三步,解模求解数学模型,得到数学结论;第四步,还原将用数学方法得到的结论还原为实际问题的意义;第五步,反思对于数学模型得到的数学结果,必须验证这个数学结果对实际问题的合理性.考点:1、函数的解析式及定义域;2、函数的单调性【点评】(1)由年利润年销售收入年总成本,结合,即可得到所求的解析式;(2)由的解析式,我们求出各段上的最大值,即利润的最大值,然后根据分段函
4、数的最大值是各段上最大值的最大者,即可得到结果。学*科网【变式演练1】【山东省淄博市2021届高三上学期教学质量摸底检测(零模)】我们知道,人们对声音有不同的感觉,这与声音的强度有关系,声音的强度常用(单位:瓦/米,即)表示,但在实际测量时,声音的强度水平常用(单位:分贝)表示,它们满足换算公式:(,其中是人平均能听到的声音的最小强度),国家城市区域噪声标准中规定白天公共场所不超过分贝,则要求声音的强度不超过( )ABCD【答案】B【分析】令,解此不等式即可得解.【详解】令,可得,.故选:B.【变式演练2】“百日冲刺”是各个学校针对高三学生进行的高考前的激情教育,它能在短时间内最大限度激发一个
5、人的潜能,使成绩在原来的基础上有不同程度的提高,以便在高考中取得令人满意的成绩,特别对于成绩在中等偏下的学生来讲,其增加分数的空间尤其大现有某班主任老师根据历年成绩在中等偏下的学生经历“百日冲刺”之后的成绩变化,构造了一个经过时间(单位:天),增加总分数(单位:分)的函数模型:,为增分转化系数,为“百日冲刺”前的最后一次模考总分,且现有某学生在高考前天的最后一次模考总分为分,依据此模型估计此学生在高考中可能取得的总分约为( )()A分B分C分D分【来源】全国2021届高三高考数学(理)演练试题(一)【答案】B【分析】由可求得,将,代入中,可求得增加分数,由此可得结果.【详解】由题意得:,;,该
6、学生在高考中可能取得的总分约为分.故选:B.【变式演练3】将名学生分成两组参加城市绿化活动,其中组布置盆盆景, 组种植棵树苗.根据历年统计,每名学生每小时能够布置盆盆景或者种植棵树苗.设布置盆景的学生有人,布置完盆景所需要的时间为,其余学生种植树苗所需要的时间为(单位:小时,可不为整数).写出、的解析式;比较、的大小,并写出这名学生完成总任务的时间的解析式;应怎样分配学生,才能使得完成总任务的时间最少?【答案】(1), , ;(2)见解析;(3)布置盆景和种植树苗的学生分别有人或人.【解析】试题分析:(1)设布置盆景的学生有x人,则B组人数为51-x,可求出A组所用时间, , ,化简即可;(2
7、)通过作差比较g(x)、h(x)的大小,确定A组与B组的所需时间,写出分段函数的解析式即可(3)通过两组用时比较,计算x=20与x=21时,求出总用时最少者,即可得到结果试题解析:由题意布置盆景的学生有人,种植树苗的学生有人,所以, ., ; ,因为所以当时, 当时, 所以;完成总任务所用时间最少即求的最小值当时, 递减,则.故的最小值为,此时人当时, 递增,则故的最小值为,此时人所以布置盆景和种植树苗的学生分别有人或人.【变式演练4】某企业共有20条生产线,由于受生产能力和技术水平等因素的影响,会产生一定量的次品.根据经验知道,每台机器产生的次品数万件与每台机器的日产量万件之间满足关系:.已
8、知每生产1万件合格的产品可以以盈利3万元,但每生产1万件次品将亏损1万元.()试将该企业每天生产这种产品所获得的利润表示为的函数;()当每台机器的日产量为多少时,该企业的利润最大,最大为多少?【答案】();(),利润最大,最大为.考点:导数的实际应用.【变式演练5】有一种新型的洗衣液,去污速度特别快.已知每投放(且)个单位的洗衣液在一定量水的洗衣机中,它在水中释放的浓度(克/升)随着时间 (分钟) 变化的函数关系式近似为,其中.根据经验,当水中洗衣液的浓度不低于4(克/升)时,它才能起到有效去污的作用.(1)若投放个单位的洗衣液,3分钟时水中洗衣液的浓度为4 (克/升),求的值;(2)若投放4
9、个单位的洗衣液,则有效去污时间可达几分钟?【答案】(1);(2) 14分钟.【解析】试题分析:(1)已知分钟时洗衣液的浓度为克/升,代入时的函数关系式可得,结合即可得到的值;(2)当时,根据题意可得到关于的函数关系式,该函数分两段;要有效去污,则,根据函数关系式分别求解两段内有效去污时的范围,综合两种情况即可得到有效去污的时间.试题解析:(1)由题意知, , 解得;(2)当,所以当时,由解得,所以.当时,由解得,所以 综上, . 答:故若投放4个单位的洗衣液,则有效去污时间可达14分钟.【方法点睛】本题主要考查阅读能力及建模能力、分段函数的解析式,属于难题. 与实际应用相结合的题型也是高考命题
10、的动向,这类问题的特点是通过现实生活的事例考查书本知识,解决这类问题的关键是耐心读题、仔细理解题,只有吃透题意,才能将实际问题转化为数学模型进行解答.理解本题题意的关键是理解分段函数数的解析式与性质,分段函数的求范围是各段的符合条件的范围的并集.【高考再现】1.【2020年高考全国卷文理数4】Logistic模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域有学者根据公布数据建立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数(的单位:天)的Logisic模型:,其中为最大确诊病例数当时,标志着已初步遏制疫情,则约为()( )A B C D【答案】C【思路导引】将代入函数结合求得即可得解【解析】,则,解得,故选C【专
11、家解读】本题的特点是注重函数模型的应用,本题考查了对数的运算,考查指数与对数的互化,考查转化与化归思想,考查数学运算学科素养解题关键是正确进行指数与对数的互化2.【2020年高考北京卷15】为满足人民对美好生活的向往,环保部门要求相关企业加强污水治理,排放未达标的企业要限期整改设企业的污水排放量与时间 的关系为,用 的大小评价在这段时间内企业污水治理能力的强弱 已知整改期内,甲、乙两企业的污水排放量与时间的关系如下图所示给出下列四个结论:在这段时间内,甲企业的污水治理能力比乙企业强;在时刻,甲企业的污水治理能力比乙企业强;在时刻,甲、乙两企业的污水排放量都已达标;甲企业在,这三段时间中,在的污
12、水治理能力最强 其中所有正确结论的序号是 【答案】【解析】用来评价治污能力,而是图像上两点连线的斜率,在上,甲的治污能力比乙强,故对,时刻甲比乙强,时刻都低于达标排放量,都达标,甲企业在时刻治污能力不是最强【专家解读】本题的特点是注重知识的灵活运用,本题考查了函数图象及其性质的综合应用,考查数形结合思想,考查数学运算、数学直观、逻辑推理等学科素养解题关键是正确接函数的图像及其性质解决问题3.【2020年高考山东卷6】基本再生数与世代间隔是新冠肺炎的流行病学基本参数基本再生数指一个感染者传染的平均人数,世代间隔是指相邻两代间传染所需的平均时间在新冠肺炎疫情初始阶段,可以用指数模型:描述累计感染病
13、例数随时间(单位:天)的变化规律,指数增长率与,近似满足有学者基于已有数据估计出,据此,在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加倍需要的时间约为()( )A天 B天 C天 D天【答案】B【思路导引】根据题意可得,设在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间为天,根据,解得即可得结果【解析】因为,所以,所以,设在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间为天,则,所以,所以,所以天,故选:B【专家解读】本题的特点是注重知识的应用,本题考查了指数型函数模型的应用,考查指数式与对数式互化,考查函数与方程思想,考查数学运算、数学建模等学科素养解题关键是正确进行指数式与对数式
14、的互化4.【2015高考新课标2,理10】如图,长方形的边,是的中点,点沿着边,与运动,记将动到、两点距离之和表示为的函数,则的图像大致为( )来源:Zxxk.ComDPCB OAx【答案】B【考点定位】函数的图象和性质【名师点睛】本题考查函数的图像与性质,表面看觉得很难,但是如果认真审题,读懂题意,通过点P的运动轨迹来判断图像的对称性以及特殊点函数值的比较,也可较容易找到答案,属于中档题5. 【2014北京】加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”,在特定条件下,可食用率p与加工时间t(单位:分钟)满足函数关系p=at2+bt+c(a,b,c是常数),如图记录了三次
15、实验的数据,根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间为( )A 3.50分钟 B 3.75分钟 C 4.00分钟 D 4.25分钟【答案】B【解析】由图形可知,三点都在函数的图象上,所以,解得,所以 ,因为,所以当时, 取最大值,故此时的t=分钟为最佳加工时间,故选B.考点:本小题以实际应用为背景,主要考查二次函数的解析式的求解、二次函数的最值等基础知识,考查同学们分析问题与解决问题的能力.【反馈练习】1为了研究疫情有关指标的变化,现有学者给出了如下的模型:假定初始时刻的病例数为N0,平均每个病人可传染给K个人,平均每个病人可以直接传染给其他人的时间为L天,在L天之内,病例数目的增长随
16、时间t(单位:天)的关系式为N(t)=N0(1+K)t,若N0=2,K=2.4,则利用此模型预测第5天的病例数大约为( )(参考数据:log1.445418,log2.44547,log3.44545)A260B580C910D1200【来源】全国2021届高三高考数学(文)演练试卷(一)【答案】C【分析】首先根据题意得到,再根据参考数据求解即可.【详解】,因为,所以,所以.故选:C2核酸检测分析是用荧光定量法,通过化学物质的荧光信号,对在扩增进程中成指数级增加的靶标实时监测,在扩增的指数时期,荧光信号强度达到阈值时,的数量与扩增次数满足,其中为扩增效率,为的初始数量.已知某被测标本扩增次后,
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