内容正文:
第三章 函数的应用
3.2 函数模型及其应用
3.2.2 函数模型的应用实例
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学 习 目 标
核 心 素 养
1.会利用已知函数模型解决实际问题.(重点)
2.能建立函数模型解决实际问题.(重点、难点)
3.了解拟合函数模型并解决实际问题.(重点)
通过本节内容的学习,使学生认识函数模型的作用,提升学生数学建模、数据分析的素养.
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自
主
预
习
探
新
知
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1.常用函数模型
常用函数模型
(1)一次函数模型
y=kx+b(k,b为常数,k≠0)
(2)二次函数模型
y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
(3)指数函数模型
y=bax+c(a,b,c为常数,b≠0,a>0且a≠1)
(4)对数函数模型
y=mlogax+n(m,a,n为常数,m≠0,a>0且a≠1)
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常用函数模型
(5)幂函数模型
y=axn+b(a,b为常数,a≠0)
(6)分段函数模型
y=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(ax+bx<m,,cx+dx≥m))
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2.建立函数模型解决问题的基本过程
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思考:解决函数应用问题的基本步骤是什么?
提示:利用函数知识和函数观点解决实际问题时,一般按以下几个步骤进行:
(一)审题;(二)建模;(三)求模;(四)还原.
这些步骤用框图表示如图:
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1.如表是函数值y随自变量x变化的一组数据,由此判断它最可能的函数模型是( )
x
4
5
6
7
8
9
10
y
15
17
19
21
23
25
27
A.一次函数模型
B.二次函数模型
C.指数函数模型
D.对数函数模型
A [自变量每增加1函数值增加2,函数值的增量是均匀的,故为一次函数模型.故选A.]
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2.某地为了抑制一种有害昆虫的繁殖,引入了一种以该昆虫为食物的特殊动物,已知该动物的繁殖数量y(只)与引入时间x(年)的关系为y=alog2(x+1),若该动物在引入一年后的数量为100只,则第7年它们发展到( )
A.300只
B.400只
C.600只
D.700只
A [将x=1,y=100代入y=alog2(x+1)得,100=alog2(1+1),解得a=100.所以x=7时,y=100log2(7+1)=300.]
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3.据调查,某自行车存车处在某星期日的存车量为2 000辆次,其中变速车存车费是每辆一次0.8元,普通车存车费是每辆一次0.5元,若普通车存车数为x辆次,存车费总收入为y元,则y关于x的函数关系式是( )
A.y=0.3x+800(0≤x≤2 000)
B.y=0.3x+1 600(0≤x≤2 000)
C.y=-0.3x+800(0≤x≤2 000)
D.y=-0.3x+1 600(0≤x≤2 000)
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D [由题意知,变速车存车数为(2 000-x)辆次,则总收入y=0.5x+(2 000-x)×0.8=-0.3x+1 600(0≤x≤2 000).]
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4.某汽车运输公司购买了一批豪华大客车投入运营.据市场分析,每辆客车营运的利润y与营运年数x(x∈N)为二次函数关系(如图),则客车有营运利润的时间不超过________年.
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7 [设二次函数y=a(x-6)2+11,又过点(4,7),
所以a=-1,即y=-(x-6)2+11.
解y≥0,得6-eq \r(11)≤x≤6+eq \r(11),所以有营运利润的时间为2eq \r(11).又6<2eq \r(11)<7,所以有营运利润的时间不超过7年.]
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合
作
探
究
释
疑
难
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利用已知函数模型解决实际问题
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【例1】 (教材改编题)物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却规律来描述,设物体的初始温度是T0,经过一定时间t后的温度是T,则T-Ta=(T0-Ta)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))f(t,h)eq \s\up24()
,其中Ta表示环境温度,h称为半衰期,现有一杯用88 ℃热水冲的速溶咖啡,放在24 ℃的房间中,如果咖啡降温到40 ℃需要20 min,那么降温到32 ℃时,需要多长时间?
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[解] 先设定半衰期h,由题意知
40-24=(88-24)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))f(20,h)eq \s\up24()
,
即eq \f(1,4)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))f(20,h)eq \s\up24()
,
解之,得h=10,故原式可化简为
T-24=(88-24)×eq