内容正文:
第九节 函数与数学模型
要点一
常见的8种函数模型
1.正比例函数模型:f(x)=kx(k为常数,k≠0).
2.反比例函数模型:f(x)=(k为常数,k≠0).
3.一次函数模型:f(x)=kx+b(k,b为常数,k≠0).
4.二次函数模型:f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0).
5.指数函数模型:f(x)=abx+c(a,b,c为常数,a≠0,b>0,b≠1).
6.对数函数模型:f(x)=mlogax+n(m,n,a为常数,m≠0,a>0,a≠1).
7.幂函数模型:f(x)=axn+b(a,b,n为常数,a≠0,n≠1).
8.“对勾”函数模型:y=x+(a>0).
[注意] (1)形如f(x)=x+(a>0)的函数模型称为“对勾”函数模型,“对勾”函数的性质:
①该函数在(-∞,- ]和[,+∞)上单调递增,在[-,0)和(0, ]上单调递减;
②当x>0时,x=时取最小值2,当x<0时,x=-时取最大值-2.
(2)函数f(x)=+(a>0,b>0,x>0)在区间(0, ]内单调递减,在区间[,+∞)内单调递增.
1.(多选)某工厂一年中各月份的收入、支出情况的统计图如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.收入最高值与收入最低值的比是3∶1
B.结余最高的月份是7月
C.1至2月份的收入的变化率与4至5月份的收入的变化率相同
D.前6个月的平均收入为40万元
解析:ABC 由题图可知,收入最高值为90万元,收入最低值为30万元,其比是3∶1,故A正确;由题图可知,7月份的结余最高,为80-20=60(万元),故B正确;由题图可知,1至2月份的收入的变化率与4至5月份的收入的变化率相同,故C正确;由题图可知,前6个月的平均收入为×(40+60+30+30+50+60)=45(万元),故D错误.
2.某种产品的产量原来是a件,在今后m年内,计划使每年的产量比上一年增加p%,则该产品的产量y随年数x变化的函数解析式为( )
A.y=a(1+p%)x(0<x<m)
B.y=a(1+p%)x(0≤x≤m,x∈N)
C.y=a(1+xp%)(0<x<m)
D.y=a(1+xp%)(0≤x≤m,x∈N)
解析:B 设年产量经过x年增加到y件,则第一年为y=a(1+p%),第二年为y=a(1+p%)(1+p%)=a(1+p%)2,第三年为y=a(1+p%)(1+p%)(1+p%)=a(1+p%)3,…,则y=a(1+p%)x(0≤x≤m且x∈N).
3.某市生产总值连续两年持续增加,第一年的增长率为p,第二年的增长率为q,则该市这两年生产总值的年平均增长率为______________.
解析:设该市这两年的年平均增长率为x,
则(1+x)2=(1+p)(1+q),
∴x=-1.
答案:-1
[易错提醒] 建立函数模型出错致误.
要点二
三种函数模型的性质
函数
性质
y=ax(a>1)
y=logax(a>1)
y=xα(α>0)
在(0,+∞)
上的增减性
单调递增
单调递增
单调递增
增长速度
越来越快
越来越慢
相对平稳
图象的变化
随x的增大,逐渐表现为与y轴平行
随x的增大,逐渐表现为与x轴平行
随α值变化而各有不同
值的比较
存在一个x0,当x>x0时,有logax<xα<ax
[注意] 幂函数模型y=xα(α>0)可以描述增长幅度不同的变化,当α值较小(α≤1)时,增长较慢;当α值较大(α>1)时,增长较快.
4.在某个物理实验中,测量得变量x和变量y的几组数据,如下表:
x
0.50
0.99
2.01
3.98
y
-0.99
0.01
0.98
2.00
则对x,y最适合的拟合函数是( )
A.y=2x B.y=x2-1
C.y=2x-2 D.y=log2x
解析:D 根据x=0.50,y=-0.99,代入计算,可以排除A;根据x=2.01,y=0.98,代入计算,可以排除B、C;将各数据代入函数y=log2x,可知满足题意.故选D.
[记结论]
“直线上升”是匀速增长,其增长量固定不变;“指数增长”先慢后快,其增长量成倍增加,常用“指数爆炸”来形容;“对数增长”先快后慢,其增长速度缓慢.
[提速度]
(多选)下面对函数f(x)=logx与g(x)=在区间(0,+∞)上的衰减情况的说法中错误的有( )
A.f(x)的衰减速度越来越慢, g(x)的衰减速度越来越快
B.f(x)的衰减速度越来越快,g(x)的衰减速度越来越慢
C.f(x)的衰减速度越来越慢,g(x)的衰减速度越来越慢
D.f(x)的衰减速度越来越快,g(x)的衰减速度越来越快
解析:ABD 在同一平面直角坐标系中画出f(x