内容正文:
第九节 函数模型的应用
【课标标准】
1.了解指数函数、对数函数和一次函数增长速度的差异.
2.理解“对数增长”“直线上升”“指数爆炸”等术语的现实含义.
3.会选择合适的函数类型刻画现实问题的变化规律.
知识梳理
1.指数、对数、幂函数性质比较
函数
性质 y=ax(a>1) y=logax(a>1) y=xn(n>0)
在(0,+∞)上的增减性 单调________ 单调________ 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________平行 随x的增大逐渐表现为与________平行 随n值变化而各有不同
递增
递增
y轴
x轴
2.常见的函数模型
函数模型 函数解析式
一次函数模型 f(x)=ax+b(a,b为常数,a≠0)
反比例函数模型 f(x)=+b(k,b为常数且k≠0)
二次函数模型 f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
指数函数模型 f(x)=bax+c(a,b,c为常数,b≠0,a>0且a≠1)
对数函数模型 f(x)=blogax+c(a,b,c为常数,b≠0,a>0且a≠1)
幂函数模型 f(x)=axn+b(a,b为常数,a≠0)
[常用结论]
1.函数f(x)=(a>0,b>0,x>0)在区间(0,]上单调递减,在区间[,+∞)上单调递增.
2.“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,其增长量越来越大,常用“指数爆炸”来形容;“对数增长”先快后慢,其增长量越来越小.
夯实双基
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)幂函数增长比直线增长更快.( )
(2)不存在x0,使<logax0.( )
(3)在(0,+∞)上,随着x的增大,y=ax(a>1)的增长速度会超过并远远大于y=xa(a>1)的增长速度.( )
(4)“指数爆炸”是指数型函数y=a·bx+c(a≠0,b>0,b≠1)增长速度越来越快的形象比喻.( )
×
×
√
×
2.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:
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
x 0.50 0.99 2.01 3.98
y -0.99 0.01 0.98 2.00
答案:D
解析: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D满足题意.
故选D.
3.(教材改编)当生物死亡后,其体内原有的碳14的含量大约每经过5730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.当死亡生物体内的碳14含量不足死亡前的千分之一时,用一般的放射性探测器就测不到了.若某死亡生物体内的碳14用该放射性探测器探测不到,则它至少要经过________个“半衰期”.
10
解析:设该死亡生物体内原有的碳14的含量为1,则经过n个“半衰期”后的含量为()n,由()n<,得n≥10.所以,若某死亡生物体内的碳14用该放射性探测器探测不到,则它至少需要经过10个“半衰期”.
4.(易错)已知f(x)=x2,g(x)=2x,h(x)=log2x,当x∈(4,+∞)时,对三个函数的增长速度进行比较,下列选项中正确的是( )
A.f(x)>g(x)>h(x)
B.g(x)>f(x)>h(x)
C.g(x)>h(x)>f(x)
D.f(x)>h(x)>g(x)
答案:B
解析:在同一坐标系内,根据函数图象变化趋势,当x∈(4,+∞)时,增长速度由大到小依次为g(x)>f(x)>h(x).
故选B.
5.(易错)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________________.
-1
解析:设原来的生产总值为a,平均增长率为x,
则a(1+p)(1+q)=a(1+x)2,
解得1+x=,
即x=-1.
题型一 二次函数模型
例 1 某企业采用新工艺,把企业生产中排放的二氧化碳转化为一种可利用的化工产品.已知该单位每月的处理量最少为300吨,最多为600吨,月处理成本y(元)与月处理量x(吨)之间的函数关系可近似地表示为y=x2-200x+80 000,且每处理一吨二氧化碳得到可利用的化工产品价值为100元.
(1)该单位每月处理量为多少吨时,才能使每吨的平均处理成本最低?
(2)该单位每月能否获利?如果获利,求出最大利润;如果不获利,则国家至少需要补贴多少元才能使该单位不亏损?
解析:(1)由题意可知:y=x2-200x+80 000(300≤x≤600),
每吨二