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金版教程 高考科学复习解决方案 数学
第九节 函数模型及其应用
课标解读:1.了解指数函数、对数函数以及幂函数的增长特征,结合具体实例体会直线上升、指数增长、对数增长等不同函数类型增长的含义.2.了解函数模型(如指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等在社会生活中普遍使用的函数模型)的广泛应用.
考向预测:近三年高考考查函数模型及应用,一般出现在选择题和填空题,有时与导数综合作为解答题的一问呈现,难度较大.预计2024年高考会考查指数函数模型或对数函数模型在生活实际中的应用,以选择题的形式出现.
1.几种常见的函数模型
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)
二次函数模型
f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
与指数函数相关的模型
f(x)=bax+c(a,b,c为常数,a>0且a≠1,b≠0)
与对数函数相关的模型
f(x)=blogax+c(a,b,c为常数,a>0且a≠1,b≠0)
与幂函数相关的模型
f(x)=axn+b(a,b,n为常数,a≠0)
2.指数、对数、幂函数模型性质比较
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n值变化而各有不同
值的比较
存在一个x0,当x>x0时,有logax<xn<ax
3.解答函数应用题的一般步骤
(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择数学模型;
(2)建模:将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识,建立相应的数学模型;
(3)求模:求解数学模型,得出数学结论;
(4)还原:将数学问题还原为实际问题的意义.
以上过程用框图表示如下:
“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,其增长量越来越小.
1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)函数y=2x的函数值比y=x2的函数值大.( )
(2)某商品进价为每件100元,按进价增加10%出售,后因库存积压降价,若九折出售,则每件还能获利.( )
(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=xn(n>0)和y=logax(a>1)的增长速度.( )
(4)在选择实际问题的函数模型时,必须使所有的数据完全符合该函数模型.( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
2.小题热身
(1)在某个物理实验中,测得变量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
则关于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
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,可知满足题意.故选D.
(2)设甲、乙两地的距离为a(a>0),小王骑自行车匀速从甲地到乙地用了20分钟,在乙地休息10分钟后,他又匀速从乙地返回到甲地用了30分钟,则小王从出发到返回原地所经过的路程y和其所用的时间x的函数图象为( )
答案 D
解析 根据题意,甲、乙两地的距离为a(a>0),小王骑自行车匀速从甲地到乙地用了20分钟,在乙地休息10分钟后,他又匀速从乙地返回到甲地用了30分钟,那么可知先是匀速运动,图象为直线,然后再休息,路程不变,时间持续10分钟,最后还是匀速运动,路程变大,图象为直线.故选D.
(3)(2023·广东湛江高三阶段考试)2022年4月16日,神舟十二号3名航天员告别了工作生活183天的中国空间站,安全返回地球.中国征服太空的关键是火箭技术,在理想情况下,火箭在发动机工作期间获得速度增量的公式为Δv=veln ,其中Δv为火箭的速度增量,ve为喷流相对于火箭的速度,m0和m1分别代表发动机开启和关闭时火箭的质量,在未来,假设人类设计的某火箭ve达到5公里/秒,从100提高到600,则速度增量Δv增加的百分比约为(参考数据:ln 2≈0.7,ln 3≈1.1,ln 5≈1.6)( )
A.15% B.30%
C.35% D.39%
答案 D
解析 由题意,当=100时,速度的增量为Δv1=5ln 100;当=600时,速度的增量为Δv2