内容正文:
数学建模1 函数的应用
课程标准解读
了解指数函数、对数函数、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.会选择合适的函数模型刻画现实问题的变化规律,了解函数模型在社会生活中的广泛应用.
[知识梳理]
1.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
2.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)
实际问题中函数要有意义,需合理确定函数的定义域,必须验证数学结果对实际问题的合理性.
常用结论
1.“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,增长速度缓慢.
2.“对勾”函数f(x)=x+(a>0)在(0,+∞)上的性质:在(0,]上单调递减,在[,+∞)上单调递增,当x=时f(x)取最小值2.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)某种商品进价为每件100元,按进价增加10%出售,后因库存积压降价,若按九折出售,则每件还能获利.( )
(2)函数y=2x的函数值比y=x2的函数值大.( )
(3)不存在x0,使ax0<x<logax0.( )
(4)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>0)的增长速度.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.(教材改编)在某个物理实验中,测量得变量x和变量y的几组数据,如表:
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 当x=0.99时,y=0.01,可排除A,当x=2.01时,y=0.98,可排除B、C,故选D.
3.(多选题)(教材改编)某城市为了解游客人数的变化规律,提高旅游服务质量,收集并整理了2020年1月至2022年12月期间月接待游客量(单位:万人)的数据,绘制了折线图.
根据该折线图,下列结论正确的是( )
A.月接待游客量逐月增加
B.年接待游客量逐年增加
C.各年的月接待游客量高峰期大致在7,8月
D.各年1月至6月的月接待游客量相对于7月至12月,波动性更小,变化比较平稳
解析:BCD 由题图可知,2020年8月到9月的月接待游客量在减少,则A错误.其余全部正确.
4.(易错自纠)某公司为了发展业务制定了一个激励销售人员的奖励方案,当销售额x为8万元时,奖励1万元.当销售额x为64万元时,奖励4万元.若公司拟定的奖励模型为y=alog4x+b.某业务员要得到8万元奖励,则他的销售额应为________万元.
解析:依题意解得
∴y=2log4x-2,令2log4x-2=8,得x=45=1024.
答案:1024
5.(经典高考题)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I(t)(t的单位:天)的Logistic模型:I(t)=,其中K为最大确诊病例数.当I(t*)=0.95K时,标志着已初步遏制疫情,则t*约为(ln 19≈3)( )
A.60 B.63
C.66 D.69
解析:C ∵ I(t)=,
∴I(t*)==0.95K,则e0.23(t*-53)=19,
∴0.23(t*-53)=ln 19≈3,解得t*≈+53≈66.
考点一 用函数图象刻画变化过程(基础性)
1.某工厂6年来生产某种产品的情况是前3年年产量的增长速度越来越快,后3年年产量保持不变,则该厂6年来这种产品的总产量C与时间t(年)的函数图象正确的是( )
解析:A 前3年年产量的增长速度越来越快,说明呈高速增长,只有A,C图象符合要求,而后3年年产量保持不变,A中总产量增长,C中总产量不变,因此