内容正文:
专题七 方案设计问题专题
【专题解读】
方案设计问题涉及面较广,内容比较丰富,题型变化较多,不仅有方程、不等式、函数,还有几何图形的设计等。方案设计题型是通过设置一个实际问题情境,给出若干信息,运用学过的技能和方法,进行设计和操作,然后通过分析、计算、证明等,确定出最佳方案。
【专题讲解】
考点一 利用方程确定方案
例1在全面推进“乡村振兴”活动中,某慈善机构捐资购买了120吨化肥支援山区春耕,现有甲、乙、丙三种车型供选择,每辆车的运载能力和运费如表所示:(假设每辆车均满载)
车型
甲
乙
丙
汽车运载量(吨/辆)
5
8
10
汽车运费(元/辆)
400
500
600
(1)若全部化肥都用甲、乙两种车型来运送,需运费8200元,问分别需甲、乙两种车型各几辆?
(2)若慈善机构决定用甲、乙、丙三种车共16辆同时均参与运送,你有哪几种安排方案刚好运完?哪种方案运费最省?
考点二 利用不等式(组)确定方案
例2.(2024•绵阳)为进一步美化环境,提升生活品质,某部门决定购买甲、乙两种花卉布置公园走廊.预算资金为2700元,其中1200元购买甲种花卉,其余资金购买乙种花卉.已知乙种花卉每株的价格是甲种花卉每株价格的1.2倍,且购买乙种花卉的数量比甲种花卉多2株.
(1)求甲、乙两种花卉每株的价格;
(2)购买当日正逢花卉促销,甲、乙两种花卉均按原价八折销售.已知该部门需购买甲、乙两种花卉共120株,总费用不超预算,其中甲花卉的资金不超过1000元.求购买这两种花卉有几种方案?并计算所需费用的最小值.
考点三利用函数性质设计方案
例3.某通讯公司就手机流量套餐推出三种方案,如下表:
A方案
B方案
C方案
每月基本费用(元)
20
56
266
每月免费使用流量(兆)
1024
m
无限
超出后每兆收费(元)
n
n
A,B,C三种方案每月所需的费用y(元)与每月使用的流量x(兆)之间的函数关系如图所示.
(1)请直接写出m,n的值.
(2)在A方案中,当每月使用的流量不少于1024兆时,求每月所需的费用y(元)与每月使用的流量x(兆)之间的函数关系式.
(3)在这三种方案中,当每月使用的流量超过多少兆时,选择C方案最划算?
考点四 与图形有关的方案设计
例4.在一平直河岸l同侧有A、B两个村庄,A、B到l的距离分别是3km和2km,AB=akm(a>1).现计划在河岸l上建一抽水站P,用输水管向两个村庄供水.
方案设计:
某班数学兴趣小组设计了两种铺设管道方案:
图1是方案一的示意图,设该方案中管道长度为d1,且d1=PB+BA(km)(其中BP⊥l于点P);
图2是方案二的示意图,设该方案中管道长度为d2,且d2=PA+PB(km)(其中点A'与点A关于l对称,A'B与l交于点P).
观察计算:
(1)在方案一中,d1= km(用含a的式子表示);
(2)在方案二中,组长小强为了计算d2的长,作了如图3所示的辅助线,请你按小强同学的思路计算,d2= km(用含a的式子表示).
探索归纳:
(3)①当a=4时,比较大小:d1 d2(填“>”、“=”或“<”);
②当a=6时,比较大小:d1 d2(填“>”、“=”或“<”);
(4)请你把a(当a>1时)的所有取值情况进行分析,要使铺设的管道长度较短,如何对这两个方案进行选择?
【专题训练】
1.(2024•黑龙江)国家“双减”政策实施后,某班开展了主题为“书香满校园”的读书活动.班级决定为在活动中表现突出的同学购买笔记本和碳素笔进行奖励(两种奖品都买).其中笔记本每本3元,碳素笔每支2元,共花费28元,则共有几种购买方案( )
A.5 B.4 C.3 D.2
2.要得知作业纸上两相交直线AB,CD所夹锐角的大小,发现其交点不在作业纸内,无法直接测量.两同学提供了如下间接测量方案(如图1和图2):
对于方案Ⅰ、Ⅱ,说法正确的是( )
A.Ⅰ可行、Ⅱ不可行 B.Ⅰ不可行、Ⅱ可行
C.Ⅰ、Ⅱ都可行 D.Ⅰ、Ⅱ都不可行
3. 小红家粉刷房间,雇用了5个工人,干了10天完成,用了某种涂料150升,购买涂料费用为4800 元,粉刷面积是150m2,最后计算时,有以下几种方案:
方案一:按工计算,每个工30元(1个人干一天是1个工);
方案二:按涂料费用算,涂料费用的30%作为工钱;
方案三:按粉刷面积算,每平方米付工钱12元:
请你帮小红家出主意,选择最合算的付钱方案,是 元.
4.阅读下面材料:
在数学课上,老师提出如下问题:
如图,在一个圆锥形状的包装盒的底部A处有一只壁虎,在侧面B处有一只小昆虫,壁虎沿着什么路线爬行,才能以最短的路线接近小昆虫?
请你设计一种最短的爬行路线.
下面是班内三位同学提交的设计方案:
根据以上信息,你认为________同学的方案最正确,理由是__________ _________.
5.某市要在一块矩形的空地上建造一个四边形花园,要求花园所占面积是矩形面积的一半,并且四边形花园的四个顶点作为出入口,要求分别在矩形的四条边上,请你设计两种方案:
方案1:如图1所示,两个出入口E、F已确定,请在图1上画出符合要求的四边形花园,并简要说明画法;
方案2:如图2所示,一个出入口M已确定,请在图2上画出符合条件的平行四边形花园,并简要说明画法.
6.(2024•深圳)数学项目小组为解决某超市购物车从1楼到2楼的转运问题,进行了实地调研,获得如下信息:
信息1
购物车的尺寸如图1所示.为节省空间,工作人员常将购物车叠放在一起形成购物车列.如图2所示,3辆购物车叠放所形成的购物车列,长度为1.6米.
信息2
购物车可以通过扶手电梯或直立电梯转运.为安全起见,该超市的扶手电梯一次最多能转运24辆购物车,直立电梯一次性最多能转运2列长度均为2.6米的购物车列.
如果你是项目小组成员,请根据以上信息,完成下列问题:
(1)当n辆购物车按图2的方式叠放时,形成购物车列的长度为L米,则L与n的关系式是 ;
(2)求该超市直立电梯一次最多能转运的购物车数量;
(3)若该超市需转运100辆购物车,使用电梯总次数为5次,则有哪几种使用电梯次数的分配方案?请说明理由.
7. 为提高耕地灌溉效率,小明的爸妈准备在耕地A、B、C、D四个位置安装四个自动喷洒装置(如图1所示),A、B、C、D四点恰好在边长为50米的正方形的四个顶点上,为了用水管将四个自动喷洒装置相互连通,爸妈设计了如下两个水管铺设方案(各图中实线为铺设的水管).
方案一:如图2所示,沿正方形ABCD的三边铺设水管;
方案二:如图3所示,沿正方形ABCD的两条对角线铺设水管.
(1)请通过计算说明上述两方案中哪个方案铺设水管的总长度更短;
(2)小明看了爸妈的方案后,根据“蜂集原理”重新设计了一个方案(如图4所示).满足∠AEB=∠CFD=120°,AE=BE=CF=DF,EF∥AD.请将小明的方案与爸妈的方案比较,判断谁的方案中铺设水管的总长度更短,并说明理由.(参考数据:≈1.4,≈1.7)
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