内容正文:
2.2 用函数模型解决实际问题
1.某种新药服用x
小时后血液中的
残 留 量 为y 毫
克,如图所示为
函数y=f(x)的图象,当血液中药物残
留量不小于240毫克时,治疗有效.设某人
上午8:00第一次服药,为保证疗效,则第
二次服药最迟的时间应为 ( )
A.上午10:00 B.中午12:00
C.下午4:00 D.下午6:00
2.据统计,每年到鄱阳湖国家湿地公园越
冬的白鹤数量y(只)与第x年近似满足
关系y=alog3(x+2),观测发现2018
年冬(作为第1年)有越冬鹤3000只,
估计到2024年冬有越冬白鹤 ( )
A.4000只 B.5000只
C.6000只 D.7000只
3.(多选)某工厂生产一种溶液,按市场要
求杂质含量不得超过0.1%,而这种溶
液最初的杂质含量为2%,现进行过滤,
已知每次过滤一次杂质含量减少1
3
,则
使产品达到市场要求的过滤次数可以
为(参 考 数 据:lg2≈0.301,lg3≈
0.477) ( )
A.6 B.9 C.8 D.7
4.著名田园诗人陶渊明也是一个大思想
家,他曾言:勤学如春起之苗,不见其
增,日有所长;辍学如磨刀之石,不见其
损,日有所亏.今天,我们可以用数学观
点来对这句话重新诠释,我们可以把
“不见其增”量化为每天的“进步率”都
是1%,一年后是1.01365;而把“不见其
损”量化为每天的“落后率”都是1%,一
年后是0.99365.可以计算得到,一年后
的“进步”是“落后”的1.01
365
0.99365
≈1481
倍.那么,如果每天的“进步率”和“落后
率”都是20%,要使“进步”是“落后”的
10000倍,大约需要经过(lg2≈0.301,
lg3≈0.477) ( )
A.17天 B.19天
C.23天 D.25天
5.(多选)有一组实验数据如表所示:
x 1 2 3 4 5
y 1.5 5.9 13.4 24.1 37
则下列所给函数模型较不适合的有
( )
A.y=logax(a>1)
B.y=ax+b(a>1)
C.y=ax2+b(a>0)
D.y=logax+b(a>1)
6.(多选)如图,某池塘里浮萍的
面积y(单位:m2)与时间t(单
位:月)的关系为y=at.关于下
列说法正确的是 ( )
A.浮萍每月的增长率为1
B.第5个月时,浮萍面积就
会超过30m2
C.浮萍每月增加的面积都相等
D.若浮萍蔓延到2m2,3m2,6m2 所经
过的时间分别是t1,t2,t3,则t1+t2=t3
7.某种动物繁殖量y(只)与时间x(年)的
关系为y=alog3(x+1),设这种动物第
2年有 100 只,到第 8 年它们发展到
只.
8.某市出租车收费标准如下:起步价为
8元,起步里程为3km(不超过3km 按
起步价付费);超过3km但不超过8km
时,超过部分按每千米2.15元收费;超
过8km时,超过部分按每千米2.85元收
费,另每次乘坐需付燃油附加费1元.现
某人乘坐一次出租车付费22.6元,则此
次出租车行驶了 km.
9.已知某种药物在血液中以每小时20%
的比例衰减,现给某病人静脉注射了该
药物2500mg,设经过x个小时后,药
物在病人血液中的量为ymg.
743
第五章 函数应用
(1)y与x 的关系式为 ;
(2)当该药物在病人血液中的量保持在
1500mg 以 上 时,才 有 疗 效;而 低 于
500mg时,病人就有危险.则要使病人没
有危险,再次注射该药物的时间不能超过
小时.(精确到0.1)
(参考数 据:0.20.3≈0.6,0.82.3≈0.6,
0.87.2≈0.2,0.89.9≈0.1)
10.某人第一天8:00从 A 地开车出发,
6小时后到达B 地,第二天8:00从B
地出发,沿原路6小时后返回A 地.则
在此过程中,以下说法中
①一定存在某个位置E,两天经过此
地的时刻相同
②一定存在某个时刻,两天中在此刻
的速度相同
③一定存在某一段路程EF(不含A、B),
两天在此段内的平均速度相同.
(以上速度不考虑方向)
正确说法的序号是 .
11.某科研小组对面积为8000平方米的
某池塘里的一种生物的生长规律进行
研究,一开始在此池塘投放了一定面
积的该生物,观察实验得到该生物覆
盖面积y(单位:平方米)与所经过月数
x(x∈N)的下列数据:
x 0 2 3 4
y 4 25 62.5 156.25
为描述该生物覆盖面积y(单位:平方
米)与经过的月数x(x∈N)的关系,现
有以下三种函数模型供选择:y=kax
(k>0,a>1);y=p x+q(p>0);y=
ax2+bx+c.
(1)试判断哪个函数模型更适合,并求
出该模型的函数解析式;
(2)约经过几个月,此生物能覆盖整个
池塘?
(3)经过4个月的研究掌握该生物生
长规律后,科研小组需改善池塘生态,
现有两种方案:
方案一:加入能抑制该生物生长的某
种化学物质,使其覆盖面积y与经过的
月数x(x≥5)的关系变为y=4×1.7x;
方案二:在4月底集中打捞一次,使其
覆盖面积减少到4平方米,生物增长
速度不变.问如何评价这两种方案,并
说明理由.
12.大西洋鲑鱼每年都要逆流而上2000m,
游回产地产卵.研究鲑鱼的科学家发
现鲑鱼的游速可以表示为函数y=
1
2log3
x
100
,单位是 m/s,其中x表示鲑
鱼的耗氧量的单位数.
(1)当一条鲑鱼的耗氧量是8100个单
位时,它的游速是多少?
(2)计算一条鲑鱼静止时耗氧量的单
位数;
(3)若鲑鱼A 的游速大于鲑鱼B 的游
速,问这两条鲑鱼谁的耗氧量较大?
并说明理由.
843
必修第一册
13.某学习小组在暑期社会实践活动中,
通过对某商店一种小物品的销售情况
的调查发现:该小物品在过去的一个
月内(以 30 天 计)每 件 的 销 售 价 格
P(x)(单位:元)与时间x(单位:天)的
函数关系近似满足P(x)=1+kx
(k为
正常数),日销售量Q(x)(单位:件)与
时间x(单位:天)的部分数据如下表所
示:
x/天 10 20 25 30
Q(x)/件 110 120 125 120
已知第10天的日销售收入为121元.
(1)求k的值;
(2)给出以下四种函数模型:
①Q(x)=ax+b;②Q(x)=a|x-25|+b;
③Q(x)=abx;④Q(x)=alogbx.
请你根据上表中的数据,从中选择你
认为最合适的一种函数来描述日销售
量Q(x)与时间x的变化关系,并求出
该函数的解析式;
(3)求该小物品的日销售收入(单位:
元)f(x)的最小值.
14.在无菌培养环境中,某类细菌的繁殖
在初期会较快,随着单位体积内细菌
数量的增加,繁殖速度又会减慢,在一
次实验中,检测到这类细菌在培养皿
中的数量y(单位:百万个)与培养时间
x(单 位:小 时)的 3 组 数 据 如 下 表
所示.
x 2 3 5
y 3.54.55.5
(1)当x≥2时,根据表中数据分别用
模型y=loga(x+c)+b和y=m x+n
+k建立y 关于x 的函数解析式.
(2)若用某函数模型根据培养时间来
估计某类细菌在培养皿中的数量,则
当实际的细菌数量与用函数模型得出
的估计值之间的差的绝对值不超过
05时,称该函数模型为“理想函数模
型”,已知当培养时间为9小时时,检
测到这类细菌在培养皿中的数量为
62百万个,你认为(1)中哪个函数模
型为“理想函数模型”? 说明理由.(参
考数据:57≈7.6)
(3)请用(2)中的“理想函数模型”估计
17小时后,该类细菌在培养皿中的
数量.
943
第五章 函数应用
依题意得 x≥20,
200-x≥20{ ⇒20≤x≤180,
故f(x)=-14x+4 2x+250
(20≤x≤180).
令t= x∈[2 5,6 5],则f(x)=-14t
2+4 2t+250
=-14
(t-8 2)2+282,
当t=8 2时,即x=128时,f(x)max=282,
所以甲大棚投入128万元,乙大棚投入72万元时,总收
益最大,为282万元.
13.解:(1)x的取值范围为{x|10≤x≤90}.
(2)y=0.25×x2×20+0.25×(100-x)2×10
=152x
2-500x+25000(10≤x≤90).
(3)y=152x
2-500x+25000
=152 x-
100
3( )
2
+500003
,
当x=1003
时,y取得最小值,
ymin=
50000
3 .
故发电 站 建 在 距 A 城1003 km
处,能 使 供 电 总 费 用y
最少.
14.解:(1)由题意知C(0)=8,代入C(x)的关系式,得k=
40,因此C(x)= 403x+5
(0≤x≤10),而每厘米厚的隔热
层建造成本为6万元,所以隔热层建造费用与20年的
能源消耗费用之和为f(x)=20C(x)+6x= 8003x+5+6x
(0≤x≤10).
(2)法一:令t=3x+5(0≤x≤10),则5≤t≤35,将f(x)
变形得函数h(t)=800t +2t-10
(5≤t≤35).令5≤t1<
t2≤35,则h(t1)-h(t2)=(t1-t2)2-
800
t1t2( ) ,则当5≤
t1<t2≤20时,h(t1)-h(t2)=(t1-t2)2-
800
t1t2( ) >0;
当 20≤t1 <t2 ≤35 时,h(t1)-h(t2)= (t1 -t2)
2-800t1t2( ) <0.所以h(t)=
800
t +2t-10
(5≤t≤35)在区
间[5,20]上单调递减,在区间[20,35]上单调递增,所以
当t=20时,h(t)min=70,即当t=3x+5=20,x=5时,
f(x)min=70.所以当隔热层修建5cm厚时,总费用达到
最小,为70万元.
法二:f(x)= 8003x+5+6x=
1600
6x+10+6x+10-10≥
2 1600-10=2×40-10=70,当且仅当6x+10=
40,即x=5时取等号.故当隔热层修建5cm 厚时,总费
用达到最小,为70万元.
2.2 用函数模型解决实际问题
1.C
2.C [当x=1时,由3000=alog3(1+2),得a=3000,所
以到2024年冬,即当x=7时,有3000×log3(7+2)=
6000(只).]
3.BC
4.C [经过x天后,“进步”与“落后”的比1.2
x
0.8x
≥10000,所
以 3
2( )
x
≥10000,两边取以10为底的对数得xlg32
≥4,又lg2≈0.301,lg3≈0.477,所以x(lg3-lg2)
=x(0.477-0.301)=0.176x≥4,解 得 x≥ 40.176≈
22.73,所 以 大 约 经 过 23 天 后,“进 步 ”是 “落 后 ”
的10000倍.]
5.ABD
6.ABD [图象过(1,2)点,∴2=a1,即a=2,
∴y=2t,
∵2
t+1-2t
2t
=2
t(2-1)
2t
=1,
∴每月的增长率为1,A正确.
当t=5时,y=25=32>30,∴B正确.
∵第二个月比第一个月增加y2-y1=22-2=2(m2),第
三个月比第二个月增加y3-y2=23-22=4(m2)≠y2-
y1,∴C不正确.
∵2=2t1,3=2t2,6=2t3,
∴t1=log22,t2=log23,t3=log26,
∴t1+t2=log22+log23=log26=t3,D正确.]
7.200
8.9
9.解析:(1)由题意知,该种药物在血液中以每小时20%的
比例衰减,给某病人注射了该药物2500mg,经过x 个
小时 后,药 物 在 病 人 血 液 中 的 量 为y=2500× (1-
20%)x=2500×0.8x (mg),即 y 与x 的 关 系 式 为
y=2500×0.8x.
(2)当该药物在病人血液中的量保持在1500mg以上
时,才 有 疗 效;而 低 于 500 mg 时,病 人 就 有 危 险,
∴令2500×0.8x ≥500,即0.8x ≥0.2.∵0.87.2≈0.2,
y=0.8x是单调递减函数,∴x≤7.2,∴要使病人没有危
险,再次注射该药物的时间不能超过7.2小时.
答案:(1)y=2500×0.8x (2)7.2
10.解析:①设函数s(t)表
示 此 人 第 一 天 距 离 A
地的路程,则是一个不
减的函数,设函数l(t)
表示 此 人 第 二 天 距 离
A 地的路程,则是一个
不增的函数,其中t表
示时间,s(t)、l(t)的定
义域都是[0,6],值域相同.同一坐标系画出s(t)、l(t)
的图象,必有一个交点,即两天中在此刻经过此点(如
图1),故①正确;
②画出两天的速度(自变量为时间t)函数图象并求与x
轴围成的面积,就是路程,不可能一个总在另一个下方.
在交点处时刻,他们的速度相等(如图2),故②正确;
③在某个路程函数s(t)中,过s(t)上一点作平行于t,s
轴的矩形,如果四个顶点都在曲线上,则意味着速度的
绝对值相等,(对角线就是割线,斜率就是平均速度),
但不是每种函数曲线都能成功,图3 显示可以,函数模
型就是两个一次函数,图4显示不成功,可以构造函数
模型为(这里假定时间t∈(0,6),AB 之间距离为4),
s(t)=
1
2t
,t∈(0,2)
3
4t-
1
2
,t∈[2,6)
ì
î
í
ïï
ï
,
l(t)=
-3t+4,t∈(0,1)
-15
(t-6),t∈[1,6){ .在 这 个 图 象 上 经 计 算,
找不到这样的矩形,故③错误.
∴正确的说法是①②.
答案:①②
014
必修第一册
11.解:(1)显然函数y=kax(k>0,a>1)刻画的是增长
速度越来越快的变化规律,函数y=p x+q(p>0)刻
画的是增长速度越来越慢的变化规律,
由表中数据知该生物增长的速度越来越快,因此函数y
=p x+q(p>0)不符合题意,
若选择 函 数 模 型 y=kax (k>0,a>1),则 有
ka0=4,
ka2=25,{ 解得
a=52
,
k=4,{ y=4
5
2( )
x
,x∈N,
当x=3时,y=62.5,当x=4时,y=156.25,所给数据
均满足函数y=4 52( )
x
;
若 选 择 函 数 模 型 y =ax2 +bx +c,则 c=4,
4a+2b+4=25,
9a+3b+4=62.5,{ 解得a=9,b=7.5,y=9x
2+7.5x
+4,而当x=4时,y=118,与给定的数据相差太大,不
符合题意,所以函数模型y=kax(k>0,a>1)更适
合,函数解析式y=4 52( )
x
,x∈N.
(2)由(1)知,y=4 52( )
x
,x∈N,设约经过x个月,此
生物能 覆 盖 整 个 池 塘,则 4 52( )
x
=8000,解 得
x=log5
2
2000=lg2000
lg52
=3+lg21-2lg2≈8.294.
所以约经
过9个月此生物能覆盖整个池塘.
(3)依题 意,方 案 二 的 函 数 模 型 为y=4 52( )
x-4
,
x≥5,x∈N,当x=5,6,7,8,9,10时,方案二的函数模
型对应 的y 值 依 次 为10,25,62.5,156.25,390.625,
976.5625,方 案 一 的 函 数 模 型 对 应 的 y 值 依 次 为
56.79,96.55,164.14,279.03,474.35,806.40,方案一
的增长速度比方案二的小,方案二在第5到9月生物量
较方案一小,10月开始方案一生物量较小,方案二再经
过13个月此生物能覆盖整个池塘,由4×1.7x=8000,
解得x=3+lg2lg1.7≈14.32
,方案一再经过15个月此生物
能覆盖整个池塘.
12.解:(1)将x=8100代入函数关系式,得y=12log381
=12×4=2
,所以一条鲑鱼的耗氧量是8100个单位
时,它的游速是2m/s.
(2)令y=0,得12log3
x
100=0
,即 x
100=1
,则x=100,
所以一条鲑鱼静止时的耗氧量为100个单位.
(3)鲑鱼A 的耗氧较大,理由如下:
由yA >yB,得
1
2log3
xA
100>
1
2log3
xB
100
,即log3xA >
log3xB,则xA>xB,所以鲑鱼A 的耗氧量较大.
13.解:(1)依 题 意 知 第 10 天 的 日 销 售 收 入 为 P(10)
Q(10)= 1+k10( )×110=121,解得k=1.
(2)由表中的数据知,当时间变化时,日销售量有增有
减并不单调,故只能选②Q(x)=a|x-25|+b.从表中
任意取两组值代入可求得Q(x)=125-|x-25|(1≤x
≤30,x∈N+ ).
(3)由(2)知Q(x)=125-|x-25|
= 100+x
(1≤x<25,x∈N+ ),
150-x(25≤x≤30,x∈N+ ),{
所以f(x)=P(x)Q(x)
=
x+100x +101
(1≤x<25,x∈N+ ),
150
x -x+149
(25≤x≤30,x∈N+ ).
ì
î
í
ïï
ï
当1≤x<25时,y=x+100x
在[1,10]上单调递减,在
[10,25)上单调递增,所以当x=10时,f(x)取得最小
值,f(x)min=121;
当25≤x≤30时,y=150x -x
为减函数,所以当x=30
时,f(x)取得最小值,f(x)min=124.
综上所述,当x=10时,f(x)取得最小值,f(x)min=121.
所以该小物品的日销售收入的最小值为121元.
14.解:(1)当x≥2时,y=loga(x+c)+b,
由图表数据可得loga(2+c)+b=3.5,
loga(3+c)+b=4.5,loga(5+c)+b=5.5,
联立上式,解方程可得a=2,b=3.5,c=-1,
则y=log2(x-1)+3.5;
当x≥2时,y=m x+n+k,
由图表数据可得m 2+n+k=3.5,
m 3+n+k=4.5,m 5+n+k=5.5,
联立上式,解方程可得m= 2,n=-158
,k=3,
则y= 2 x-158+3.
(2)考虑①y=log2(x-1)+3.5,由x=9,
可得y=log28+3.5=6.5,
而|6.5-6.2|=0.3<0.5,
可得模型①y=log2(x-1)+3.5是“理想函数模型”;
考虑②y= 2 x-158+3
,
由x=9,可得y= 2× 9-158+3=
57
2 +3
≈3.8+3=6.8,
而|6.8-6.2|=0.6>0.5,
所以模型②不是“理想函数模型”;
(3)由(2)可得当x=17时,
y=log2(17-1)+3.5=4+3.5=7.5(百万个).
第六章 统计
§1 获取数据的途径
1.B [样本必须是从总体中抽取的,没抽取的个体不是样本,
故B中说法不正确,而其他说法都正确.]
2.A [人口普查和高考考生的身体检查都属于普查,调查
某商品的质量优劣和对某个事情进行舆论调查只能是
抽样调查.]
3.D [因为是了解学生的数学成绩的情况,所以样本是指
1000名学生的数学成绩.]
4.C [收集数据主要有普查和抽样调查,ABD方法比较恰
当,对于 C,检验一批汽车的防碰撞性能,具有破坏性,
应采用抽样调查,C不恰当.]
5.ACD [只调查了100人,是抽查,不是普查,15人吸烟,
是指抽取的100人中有15人吸烟,样本是抽查的100人
的吸烟情况,故 A、C、D错.]
6.CD [由已知得,2000名运动员的年龄是总体,20名运
动员的年龄是样本,总体容量为2000,样本容量为20,
在整个抽样过程中每名运动员被抽到的机会均为 1
100
,
所以 A、B错误,C、D正确.]
7.解析:①是普查,②③④都是抽样调查.
答案:②③④
8.解析:根据题意可知,这是抽查,①正确;总体是这一批
移动电源的使用寿命,②错误;样本是从中抽取的10部
移动电源的使用寿命,③错误;④正确.
答案:①④
9.解析:通过观察分析获取的数据,编号为5,对应年收入
为4.6万元为异常数据,应剔除.
答案:4.6
10.解:(1)交警采取的调查方式是抽查;
(2)这次调查的样本是六辆车的行驶速度;个体是每一
辆车的行驶速度.
11.解:普查.这种调查方式虽然耗费大量的人力、物力、财
力,但对于防止传染病的蔓延非常有效,可以准确查出
并隔离疑似传染病人.
114
参考答案