§3.2.1幾類不同增長的函數(shù)模型(1)
學習目標
1. 結(jié)合實例體會直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同增長的函數(shù)模型意義,理解它們的增長差異;
2. 借助信息技術,利用函數(shù)圖象及數(shù)據(jù)表格,比較指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的增長差異;
3. 恰當運用函數(shù)的三種表示法(解析式、圖象、列表)并借助信息技術解決一些實際問題.
前準備(預習教材P95~ P98,找出疑惑之處)
閱讀:澳大利亞兔子數(shù)“爆炸”
有一大群喝水、嬉戲的兔子,但是這群兔子曾使澳大利亞傷透了腦筋.1859年,有人從歐洲帶進澳洲幾只兔子,由于澳洲有茂盛的牧草,而且沒有兔子的天敵,兔子數(shù)量不斷增加,不到100年,兔子們占領了整個澳大利亞,數(shù)量達到75億只.可愛的兔子變得可惡起,75億只兔子吃掉了相當于75億只羊所吃的牧草,草原的載畜率大大降低,而牛羊是澳大利亞的主要牲口.這使澳大利亞頭痛不已,他們采用各種方法消滅這些兔子,直至二十世紀五十年代,科學家采用載液瘤病毒殺死了百分之九十的野兔,澳大利亞人才算松了一口氣.
典型例題
例1假設你有一筆資金用于投資,現(xiàn)有三種投資方案供你選擇,這三種方案的回報如下:
方案一:每天回報40元;
方案二:第一天回報10元,以后每天比前一天多回報10元;
方案三:第一天回報0 .4元,以后每天的回報比前一天翻一番.
請問,你會選擇哪種投資方案?
反思:① 在本例中涉及哪些數(shù)量關系?如何用函數(shù)描述這些數(shù)量關系?
② 根據(jù)此例的數(shù)據(jù),你對三種方案分別表現(xiàn)出的回報資金的增長差異有什么認識?借助計算器或計算機作出函數(shù)圖象,并通過圖象描述一下三種方案的特點.
例2某公司為了實現(xiàn)1000萬元利潤的目標,準備制定一個激勵銷售部門的獎勵方案:在銷售利潤達到10萬元時,按銷售利潤進行獎勵,且獎金 (單位:萬元)隨銷售利潤 (單位:萬元)的增加而增加但獎金不超過5萬元,同時獎金不超過利潤的25%.現(xiàn)有三個獎勵模型:
; ; .
問:其中哪個模型能符合公司的要求?
反思:
① 此例涉及了哪幾類函數(shù)模型?本例實質(zhì)如何?
② 根據(jù)問題中的數(shù)據(jù),如何判定所給的獎勵模型是否符合公司要求?
練1. 如圖,是某受污染的湖泊在自然凈化過程中,某種有害物質(zhì)的剩留量y與凈化時間t(月)的近似函數(shù)關系: (t≥0,a>0且a≠1).有以下敘述
①第4個月時,剩留量就會低于 ;
②每月減少的有害物質(zhì)量都相等;
③若剩留量為 所經(jīng)過的時間分別是 ,則 .
其中所有正確的敘述是 .
練2. 經(jīng)市場調(diào)查分析知,某地明年從年初開始的前 個月,對某種商品需求總量 (萬)近似地滿足關系 .
寫出明年第 個月這種商品需求量 (萬)與月份 的函數(shù)關系式.
堂小結(jié)
1. 兩類實際問題:投資回報、設計獎勵方案;2. 幾種函數(shù)模型:一次函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù);3. 應用建模(函數(shù)模型);
知識拓展
解決應用題的一般程序:
① 審題:弄清題意,分清條和結(jié)論,理順數(shù)量關系;
② 建模:將字語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學語言,利用數(shù)學知識,建立相應的數(shù)學模型;
③ 解模:求解數(shù)學模型,得出數(shù)學結(jié)論;
④ 還原:將用數(shù)學知識和方法得出的結(jié)論,還原為實際問題的意義.
學習評價
1. 某種細胞分裂時,由1個分裂成2個,2個分裂成4個,4個分裂成8個……,現(xiàn)有2個這樣的細胞,分裂x次后得到的細胞個數(shù)y為( ).
A. B. y=2 C. y=2 D. y=2x
2. 某公司為了適應市場需求對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)做了重大調(diào)整,調(diào)整后初期利潤增長迅速,后增長越越慢,若要建立恰當?shù)暮瘮?shù)模型反映該公司調(diào)整后利潤y與時間x的關系,可選用( ).
A. 一次函數(shù) B. 二次函數(shù)
C. 指數(shù)型函數(shù) D. 對數(shù)型函數(shù)
3. 一等腰三角形的周長是20,底邊長y是關于腰長x的函數(shù),它的解析式為( ).
A. y=20-2x (x≤10) B. y=20-2x (x<10) C. y=20-2x (5≤x≤10) D. y=20-2x(5<x<10)
4. 某新品電視投放市場后第1個月銷售100臺,第2個月銷售200臺,第3個月銷售400臺,第4個月銷售790臺,則銷量y與投放市場的月數(shù)x之間的關系可寫成 .
5. 某種計算機病毒是通過電子郵進行傳播的,如果某臺計算機感染上這種病毒,那么每輪病毒發(fā)作時,這臺計算機都可能感染沒被感染的20臺計算機. 現(xiàn)在10臺計算機在第1輪病毒發(fā)作時被感染,問在第5輪病毒發(fā)作時可能有 臺計算機被感染. (用式子表示)
后作業(yè)
1. 某服裝個體戶在進一批服裝時,進價已按原價打了七五折,他打算對該服裝定一新價標在價目卡上,并注明按該價20%銷售. 這樣,仍可獲得25%的純利. 求此個體戶給這批服裝定的新標價與原標價之間的函數(shù)關系.
2. 某書店對學生實行促銷優(yōu)惠購書活動,規(guī)定一次所購書的定價總額:①如不超過20元,則不予優(yōu)惠;②如超過20元但不超過50元,則按實價給予9折優(yōu)惠;③如超過50元,其中少于50元包括50元的部分按②給予優(yōu)惠,超過50元的部分給予8折優(yōu)惠.
(1)試求一次購書的實際付款y元與所購書的定價總額x元的函數(shù)關系;
(2)現(xiàn)在一學生兩次去購書,分別付款16.8元和42.3元,若他一次購買同樣的書,則應付款多少?比原分兩次購書優(yōu)惠多少?
§3.2.1幾類不同增長的函數(shù)模型(2)
學習目標
1. 結(jié)合實例體會直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同增長的函數(shù)模型意義,理解它們的增長差異;
2. 借助信息技術,利用函數(shù)圖象及數(shù)據(jù)表格,比較指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的增長差異;
3. 恰當運用函數(shù)的三種表示法(解析式、圖象、列表)并借助信息技術解決一些實際問題.
舊知提示 (預習教材P98~ P101,找出疑惑之處)
復習1:用石板圍一個面積為200平方米的矩形場地,一邊利用舊墻,則靠舊墻的一邊長為___________米時,才能使所有石料的最省.
復習2:三個變量 隨自變量 的變化情況如下表:
1357911
y15135625171536456633
y2529245218919685177149
y356.16.616.957.207.40
其中 呈對數(shù)型函數(shù)變化的變量是________,呈指數(shù)型函數(shù)變化的變量是________,呈冪函數(shù)型變化的變量是________.
合作探究
探究:冪、指、對函數(shù)的增長差異
問題:冪函數(shù) 、指數(shù)函數(shù) 、對數(shù)函數(shù) 在區(qū)間 上的單調(diào)性如何?增長有差異嗎?
實驗:函數(shù) , , ,試計算:
12345678
y1
y2
y3011.5822.322.582.813
由表中的數(shù)據(jù),你能得到什么結(jié)論?
思考: 大小關系是如何的?增長差異?
結(jié)論:在區(qū)間 上,盡管 , 和 都是增函數(shù),但它們的增長速度不同,而且不在同一個“檔次”上,隨著x的增大, 的增長速度越越快,會超過并遠遠大于 的增長速度.而 的增長速度則越越慢.因此,總會存在一個 ,當 時,就有 .
典型例題
例1某工廠今年1月、2月、3月生產(chǎn)某種產(chǎn)品的數(shù)量分別為1萬,1.2萬,1.3萬,為了估計以后每個月的產(chǎn)量,以這三個月的產(chǎn)品數(shù)量為依據(jù)用一個函數(shù)模擬該產(chǎn)品的月產(chǎn)量 與月份的 關系,模擬函數(shù)可以選用二次函數(shù)或函數(shù) . 已知4月份該產(chǎn)品的產(chǎn)量為1.37萬,請問用以上哪個函數(shù)作為模擬函數(shù)較好,并說明理由.
小結(jié):待定系數(shù)法求解函數(shù)模型;優(yōu)選模型.
練1. 為了預防流感,某學校對教室用藥熏消毒法進行消毒. 已知藥物釋放過程中,室內(nèi)每立方米空氣中的含藥量y(毫克)與時間t(小時)成正比;藥物釋放完畢后,y與t的函數(shù)關系式為 (a為常數(shù)),如圖所示,根據(jù)圖中提供的信息,回答下列問題:
(1)從藥物釋放開始,每立方米空氣中的含藥量y(毫克)與時間t(小時)之間的函數(shù)關系式為 .
(2)據(jù)測定,當空氣中每立方米的含藥量降低到0.25毫克以下時,學生方可進教室,那從藥物釋放開始,至少需要經(jīng)過 小時后,學生才能回到教室.
練2. 某商場購進一批單價為6元的日用品,銷售一段時間后,為了獲得更多利潤,商場決定提高銷售價格. 經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn),若按每20元的價格銷售時,每月能賣360,若按25元的價格銷售時,每月能賣210,假定每月銷售數(shù)y()是價格x(元/)的一次函數(shù).
(1)試求y與x之間的關系式;
(2)在商品不積壓,且不考慮其它因素的條下,問銷售價格定為多少時,才能時每月獲得最大利潤?每月的最大利潤是多少?
堂小結(jié)
直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同函數(shù)模型的增長的含義.
知識拓展
在科學試驗、工程設計、生產(chǎn)工藝和各類規(guī)劃、決策與管理等許多工作中,常常要制訂最優(yōu)化方案,優(yōu)選學是研究如何迅速地、合理地尋求這些方案的科學理論、模型與方法. 它被廣泛應用于管理、生產(chǎn)、科技和經(jīng)濟領域中,幾乎可以用于凡是有數(shù)值加工的每個領域. 中國數(shù)學家華羅庚在推廣優(yōu)選方法的理論研究和開發(fā)研究工作中付出巨大貢獻.
學習評價
1. 某工廠簽訂了供貨合同后組織工人生產(chǎn)某貨物,生產(chǎn)了一段時間后,由于訂貨商想再多訂一些,但供貨時間不變,該工廠便組織工人加班生產(chǎn),能反映該工廠生產(chǎn)的貨物數(shù)量y與時間x的函數(shù)圖象大致是( ).
2. 下列函數(shù)中隨 增大而增大速度最快的是( ).
A. B. C. D.
3. 根據(jù)三個函數(shù) 給出以下命題:
(1) 在其定義域上都是增函數(shù);
(2) 的增長速度始終不變;(3) 的增長速度越越快;
(4) 的增長速度越越快;(5) 的增長速度越越慢。
其中正確的命題個數(shù)為( ).
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
4. 當 的大小關系是 .
5. 某廠生產(chǎn)中所需一些配可以外購,也可以自己生產(chǎn),如外購,每個價格是1.10元;如果自己生產(chǎn),則每月的固定成本將增加800元,并且生產(chǎn)每個配的材料和勞力需0.60元,則決定此配外購或自產(chǎn)的轉(zhuǎn)折點是____(即生產(chǎn)多少以上自產(chǎn)合算)
外作業(yè)
1. 下列函數(shù)關系中,可以看著是指數(shù)型函數(shù) ( 模型的是( ).
A.豎直向上發(fā)射的信號彈,從發(fā)射到落回地面,信號彈的高度與時間的關系(不計空氣阻力)
B.我國人口年自然增長率為1?,這樣我國人口總數(shù)隨年份的變化關系
C.如果某人ts內(nèi)騎車行進了1km,那么此人騎車的平均速度v與時間t的函數(shù)關系
D.信的郵資與其重量間的函數(shù)關系
2. 用長度為24的材料圍一個矩形場地,中間且有兩道隔墻,要使矩形的面積最大,則隔墻的長度為( ).
A.3 B.4 C.6 D.12
3. 已知某工廠生產(chǎn)某種產(chǎn)品的月產(chǎn)量y與月份x滿足關系y=a•(0.5)x+b,現(xiàn)已知該廠今年1月、2月生產(chǎn)該產(chǎn)品分別為1萬、1.5萬.則此廠3月份該產(chǎn)品的產(chǎn)量為_________.
4. 某商店出售茶壺和茶杯,茶壺每個定價20元,茶杯每個定價為5元,該店推出兩種優(yōu)惠辦法:
(1)買一個茶壺贈送一個茶杯;
(2)按總價的92%付款.
某顧客需購茶壺4個,茶杯若干(不少于4個),若需茶杯 個,付款數(shù)為y(元),試分別建立兩種優(yōu)惠辦法中y與 的函數(shù)關系,并討論顧客選擇哪種優(yōu)惠方法更合算.
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