高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第9节函数模型及其应用课时分层训练8

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高考数学一轮总复习 第二章 函数、导数及其应用 第九节 函数模型及其应用课件 理

高考数学一轮总复习 第二章 函数、导数及其应用 第九节 函数模型及其应用课件 理

(2)一个工厂生产某种产品每年需要固定投资 100 万元,此 外每生产 1 件该产品还需要增加投资 1 万元,年产量为 x(x∈N*)件.当 x≤20 时,年销售总收入为(33x-x2)万元;当 x>20 时,年销售总收 入为 260 万元.记该工厂生产并销售这种产品所得的年利润为 y 万元, 则 y(万 元 )与 x(件 )的 函 数 关 系 式 为 ________, 该 工 厂 的 年 产 量 ________件时,所得年利润最大.(年利润=年销售总收入-年总投 资)
第二章 函数、导数及其应用
第九节 函数模型及其应用
小明骑车上学,开始时匀速行驶,途中因交通堵塞停留了 一段时间,后为了赶时间加快速度行驶.与以上事件吻合得最好的图 象是( )
解析:小明匀速运动时,所得图象为一条直线,且距离学校越来 越近,故排除 A.因交通堵塞停留了一段时间,与学校的距离不变, 故排除 D.后来为了赶时间加快速度行驶,故排除 B.
解析:由已知条件,得 192=eb,∴b=ln 192. 又∵48=e22k+b=e22k+ln192=192e22k=192(e11k)2, ∴e11k=1498212=1412=21.设该食品在 33℃的保鲜时间为 t 小时, 则 t=e33k+ln 192=192e33k =192(e11k)3=192×123=24. 答案:24
求解所给函数模型解决实际问题的关注点 1.认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数. 2.根据已知利用待定系数法,确定模型中的待定系数. 3.利用该模型求解实际问题. 提醒:解决实际问题时要注意自变量的取值范围.
(2015·四川卷)某食品的保鲜时间 y(单位:小时)与储藏温度 x(单位:℃)满足函数关系 y=ekx+b(e=2.718…为自然对数的底数,k, b 为常数).若该食品在 0℃的保鲜时间是 192 小时,在 22℃的保鲜 时间是 48 小时,则该食品在 33℃的保鲜时间是________小时.

高考数学大一轮复习 第二章 函数、导数及其应用 第九节 函数模型及其应用教师用书 理

高考数学大一轮复习 第二章 函数、导数及其应用 第九节 函数模型及其应用教师用书 理

第九节函数模型及其应用☆☆☆2017考纲考题考情☆☆☆自|主|排|查1.三种函数模型性质比较微点提醒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,其增长速度缓慢。

2.充分理解题意,并熟练掌握几种常见函数的图象和性质是解题的关键。

3.易忽视实际问题中自变量的取值范围,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。

小|题|快|练一、走进教材1.(必修1P59A组T6改编)某种产品的产量原来是a件,在今后m年内,计划使每年的产量比上一年增加p%,则该产品的产量y随年数x变化的函数解析式为( ) A.y=a(1+p%)x(0<x<m)B.y=a(1+p%)x(0≤x≤m,x∈N)C.y=a(1+xp%)(0<x<m)D.y=a(1+xp%)(0≤x≤m,x∈N)【解析】设年产量经过x年增加到y件,则第一年为y=a(1+p%),第二年为y=a(1+p%)(1+p%)=a(1+p%)2,第三年为y=a(1+p%)(1+p%)(1+p%)=a(1+p%)3,…,则y=a(1+p%)x(0≤x≤m且x∈N)。

故选B。

【答案】 B2.(必修1P107A组T1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,如下表:A.y=2x B.y=x2-1C.y=2x-2 D.y=log2x【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。

【答案】 D二、双基查验1.已知f(x)=x2,g(x)=2x,h(x)=log2x,当x∈(4,+∞)时,对三个函数的增长速度进行比较,下列选项中正确的是( )A.f(x)>g(x)>h(x) B.g(x)>f(x)>h(x)C.g(x)>h(x)>f(x) D.f(x)>h(x)>g(x)【解析】由图象知,当x∈(4,+∞)时,增长速度由大到小依次为g(x)>f(x)>h(x)。

新人教版通用2019高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第9节函数模型及其应用教师用书文新人教A版

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第九节 函数模型及其应用———————————————————————————————— [考纲传真] 1.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.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.1.常见的几种函数模型(1)一次函数模型:y =kx +b (k ≠0).(2)反比例函数模型:y =k x+b (k ,b 为常数且k ≠0). (3)二次函数模型:y =ax 2+bx +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0).(4)指数函数模型:y =a ·b x +c (a ,b ,c 为常数,b >0,b ≠1,a ≠0). (5)对数函数模型:y =m log a x +n (m ,n ,a 为常数,a >0,a ≠1,m ≠0). (6)幂函数模型:y =a ·x n+b (a ≠0). 2.三种函数模型之间增长速度的比较(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)解模: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. 以上过程用框图表示如下:1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)函数y =2x 的函数值比y =x 2的函数值大.( ) (2)幂函数增长比直线增长更快.( ) (3)不存在x 0,使ax 0<x n0<log a x 0.( )(4)f (x )=x 2,g (x )=2x,h (x )=log 2x ,当x ∈(4,+∞)时,恒有h (x )<f (x )<g (x ).( ) [答案] (1)× (2)× (3)× (4)√2.已知某种动物繁殖量y (只)与时间x (年)的关系为y =a log 3(x +1),设这种动物第2年有100只,到第8年它们发展到( )A .100只B .200只C .300只D .400只B [由题意知100=a log 3(2+1),∴a =100,∴y =100log 3(x +1),当x =8时,y =100log 3 9=200.]3.(教材改编)在某种新型材料的研制中,试验人员获得了下列一组试验数据.现准备用下列四个函数中的一个近似地表示这些数据的规律,其中最接近的一个是( )A.y 2C .y =12(x 2-1)D .y =2.61cos xB [由表格知当x =3时,y =1.59,而A 中y =23=8,不合要求,B 中y =log 23∈(1,2),C 中y =12(32-1)=4,不合要求,D 中y =2.61cos 3<0,不合要求,故选B.]4.一根蜡烛长20 cm ,点燃后每小时燃烧5 cm ,燃烧时剩下的高度h (cm)与燃烧时间t (h)的函数关系用图象表示为( ) 【导学号:31222069】B [由题意h =20-5t,0≤t ≤4.结合图象知应选B.]5.某市生产总值连续两年持续增加.第一年的增长率为p,第二年的增长率为q,则该市这两年生产总值的年平均增长率为________.+p+q-1 [设年平均增长率为x,则(1+x)2=(1+p)(1+q),∴x=+p+q-1.](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)的函数关系图象正确的是( )A B C D(2)已知正方形ABCD的边长为4,动点P从B点开始沿折线BCDA向A点运动.设点P 运动的路程为x,△ABP的面积为S,则函数S=f(x)的图象是( )【导学号:31222070】A B C D(1)A (2)D [(1)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,产品的总产量应呈直线上升,故选A.(2)依题意知当0≤x≤4时,f(x)=2x;当4<x≤8时,f(x)=8;当8<x≤12时,f(x)=24-2x,观察四个选项知,选D.][规律方法]判断函数图象与实际问题中两变量变化过程相吻合的两种方法:(1)构建函数模型法:当根据题意易构建函数模型时,先建立函数模型,再结合模型选图象.(2)验证法:当根据题意不易建立函数模型时,则根据实际问题中两变量的变化特点,结合图象的变化趋势,验证是否吻合,从中排除不符合实际的情况,选择出符合实际情况的答案.[变式训练1] 设甲、乙两地的距离为a(a>0),小王骑自行车以匀速从甲地到乙地用了20分钟,在乙地休息10分钟后,他又以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( )D [y 为“小王从出发到返回原地所经过的路程”而不是位移,故排除A ,C.又因为小王在乙地休息10分钟,故排除B ,故选D.]其关系如图2­9­1①;B 产品的利润与投资的算术平方根成正比,其关系如图2­9­1②.(注:利润和投资单位:万元)①② 图2­9­1(1)分别将A ,B 两种产品的利润表示为投资的函数关系式;(2)已知该企业已筹集到18万元资金,并将全部投入A ,B 两种产品的生产. ①若平均投入生产两种产品,可获得多少利润?②问:如果你是厂长,怎样分配这18万元投资,才能使该企业获得最大利润?其最大利润约为多少万元?[解] (1)f (x )=0.25x (x ≥0),g (x )=2x (x ≥0).3分 (2)①由(1)得f (9)=2.25,g (9)=29=6, 所以总利润y =8.25万元.5分②设B 产品投入x 万元,A 产品投入(18-x )万元,该企业可获总利润为y 万元. 则y =14(18-x )+2x ,0≤x ≤18.7分令x =t ,t ∈[0,32],则y =14(-t 2+8t +18)=-14(t -4)2+172.所以当t =4时,y max =172=8.5,9分此时x =16,18-x =2.所以当A ,B 两种产品分别投入2万元、16万元时,可使该企业获得最大利润,约为8.5万元.12分[规律方法] 求解所给函数模型解决实际问题的关注点: (1)认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数. (2)根据已知利用待定系数法,确定模型中的待定系数. (3)利用该模型求解实际问题.易错警示:解决实际问题时要注意自变量的取值范围.[变式训练2] (2017·西城区二模)某市家庭煤气的使用量x (m 3)和煤气费f (x )(元)满足关系f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧C ,0<x ≤A ,C +Bx -A ,x >A .已知某家庭2016年前三个月的煤气费如下表:A .11.5元B .11元C .10.5元D .10元A [根据题意可知f (4)=C =4,f (25)=C +B (25-A )=14,f (35)=C +B (35-A )=19,解得A =5,B =12,C =4,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4,0<x ≤5,4+12x -,x >5,所以f (20)=4+12(20-5)=11.5,故选A.]公司2015年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30)( )A .2018年B .2019年C .2020年D .2021年(2)某市出租车收费标准如下:起步价为8元,起步里程为3 km(不超过3 km 按起步价收费);超过3 km 但不超过8 km 时,超过部分按每千米2.15元收费;超过8 km 时,超过部分按每千米2.85元收费,另外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.(1)B (2)9 [(1)设2015年后的第n 年该公司投入的研发资金开始超过200万元.由130(1+12%)n >200,得1.12n >2013,两边取常用对数,得n >lg 2-lg 1.3lg 1.12≈0.30-0.110.05=195,∴n ≥4,∴从2019年开始,该公司投入的研发资金开始超过200万元.(2)设出租车行驶了x km ,付费y 元,由题意得 y =⎩⎪⎨⎪⎧9,0<x ≤3,8+x -+1,3<x ≤8,8+2.15×5+x -+1,x >8.当x =8时,y =19.75<22.6,因此由8+2.15×5+2.85×(x -8)+1=22.6,得x =9.][规律方法] 构建函数模型解决实际问题的常见类型与求解方法: (1)构建二次函数模型,常用配方法、数形结合、分类讨论思想求解. (2)构建分段函数模型,应用分段函数分段求解的方法.(3)构建f (x )=x +a x(a >0)模型,常用基本不等式、导数等知识求解. 易错警示:求解过程中不要忽视实际问题是对自变量的限制.[变式训练3] (2016·宁波模拟)某工厂生产某种产品固定成本为2 000万元,并且每生产一单位产品,成本增加10万元.又知总收入K 是单位产品数Q 的函数,K (Q )=40Q -120Q 2,则总利润L (Q )的最大值是________万元.2 500 [L (Q )=40Q -120Q 2-10Q -2 000=-120Q 2+30Q -2 000=-120(Q -300)2+2 500.当Q =300时,L (Q )的最大值为2 500万元.][思想与方法]1.认真分析题意,合理选择数学模型是解决应用问题的基础.2.实际问题中往往解决一些最值问题,可以利用二次函数的配方法、函数的单调性、基本不等式等求得最值.3.解函数应用题的程序是:①审题;②建模;③解模;④还原.[易错与防范]1.函数模型应用不当,是常见的解题错误.所以,要正确理解题意,选择适当的函数模型.2.要特别关注实际问题的自变量的取值范围,合理确定函数的定义域.3.注意问题反馈.在解决函数模型后,必须验证这个数学结果对实际问题的合理性.课时分层训练(十二) 函数模型及其应用A组基础达标(建议用时:30分钟)一、选择题1.在某个物理试验中,测量得变量x和变量y的几组数据,如下表:【导学号:31222071】则对x,yA.y=2x B.y=x2-1C.y=2x-2 D.y=log2xD [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.] 2.某家具的标价为132元,若降价以九折出售(即优惠10%),仍可获利10%(相对进货价),则该家具的进货价是( )A.118元B.105元C.106元D.108元D [设进货价为a元,由题意知132×(1-10%)-a=10%a,解得a=108,故选D.]3.一水池有两个进水口,一个出水口,每个水口的进、出水速度如图2­9­2甲、乙所示.某天0点到6点,该水池的蓄水量如图丙所示. 【导学号:31222072】图2­9­2给出以下3个论断:①0点到3点只进水不出水;②3点到4点不进水只出水;③4点到6点不进水不出水,则一定正确的是( )A .①B .①②C .①③D .①②③A [由甲、乙两图知,进水速度是出水速度的12,所以0点到3点不出水,3点到4点也可能一个进水口进水,一个出水口出水,但总蓄水量降低,4点到6点也可能两个进水口进水,一个出水口出水,一定正确的是①.]4.将出货单价为80元的商品按90元一个出售时,能卖出400个,已知这种商品每涨价1元,其销售量就要减少20个,为了赚得最大利润,每个售价应定为( )A .85元B .90元C .95元D .100元C [设每个售价定为x 元,则利润y =(x -80)·[400-(x -90)·20]=-20[(x -95)2-225],∴当x =95时,y 最大.]5.(2016·四川德阳一诊)将甲桶中的a L 水缓慢注入空桶乙中,t min 后甲桶中剩余的水量符合指数衰减曲线y =a e nt.假设过5 min 后甲桶和乙桶的水量相等,若再过m min 甲桶中的水只有a4L ,则m 的值为( )A .5B .8C .9D .10A [∵5 min 后甲桶和乙桶的水量相等, ∴函数y =f (t )=a e nt 满足f (5)=a e 5n=12a ,可得n =15ln 12,∴f (t )=a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12,因此,当k min 后甲桶中的水只有a4L 时,f (k )=a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12=14a ,即⎝ ⎛⎭⎪⎫12=14,∴k =10,由题可知m =k -5=5,故选A.]二、填空题6.在如图2­9­3所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x 为________m.【导学号:31222073】图2­9­320 [设内接矩形另一边长为y ,则由相似三角形性质可得x 40=40-y 40,解得y =40-x ,所以面积S =x (40-x )=-x 2+40x =-(x -20)2+400(0<x <40),当x =20时,S max =400.]7.某化工厂生产一种溶液,按市场要求杂质含量不超过0.1%,若初时含杂质2%,每过滤一次可使杂质含量减少13,至少应过滤________次才能达到市场要求.(已知lg 2≈0.3010,lg 3≈0.477 1)8 [设过滤n 次才能达到市场要求,则2%⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n ≤0.1%,即⎝ ⎛⎭⎪⎫23n ≤120,所以n lg 23≤-1-lg 2,所以n ≥7.39,所以n =8.]8.(2015·四川高考)某食品的保鲜时间y (单位:小时)与储藏温度x (单位:℃)满足函数关系y =ekx +b(e =2.718…为自然对数的底数,k ,b 为常数).若该食品在0 ℃的保鲜时间是192小时,在22 ℃的保鲜时间是48小时,则该食品在33 ℃的保鲜时间是________小时.24 [由已知条件,得192=e b,∴b =ln 192.又∵48=e22k +b=e22k +ln 192=192e 22k=192(e 11k )2,∴e 11k =⎝ ⎛⎭⎪⎫48192=⎝ ⎛⎭⎪⎫14=12.设该食品在33 ℃的保鲜时间是t 小时,则t =e33k +ln192=192e 33k =192(e 11k )3=192×⎝ ⎛⎭⎪⎫123=24.]三、解答题9.为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层.某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每年的能源消耗费用C (单位:万元)与隔热层厚度x (单位:cm)满足关系C (x )=k3x +5(0≤x ≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元,设f (x )为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和.(1)求k 的值及f (x )的表达式;(2)隔热层修建多厚时,总费用f (x )达到最小,并求最小值. [解] (1)由已知条件得C (0)=8,则k =40,2分 因此f (x )=6x +20C (x )=6x +8003x +5(0≤x ≤10).5分(2)f (x )=6x +10+8003x +5-10≥2x +8003x +5-10=70(万元),7分 当且仅当6x +10=8003x +5,即x =5时等号成立,10分所以当隔热层厚度为5 cm 时,总费用f (x )达到最小值,最小值为70万元.12分 10.国庆期间,某旅行社组团去风景区旅游,若每团人数在30人或30人以下,飞机票每张收费900元;若每团人数多于30人,则给予优惠:每多1人,机票每张减少10元,直到达到规定人数75人为止.每团乘飞机,旅行社需付给航空公司包机费15 000元.(1)写出飞机票的价格关于人数的函数; (2)每团人数为多少时,旅行社可获得最大利润?[解] (1)设旅行团人数为x ,由题得0<x ≤75(x ∈N *),2分 飞机票价格为y 元,则y =⎩⎪⎨⎪⎧900,0<x ≤30,900-x -,30<x ≤75,即y =⎩⎪⎨⎪⎧900,0<x ≤30,1 200-10x ,30<x ≤75.5分(2)设旅行社获利S 元,则S =⎩⎪⎨⎪⎧900x -15 000,0<x ≤30,x -10x -15 000,30<x ≤75,即S =⎩⎪⎨⎪⎧900x -15 000,0<x ≤30,-x -2+21 000,30<x ≤75.8分因为S =900x -15 000在区间(0,30]上为单调增函数, 故当x =30时,S 取最大值12 000元, 又S =-10(x -60)2+21 000在区间(30,75]上, 当x =60时,取得最大值21 000.故当x =60时,旅行社可获得最大利润.12分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.为了预防信息泄露,保证信息的安全传输,在传输过程中都需要对文件加密,有一种为加密密钥密码系统(Private Key Cryptosystem),其加密、解密原理为:发送方由明文→密文(加密),接收方由密文→明文(解密).现在加密密钥为y =kx 3,如“4”通过加密后得到密文“2”,若接受方接到密文“1256”,则解密后得到的明文是( ) A.12B.14C .2 D.18A [由题目可知加密密钥y =kx 3是一个幂函数型,由已知可得,当x =4时,y =2,即2=k ×43,解得k =243=132.故y =132x 3,显然令y =1256,则1256=132x 3,即x 3=18,解得x =12.] 2.(2016·北京房山期末)某种病毒每经过30分钟由1个病毒可分裂成2个病毒,经过x 小时后,病毒个数y 与时间x (小时)的函数关系式为________,经过5小时,1个病毒能分裂成________个. 【导学号:31222074】y =4x 1 024 [设原有1个病毒,经过1个30分钟有2=21个病毒;经过2个30分钟有2×2=4=22个病毒;经过3个30分钟有4×2=8=23个病毒;……经过60x 30个30分钟有22x =4x 个病毒, ∴病毒个数y 与时间x (小时)的函数关系式为y =4x ,∴经过5小时,1个病毒能分裂成45=1 024个.]3.已知某物体的温度θ(单位:℃)随时间t (单位:min)的变化规律是θ=m ·2t +21-t (t ≥0且m >0).(1)如果m =2,求经过多少时间,物体的温度为5 ℃;(2)若物体的温度总不低于2 ℃,求m 的取值范围.[解] (1)若m =2,则θ=2·2t +21-t =2⎝⎛⎭⎪⎫2t +12t , 当θ=5时,2t +12t =52,2分 令2t =x (x ≥1),则x +1x =52, 即2x 2-5x +2=0,解得x =2或x =12(舍去),∴2t=2,即t =1,∴经过1 min ,物体的温度为5 ℃.5分(2)物体的温度总不低于2 ℃,即θ≥2恒成立,即m ·2t +22t ≥2恒成立, 亦即m ≥2⎝ ⎛⎭⎪⎫12t -122t 恒成立.7分 令12t =x ,则0<x ≤1, ∴m ≥2(x -x 2).10分∵x -x 2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+14≤14,∴m ≥12. 因此,当物体的温度总不低于2 ℃时,m 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞.12分。

高考数学大一轮复习 第二章 9 第九节 函数模型及其应

高考数学大一轮复习 第二章 9 第九节 函数模型及其应

5 55
2
44
6.某食品的保鲜时间y(单位:小时)与储藏温度x(单位:℃)满足函数关系y
=ekx+b(e=2.718…为自然对数的底数,k,b为常数).若该食品在0 ℃的保鲜
时间是192小时,在22 ℃的保鲜时间是48小时,则该食品在33 ℃的保鲜
时间是
小时.
答案 24
解析 依题意有192=eb,48=e22k+b=e22k·eb,
2x x

20,10 70, 30

x x

30, 70,
Байду номын сангаас故W=
2x2

解析 (1)y=kx- 1 (1+k2)x2.
20
令y=0,得kx- 1 (1+k2)x2=0.
20
由实际意义知x>0,又k>0,
故x= 120kk2
=
k
20 1
≤ 20 =10,当且仅当k=1时取等号.
2
k
所以炮的最大射程为10千米.
(2)炮弹可击中目标⇔存在k>0,使3.2=ka- 1 (1+k2)a2成立⇔关于k的方程a
则e22k= 4e8b = 14982
= 1 ,所以e11k= 1 或- 1 (舍去),所以该食品在33
4
22
℃的保鲜时间
是e33k+b=(e11k)3·eb=
1 2
3
×192=24(小时).
考点突破
考点一 已知函数模型的实际问题
典例1 (2018江苏南京高三摸底)如图,建立平面直角坐标系xOy,x轴在 地平面上,y轴垂直于地平面,单位长度为1千米.某炮位于坐标原点,已知

高考一轮复习第2章函数导数及其应用第9讲函数与方程

高考一轮复习第2章函数导数及其应用第9讲函数与方程

第九讲函数与方程知识梳理·双基自测ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE知识梳理知识点一函数的零点1.函数零点的定义对于函数y=f(x)(x∈D),把使f(x)=0成立的实数x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.注:函数的零点不是点.是函数f(x)与x轴交点的横坐标,而不是y=f(x)与x轴的交点.2.几个等价关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.3.函数零点的判定(零点存在性定理)如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)f(b)<0,那么函数y =f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.知识点二二分法1.对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.2.给定精确度ε,用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤如下:(1)确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0,给定精确度ε;(2)求区间(a,b)的中点c;(3)计算f(c);①若f(c)=0,则c就是函数的零点;②若f(a)·f(c)<0,则令b=c(此时零点x0∈(a,c));③若f(c)·f(b)<0,则令a=c(此时零点x0∈(c,b)).(4)判断是否达到精确度ε,即:若|a-b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复(2)(3)(4).重要结论1.有关函数零点的结论(1)若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数,则f(x)至多有一个零点.(2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.(3)连续不断的函数图象通过零点时,函数值可能变号,也可能不变号.(4)由函数y=f(x)在闭区间[a,b]上有零点不一定能推出f(a)·f(b)<0,如图所示.所以f(a)·f(b)<0是y=f(x)在闭区间[a,b]上有零点的充分不必要条件.事实上,只有当函数图象通过零点(不是偶个零点)时,函数值才变号,即相邻两个零点之间的函数值同号.(5)若函数f(x)在[a,b]上单调,且f(x)的图象是连续不断的一条曲线,则f(a)·f(b)<0⇒函数f(x)在[a,b]上只有一个零点.2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与零点的关系Δ>0 Δ=0 Δ<0 二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与x轴的交点(x1,0),(x2,0) (x1,0) 无交点零点个数两个零点一个零点无零点双基自测题组一走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点.( ×)(2)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在当b2-4ac<0时没有零点.( √)(3)函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点(函数图象连续不断),则f(a)·f(b)<0.(×)(4)若f(x)在区间[a,b]上连续不断,且f(a)·f(b)>0,则f(x)在(a,b)内没有零点.( ×)(5)函数y=2x与y=x2只有两个交点.( ×)[解析](1)函数的零点是函数图象与x轴交点的横坐标.(2)当b2-4ac<0时,抛物线与x轴无交点,故没有零点.(3)函数图象若没有穿过x轴,则f(a)·f(b)>0.(4)若在区间[a,b]内有多个零点,f(a)·f(b)>0也可以.(5)y=x2与y=2x在y轴左侧一个交点,y轴右侧两个交点,如在x=2和x=4处都有交点.题组二走进教材2.(必修1P92AT2改编)已知函数f(x)的图象是连续不断的,且有如下对应值表:x 1 2 3 4 5f(x) -4 -2 1 4 7在下列区间中,函数f(x)A.(1,2) B.(2,3)C.(3,4) D.(4,5)[解析]由所给的函数值的表格可以看出,x=2与x=3这两个数字对应的函数值的符号不同,即f(2)·f(3)<0,所以函数在(2,3)内有零点,故选B.3.(必修1P92AT1改编)下列函数图象与x轴均有公共点,其中能用二分法求零点的是( C )[解析]A,B图中零点两侧不异号,D图不连续.故选C.4.(必修1P92AT4改编)为了求函数f(x)=2x+3x-7的一个零点,某同学利用计算器得到自变量x和函数f(x)的部分对应值(精确度0.1)如下表所示:x 1.25 1.312 5 1.375 1.437 5 1.5 1.562 5f(x) -0.871 6 -0.578 8 -0.281 3 0.210 1 0.328 43 0.641 15则方程2x+3x=7的近似解(精确到0.1)可取为( C )A.1.32 B.1.39C.1.4 D.1.3[解析]通过上述表格得知函数唯一的零点x0在区间(1.375,1.437 5)内,故选C.题组三走向高考5.(2015·安徽,5分)下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( A )A.y=cos x B.y=sin xC.y=ln x D.y=x2+1[解析]y=cos x是偶函数且有无数多个零点,y=sin x为奇函数,y=ln x既不是奇函数也不是偶函数,y=x2+1是偶函数但没有零点,故选A.6.(2019·全国卷Ⅲ,5分)函数f(x)=2sin x-sin 2x在[0,2π]的零点个数为( B )A.2 B.3C.4 D.5[解析]f(x)=2sin x-2sin xcos x=2sin x(1-cos x),令f(x)=0,则sin x=0或cos x=1,所以x=kπ(k∈Z),又x∈[0,2π],所以x=0或x=π或x=2π.故选B.考点突破·互动探究KAO DIAN TU PO HU DONG TAN JIU考点一,函数的零点考向1 确定函数零点所在区间——自主练透例1 (1)若函数f(x)的图象是连续不断的,且f(0)>0,f(1)·f(2)·f(4)<0,则下列命题正确的是( D )A.函数f(x)在区间(0,1)内有零点B.函数f(x)在区间(1,2)内有零点C.函数f(x)在区间(0,2)内有零点D.函数f(x)在区间(0,4)内有零点(2)(2021·开封模拟)函数f(x)=x+ln x-3的零点所在的区间为( C )A.(0,1) B.(1,2)C.(2,3) D.(3,4)(3)(多选题)若a<b<c,则函数f(x)=(x-a)(x-b)+(x-b)·(x-c)+(x-c)(x-a)的零点位于区间可能为( BC )A.(-∞,a) B.(a,b)C.(b,c) D.(c,+∞)[解析](1)因为f(1)·f(2)·f(4)<0,所以f(1)、f(2)、f(4)中至少有一个小于0.若f(1)<0,则在(0,1)内有零点,在(0,4)内必有零点;若f(2)<0,则在(0,2)内有零点,在(0,4)内必有零点;若f(4)<0,则在(0,4)内有零点.故选D.(2)解法一:利用零点存在性定理因为函数f(x)是增函数,且f(2)=ln 2-1<0,f(3)=ln 3>0,所以由零点存在性定理得函数f(x)的零点位于区间(2,3)内,故选C.解法二:数形结合函数f(x)=x+ln x-3的零点所在区间转化为g(x)=ln x,h(x)=-x+3的图象的交点横坐标所在范围.如图所示,可知f(x)的零点在(2,3)内.(3)易知f(a)=(a-b)(a-c),f(b)=(b-c)·(b-a),f(c)=(c-a)(c-b).又a<b<c,则f(a)>0,f(b)<0,f(c)>0,又该函数是二次函数,且图象开口向上,可知两个零点分别位于区间(a,b)和(b,c)内,故选B、C.名师点拨MING SHI DIAN BO确定函数零点所在区间的方法(1)解方程法:当对应方程f(x)=0易解时,可先解方程,然后再看求得的根是否落在给定区间上.(2)利用函数零点的存在性定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.(3)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x 轴在给定区间上是否有交点来判断. 考向2 函数零点个数的确定——师生共研例2 (1)函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x -2,x≤0,-1+ln x ,x>0的零点个数为( B )A .3B .2C .7D .0(2)已知f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧|lg x|,x>0,2|x|,x≤0,则函数y =2f 2(x)-3f(x)+1的零点个数为5.[解析] (1)解法一:(直接法)由f(x)=0得⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,x 2+x -2=0或⎩⎪⎨⎪⎧x>0,-1+ln x =0,解得x =-2或x =e. 因此函数f(x)共有2个零点.解法二:(图象法)函数f(x)的图象如图所示,由图象知函数f(x)共有2个零点. (2)令2f 2(x)-3f(x)+1=0,解得f(x)=1或f(x)=12,作出f(x)的简图:由图象可得当f(x)=1或f(x)=12时,分别有3个和2个交点,则关于x 的函数y =2f 2(x)-3f(x)+1的零点的个数为5.名师点拨 MING SHI DIAN BO函数零点个数的判定有下列几种方法(1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,那么有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用该定理不仅要求函数在[a ,b]上是连续的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象和性质(如单调性)才能确定函数有多少个零点.(3)数形结合法:利用函数y =f(x)的图象与x 轴的交点的个数,从而判定零点的个数,或转化为两个函数图象交点个数问题.画两个函数图象,看其交点的个数有几个,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.〔变式训练1〕(1)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x ,x≤0,1+1x ,x>0,则函数y =f(x)+3x 的零点个数是( C )A .0B .1C .2D .3(2)设函数f(x)是定义在R 上的奇函数,当x>0时,f(x)=e x+x -3,则f(x)的零点个数为( C ) A .1 B .2 C .3D .4(3)(2020·河南名校联考)函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧|log 2x|,x>0,2x ,x≤0,则函数g(x)=3[f(x)]2-8f(x)+4的零点个数是( A )A .5B .4C .3D .6[解析] (1)由已知得y =f(x)+3x =⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x≤0,1+1x+3x ,x>0.令x 2+x =0,解得x =0或x =-1.令1+1x +3x =0(x>0)可得3x 2+x +1=0.因为Δ=1-12<0,所以方程3x 2+x +1=0无实根.所以y =f(x)+3x 的零点个数是2.(2)f(x)=e x+x -3在(0,+∞)上为增函数,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=e 12-52<0,f(1)=e -2>0,∴f(x)在(0,+∞)上只有一个零点,由奇函数性质得f(x)在(-∞,0)上也有一个零点,又f(0)=0,所以f(x)有三个零点,故选C .(3)本题考查函数的零点与方程根的个数的关系.函数g(x)=3[f(x)]2-8f(x)+4=[3f(x)-2][f(x)-2]的零点,即方程f(x)=23和f(x)=2的根.函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧|log 2x|,x>0,2x ,x≤0的图象如图所示,由图可得方程f(x)=23和f(x)=2共有5个根,即函数g(x)=3[f(x)]2-8f(x)+4有5个零点. 考向3 函数零点的应用——多维探究 角度1 与零点有关的比较大小例3 已知函数f(x)=2x+x ,g(x)=x -log 12x ,h(x)=log 2x -x 的零点分别为x 1,x 2,x 3,则x 1,x 2,x 3的大小关系为( D )A .x 1>x 2>x 3B .x 2>x 1>x 3C .x 1>x 3>x 2D .x 3>x 2>x 1[解析] 由f(x)=2x+x =0,g(x)=x -log 12x =0,h(x)=log 2x -x =0,得2x=-x ,x =log 12x ,log 2x=x ,在平面直角坐标系中分别作出y =2x与y =-x 的图象;y =x 与y =log 12x 的图象;y =log 2x 与y =x 的图象,由图可知:-1<x 1<0,0<x 2<1,x 3>1.所以x 3>x 2>x 1.角度2 已知函数的零点或方程的根求参数例4 (2018·全国Ⅰ)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x≤0,ln x ,x>0,g(x)=f(x)+x +a.若g(x)存在2个零点,则a 的取值范围是( C ) A .[-1,0) B .[0,+∞) C .[-1,+∞) D .[1,+∞)[解析]令h(x)=-x -a ,则g(x)=f(x)-h(x).在同一坐标系中画出y =f(x),y =h(x)图象的示意图,如图所示.若g(x)存在2个零点,则y =f(x)的图象与y =h(x)的图象有2个交点.由图知-a≤1,∴a≥-1.名师点拨 MING SHI DIAN BO 1.比较零点大小常用方法:(1)确定零点取值范围,进而比较大小; (2)数形结合法.2.已知函数有零点(方程有根)求参数值常用的方法和思路:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围; (2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后观察求解. 〔变式训练2〕(1)(角度1)(2021·安徽蚌埠月考)已知函数f(x)=3x+x ,g(x)=log 3x +x ,h(x)=x 3+x 的零点依次为a ,b ,c ,则a ,b ,c 的大小关系为( B )A .a<b<cB .a<c<bC .a>b>cD .c>a>b(2)(角度2)(2021·杭州学军中学月考)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x-a ,x≤0,2x -1,x>0(a∈R),若函数f(x)在R 上有两个零点,则a 的取值范围是( D )A .(-∞,-1)B .(-∞,-1]C .[-1,0)D .(0,1][分析] (1)解法一:依据零点存在定理,确定a ,b ,c 所在区间,进而比较大小;解法二:分别作出y =3x、y =log 3x 、y =x 3与y =-x 的图象,比较其交点横坐标的大小即可.[解析](1)解法一:∵f(-1)=3-1-1=-23,f(0)=1,∴a∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,0,又g ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=log 313+13=-23,g(1)=1,∴b∈⎝ ⎛⎭⎪⎫13,1,显然c =0,∴a<c<b,故选B .解法二:数形结合法,在同一坐标系中分别作出y =3x、y =log 3x 、y =-x 的图象,结合图象及c =0可知a<c<b ,故选B .解法三:由概念知b>0,a<0,c<0,∴b 最大,选B .(2)∵当x>0时,f(x)=2x -1, 由f(x)=0得x =12,∴要使f(x)在R 上有两个零点, 则必须2x-a =0在(-∞,0]上有解. 又当x ∈(-∞,0]时,2x∈(0,1]. 故所求a 的取值范围是(0,1].考点二 二分法及其应用——自主练透例5 (1)用二分法研究函数f(x)=x 3+3x -1的零点时,第一次经计算f(0)<0,f(0.5)>0,可得其中一个零点x 0∈(0,0.5),第二次应计算f(0.25).(2)在用二分法求方程x 3-2x -1=0的一个近似解时,现在已经将根锁定在区间(1,2)内,则下一步可判定该根所在的区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2. (3)在用二分法求方程x 2=2的正实数根的近似解(精确度0.001)时,若我们选取初始区间是[1.4,1.5],则要达到精确度要求至少需要计算的次数是7.[解析] (1)因为f(0)<0,f(0.5)>0,由二分法原理得一个零点x 0∈(0,0.5);第二次应计算f ⎝ ⎛⎭⎪⎫0+0.52=f(0.25).(2)区间(1,2)的中点x 0=32,令f(x)=x 3-2x -1,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=278-4<0,f(2)=8-4-1>0,则根所在区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2. (3)设至少需要计算n 次,由题意知1.5-1.42n<0.001,即2n >100.由26=64,27=128,知n =7. 名师点拨 MING SHI DIAN BO1.用二分法求函数零点的方法:定区间,找中点,中值计算两边看,同号去,异号算,零点落在异号间.周而复始怎么办?精确度上来判断.2.利用二分法求近似解需注意的问题(1)在第一步中:①区间长度尽量小;②f(a),f(b)的值比较容易计算且f(a)·f(b)<0; (2)根据函数的零点与相应方程根的关系,求函数的零点与相应方程的根是等价的.(3)虽然二分法未单独考过,但有可能像算法中的“更相减损术”一样,嵌入到程序框图中去考查.名师讲坛·素养提升MING SHI JIANG TAN SU YANG TI SHENG函数零点的综合问题例6 (2021·山西五校联考)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-2x ,x≤0-x 2+x ,x>0,若函数g(x)=f(x)-a 恰有三个互不相同的零点x 1,x 2,x 3,则x 1x 2x 3的取值范围是( A )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫-132,0B .⎝ ⎛⎭⎪⎫-116,0 C .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,132 D .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,116 [解析] 解法一:显然x≤0时,-2x =a ,有一根不妨记为x 1,则x 1=-a 2(a≥0),当x>0时-x 2+x=a 即x 2-x +a =0有两个不等正根,不妨记为x 2,x 3,则Δ=1-4a>0,即a<14,从而-a 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-116,0且x 2x 3=a.∴x 1x 2x 3=-a 22∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-132,0,故选A .解法二:作出y =f(x)及y =a 的图象,显然0<a<14,不妨设x 1<x 2<x 3显然x 1<0,x 2>0,x 3>0,∴x 1x 2x 3<0排除C 、D ,又当x 2趋近x 3时,x 2x 3趋近14,x 1趋近-18,故x 1x 2x 3趋近-132.故选A .名师点拨 MING SHI DIAN BO以函数图象、图象的变换方法及函数的零点等相关知识为基础,通过作图、想象,发现该问题的相关数学知识及其联系,快速解决该问题.〔变式训练3〕(2021·东北三省四市模拟)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x +1,x≤0,|lg x|,x>0.若f(x)=a(a∈R)有四个不等实根,则所有实根之积的取值范围是( B )A .(-∞,1)B .[0,1)C .(0,1)D .(1,+∞)[解析] 本题考查已知方程根的个数求根的乘积的取值范围. 设四个根依次为x 1,x 2,x 3,x 4(x 1<x 2<x 3<x 4), 则-2≤x 1<-1,-1<x 2≤0,x 1+x 2=-2, 由|lg x 3|=|lg x 4|,得-lg x3=lg x4,则lg x3+lg x4=lg(x3x4)=0,∴x3x4=1,∴x1x2x3x4=x1x2=(-2-x2)x2=-(x2+1)2+1∈[0,1).故选B.。

2020版高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第9节函数模型及其应用教学案含解析理

2020版高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第9节函数模型及其应用教学案含解析理

第九节 函数模型及其应用[考纲传真] 1.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.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.1.常见的几种函数模型(1)一次函数模型:y =kx +b (k ≠0).(2)反比例函数模型:y =k x +b (k ,b 为常数且k ≠0).(3)二次函数模型:y =ax 2+bx +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0).(4)指数函数模型:y =a ·b x +c (a ,b ,c 为常数,b >0,b ≠1,a ≠0).(5)对数函数模型:y =m log a x +n (m ,n ,a 为常数,a >0,a ≠1,m ≠0).(6)幂函数模型:y =a ·x n +b (a ≠0).2.三种函数模型之间增长速度的比较(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)解模: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.以上过程用框图表示如下:[基础自测]1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数y =2x 的函数值比y =x 2的函数值大.( ) (2)幂函数增长比直线增长更快.( ) (3)不存在x 0,使ax 0<x n 0<log a x 0.( ) (4)f (x )=x 2,g (x )=2x,h (x )=log 2x ,当x ∈(4,+∞)时,恒有h (x )<f (x )<g (x ).( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√2.已知某种动物繁殖量y (只)与时间x (年)的关系为y =a log 3(x +1),设这种动物第2年有100只,到第8年它们发展到( )A .100只B .200只C .300只D .400只 B [由题意知100=a log 3(2+1),∴a =100,∴y =100log 3(x +1),当x =8时,y =100log 3 9=200.]3.(教材改编)在某种新型材料的研制中,试验人员获得了下列一组试验数据.现准备用下列四个函数中的一个近似地表示这些数据的规律,其中最接近的一个是( )A.y =2x2C .y =12(x 2-1) D .y =2.61cos xB [由表格知当x =3时,y =1.59,而A 中y =23=8,不合要求;B 中y =log 23∈(1,2),符合要求;C 中y =12(32-1)=4,不合要求;D 中y =2.61cos 3<0,不合要求,故选B.]4.一根蜡烛长20 cm ,点燃后每小时燃烧5 cm ,燃烧时剩下的高度h (cm)与燃烧时间t (h)的函数关系用图象表示为( )B [由题意h =20-5t,0≤t ≤4.结合图象知应选B.]5.某市生产总值连续两年持续增加.第一年的增长率为p,第二年的增长率为q,则该市这两年生产总值的年平均增长率为________.+p+q-1 [设年平均增长率为x,则(1+x)2=(1+p)(1+q),∴x=+p+q-1.]1.某工厂63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)的函数关系图象正确的是( )A B C DA[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,产品的总产量应呈直线上升,故选A.]2.物价上涨是当前的主要话题,特别是菜价,我国某部门为尽快实现稳定菜价,提出四种绿色运输方案.据预测,这四种方案均能在规定的时间T内完成预测的运输任务Q0,各种方案的运输总量Q与时间t的函数关系如图所示,在这四种方案中,运输效率(单位时间的运输量)逐步提高的是( )B[由运输效率逐步提高,可得曲线上的点的切线斜率应该逐渐增大,故选B.]3.汽车的“燃油效率”是指汽车每消耗1升汽油行驶的里程.下图描述了甲、乙、丙三辆汽车在不同速度下的燃油效率情况.下列叙述中正确的是( )A.消耗1升汽油,乙车最多可行驶5千米B.以相同速度行驶相同路程,三辆车中,甲车消耗汽油量最多C.甲车以80千米/小时的速度行驶1小时,消耗10升汽油D.某城市机动车最高限速80千米/小时.相同条件下,在该市用丙车比用乙车更省油D[根据图象知消耗1升汽油,乙车最多行驶里程大于5千米,故选项A错;以相同速度行驶时,甲车燃油效率最高,因此以相同速度行驶相同路程时,甲车消耗汽油最少,故选项B错;甲车以80千米/小时的速度行驶时燃油效率为10千米/升,行驶1小时,里程为80千米,消耗8升汽油,故选项C错;最高限速80千米/小时,丙车的燃油效率比乙车高,因此相同条件下,在该市用丙车比用乙车更省油,故选项D对.]构建函数模型法:当根据题意易构建函数模型时,先建立函数模型,再结合模型选.验证法:当根据题意不易建立函数模型时,则根据实际问题中两变量的变化特点,结合图象的变化趋势,验证是否吻合,从中排除不符合实际的情况,选择出符合实际情况的.【例1】某企业生产A,B两种产品,根据市场调查与预测,A产品的利润与投资成正比,其关系如图①;B产品的利润与投资的算术平方根成正比,其关系如图②.(注:利润和投资单位:万元)① ②(1)分别将A,B两种产品的利润表示为投资的函数关系式;(2)已知该企业已筹集到18万元资金,并将全部投入A,B两种产品的生产.①若平均投入生产两种产品,可获得多少利润?②问:如果你是厂长,怎样分配这18万元投资,才能使该企业获得最大利润?其最大利润约为多少万元?[解] (1)f (x )=0.25x (x ≥0),g (x )=2x (x ≥0).(2)①由(1)得f (9)=2.25,g (9)=29=6,所以总利润y =8.25万元.②设B 产品投入x 万元,A 产品投入(18-x )万元,该企业可获总利润为y 万元.则y =14(18-x )+2x ,0≤x ≤18. 令x =t ,t ∈[0,32],则y =14(-t 2+8t +18)=-14(t -4)2+172. 所以当t =4时,y m ax =172=8.5, 此时x =16,18-x =2.所以当A ,B 两种产品分别投入2万元、16万元时,可使该企业获得最大利润为8.5万元. 认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数根据已知利用待定系数法,确定模型中的待定系数利用该模型求解实际问题易错警示:解决实际问题时要注意自变量的取值范围真菌数目繁殖为原来的2倍.经测量知该真菌的繁殖规律为y =10e λt ,其中λ为常数,t 表示时间(单位:小时),y 表示真菌个数.经过8小时培养,真菌能达到的个数为( )A .640B .1 280C .2 560D .5 120 C [原来的细菌数为10,由题意可得,在函数y =10e λt 中,当t =1时,y =20,∴20=10e λ,即e λ=2,y =10e λt =10·2t.若t =8,则可得此时的细菌数为y =10×28=2 560,故选C.]►考法【例2】 某城市对一种售价为每件160元的商品征收附加税,税率为R %(即每销售100元征税R 元),若年销售量为⎝⎛⎭⎪⎫30-52R 万件,要使附加税不少于128万元,则R 的取值范围是( )A .[4,8]B .[6,10]C .[4%,8%]D .[6%,10%]A [根据题意,要使附加税不少于128万元,需⎝⎛⎭⎪⎫30-52R ×160×R %≥128, 整理得R 2-12R +32≤0,解得4≤R ≤8,即R ∈[4,8].]►考法2 构建指数函数、对数函数模型【例3】 (2019·长春模拟)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入,若该公司2015年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg1.3≈0.11,lg 2≈0.30)( )A .2018年B .2019年C .2020年D .2021年 B [根据题意,知每年投入的研发资金增长的百分率相同,所以,从2015年起,每年投入的研发资金组成一个等比数列{a n },其中,首项a 1=130,公比q =1+12%=1.12,所以a n =130×1.12n -1.由130×1.12n -1>200,两边同时取对数,得n -1>lg 2-lg 1.3lg 1.12,又lg 2-lg 1.3lg 1.12≈0.30-0.110.05=3.8,则n >4.8,即a 5开始超过200,所以2019年投入的研发资金开始超过200万元,故选B.]►考法3 构建分段函数模型【例4】 提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v (单位:千米/时)是车流密度x (单位:辆/千米)的函数.当桥上的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米/时.研究表明:当20≤x ≤200时,车流速度v 是车流密度x 的一次函数.(1)当0≤x ≤200时,求函数v (x )的表达式;(2)当车流密度x 为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观测点的车辆数,单位:辆/时)f (x )=x ·v (x )可以达到最大,并求出最大值.(精确到1辆/时)[解] (1)由题意,当0≤x ≤20时,v (x )=60;当20≤x ≤200时,设v (x )=ax +b ,再由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ 200a +b =0,20a +b =60,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-13,b =2003.故函数v (x )的表达式为v (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 60,0≤x ≤20,13-x ,20<x ≤200.(2)依题意并由(1)可得 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 60x ,0≤x ≤20,13x -x ,20<x ≤200.当0≤x ≤20时,f (x )为增函数,故当x =20时,其最大值为60×20=1 200;当20<x ≤200时,f (x )=13x (200-x )≤13x +-x 22=10 0003, 当且仅当x =200-x ,即x =100时,等号成立.所以当x =100时,f (x )在区间(20,200]上取得最大值10 0003. 综上,当x =100时,f (x )在区间[0,200]上取得最大值10 0003≈3 333, 即当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,最大值约为3 333辆/时.(1)(2017而可观测宇宙中普通物质的原子总数N 约为1080,则下列各数中与M N 最接近的是( )(参考数据:lg 3≈0.48)A .1033B .1053C .1073D .1093 (2)某市出租车收费标准如下:起步价为8元,起步里程为3 km(不超过3 km 按起步价收费);超过3 km 但不超过8 km 时,超过部分按每千米2.15元收费;超过8 km 时,超过部分按每千米2.85元收费,另外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.(1)D (2)9 [(1)由题意知,lg M N =lg 33611080=lg 3361-lg 1080=361lg 3-80lg 10≈361×0.48-80×1=93.28.又lg 1033=33,lg 1053=53,lg 1073=73,lg 1093=93,所以与M N 最接近的是1093.故选D.(2)设出租车行驶了x km ,付费y 元,由题意得y =⎩⎪⎨⎪⎧9,0<x ≤3,8+x -+1,3<x ≤8,8+2.15×5+x -+1,x >8.当x =8时,y =19.75<22.6,因此由8+2.15×5+2.85×(x -8)+1=22.6,得x =9.]自我感悟:______________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

新高考数学一轮复习课件:第二章 函数、导数及其应用 第9节


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第二章 函数、导数及其应用
考向 1:构造一次、二次、分段函数模型
(2018·安徽铜陵期末)已知华为公司生产某款手机的年固定成本为 40 万 美元,每生产 1 万只还需另投入 16 万美元.设华为公司一年内共生产该款手机 x 万 只 并 全 部 销 售 完 , 每 万 只 的 销 售 收 入 为 R(x) 万 美 元 , 且 R(x) =
400-6x,0<x≤40,
7
4x00-40x0200,x>40.
(1)写出年利润 W(万美元)关于年产量 x(万只)的函数解析式; (2)当年产量为多少万只时,华为公司在该款手机的生产中所获得的利润最大? 并求出最大利润.
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第二章 函数、导数及其应用
解 (1)当 0<x≤40 时, W=xR(x)-(16x+40)=-6x2+384x-40, 当 x>40 时,W=xR(x)-(16x+40)=-40 x000-16x+7360.
解 析 由 题 意 , 得 (0,192) 和 (22,48) 是 函 数 y = ekx + b 图 象 上 的 两 个 点 , 则 192=eb, 48=e22k+b.
解得 e11k=12.所以当储藏温度为 33℃时,保鲜时间 y=e33k+b= (e11k)3·eb=18×192=24(小时).
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第二章 函数、导数及其应用
题组二 教材改编⇔VS 最新模拟
2.(P102 例 3 改编)某工厂一年中各月份的收入、支出情况的统计图如图所示, 则下列说法中错误的是( D )
A.收入最高值与收入最低值的比是 3∶1
B.结余最高的月份是7月 C.1至2月份的收入的变化率与4至5 月份的收入的变化率相同 D.前6个月的平均收入为40万元

高考数学一轮总复习第2章函数的概念与基本初等函数(ⅰ)第9节函数模型及其应用跟踪检测文含解析

第二章 函数的概念与基本初等函数(Ⅰ)第九节 函数模型及其应用A 级·基础过关|固根基|1.一根蜡烛长20 cm ,点燃后每小时燃烧5 cm ,燃烧时剩下的高度h(cm)与燃烧时间t(h)的函数关系用图象表示为图中的( )解析:选B 由题意知h =20-5t(0≤t≤4),图象应为B 项.2.某家具的标价为132元,若降价以九折出售(即优惠10%),仍可获利10%(相对进货价),则该家具的进货价是( )A .118元B .105元C .106元D .108元解析:选D 设进货价为a 元,由题意知132×(1-10%)-a =10%·a ,解得a =108.3.根据有关资料,围棋状态空间复杂度的上限M 约为3361,而可观测宇宙中普通物质的原子总数N 约为1080.则下列各数中与M N最接近的是( )(参考数据:lg 3≈0.48) A .1033B .1053C .1073D .1093解析:选D M≈3361,N≈1080,M N ≈33611080,则lg M N ≈lg 33611080=lg 3361-lg 1080=361lg 3-80≈93.∴M N≈1093. 4.某汽车销售公司在A ,B 两地销售同一种品牌的汽车,在A 地的销售利润(单位:万元)为y 1=4.1x-0.1x 2,在B 地的销售利润(单位:万元)为y 2=2x ,其中x 为销售量(单位:辆),若该公司在两地共销售16辆该种品牌的汽车,则能获得的最大利润是( )A .10.5万元B .11万元C .43万元D .43.025万元解析:选C 设公司在A 地销售该品牌的汽车x 辆,则在B 地销售该品牌的汽车(16-x)辆. 所以利润y =4.1x -0.1x 2+2(16-x)=-0.1x 2+2.1x +32=-0.1⎝⎛⎭⎪⎫x -2122+0.1×2124+32.因为x∈[0,16],且x∈N,所以当x =10或11时,总利润取得最大值43万元.5.设某公司原有员工100人从事产品A 的生产,平均每人每年创造产值t 万元(t 为正数).公司决定从原有员工中分流x(0<x <100,x∈N *)人去进行新开发的产品B 的生产.分流后,继续从事产品A 生产的员工平均每人每年创造产值在原有的基础上增长了1.2x%.若要保证产品A 的年产值不减少,则最多能分流的人数是( )A .15B .16C .17D .18解析:选B 由题意,分流前每年创造的产值为100t 万元,分流x 人后,每年创造的产值为(100-x)(1+1.2x%)t 万元,则由⎩⎪⎨⎪⎧0<x <100,x∈N *,(100-x )(1+1.2x%)t≥100t,解得0<x≤503.因为x∈N *,所以x 的最大值为16.6.当生物死亡后,其体内原有的碳14的含量大约每经过5 730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.当死亡生物体内的碳14含量不足死亡前的千分之一时,用一般的放射性探测器就测不到了.若某死亡生物体内的碳14用该放射性探测器探测不到,则它经过的“半衰期”个数至少是( )A .8B .9C .10D .11解析:选C 设该死亡生物体内原来的碳14的含量为1,则经过n 个“半衰期”后的含量为⎝ ⎛⎭⎪⎫12n,由⎝ ⎛⎭⎪⎫12n<11 000,得n≥10,所以,若某死亡生物体内的碳14用该放射性探测器探测不到,则它至少需要经过10个“半衰期”.7.(2019届北京东城模拟)小菲在学校选修课中了解到艾宾浩斯遗忘曲线,为了解自己记忆一组单词的情况,她记录了随后一个月的有关数据,绘制图象,拟合了记忆保持量f(x)与时间x(天)之间的函数关系f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-720x +1,0<x≤1,15+920x-12,1<x≤30.某同学根据小菲拟合后的信息得到以下结论: ①随着时间的增加,小菲的单词记忆保持量降低; ②9天后,小菲的单词记忆保持量低于40%; ③26天后,小菲的单词记忆保持量不足20%.其中正确结论的序号有________.(请写出所有正确结论的序号)解析:由函数解析式可知f(x)随着x 的增加而减少,故①正确;当1<x≤30时,f(x)=15+920x -12,则f(9)=15+920×9-12=0.35,即9天后,小菲的单词记忆保持量低于40%,故②正确;f(26)=15+920×26-12>15,故③错误. 答案:①②8.有一批材料可以建成200 m 长的围墙,如果用此材料在一边靠墙的地方围成一块矩形场地,中间用同样的材料隔成三个面积相等的矩形(如图所示),则围成的矩形场地的最大面积为________ m 2.(围墙厚度不计)解析:设围成的矩形场地的长为x m ,则宽为200-x 4 m ,则S =x·200-x 4=14(-x 2+200x)=-14(x -100)2+2 500.∴当x =100时,S max =2 500 m 2. 答案:2 5009.已知投资x 万元经销甲商品所获得的利润为P =x 4;投资x 万元经销乙商品所获得的利润为Q =a2x(a >0).若投资20万元同时经销这两种商品或只经销其中一种商品,使所获得的利润不少于5万元,则a的最小值为________.解析:设投资乙商品x 万元(0≤x≤20),则投资甲商品(20-x)万元. 则利润分别为Q =a 2x(a >0),P =20-x4,由题意得P +Q≥5,0≤x≤20时恒成立, 则化简得a x ≥x2,在0≤x≤20时恒成立.(1)x =0时,a 为一切实数; (2)0<x≤20时,分离参数a≥x2,0<x≤20时恒成立,所以a≥5,a 的最小值为 5. 答案: 510.已知某服装厂生产某种品牌的衣服,销售量q(x)(单位:百件)关于每件衣服的利润x(单位:元)的函数解析式为q(x)=⎩⎪⎨⎪⎧1 260x +1,0<x≤20,90-35x ,20<x≤180,求该服装厂所获得的最大效益是多少元?解:设该服装厂所获效益为f(x)元,则f(x)=100xq(x)=⎩⎪⎨⎪⎧126 000x x +1,0<x≤20,100x (90-35x ),20<x≤180.当0<x≤20时,f(x)=126 000x x +1=126 000-126 000x +1,f(x)在区间(0,20]上单调递增,所以当x =20时,f(x)有最大值120 000;当20<x≤180时,f(x)=9 000x -3005·x x , 则f′(x)=9 000-4505·x ,令f′(x)=0,所以x =80.当20<x <80时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当80≤x≤180时,f′(x)≤0,f(x)为单调递减,所以当x =80时,f(x)有极大值,也是最大值240 000.由于120 000<240 000.故该服装厂所获得的最大效益是240 000元. B 级·素养提升|练能力|11.将甲桶中的a L 水缓慢注入空桶乙中,t min 后甲桶中剩余的水量符合指数衰减曲线y =ae nt.假设过5 min 后甲桶和乙桶的水量相等,若再过m min 甲桶中的水只有a4L ,则m 的值为( )A .5B .8C .9D .10解析:选A ∵5 min 后甲桶和乙桶的水量相等,∴函数y =f(t)=ae n t 满足f(5)=ae 5n=12a ,可得n =15ln 12,∴f(t )=a·⎝ ⎛⎭⎪⎫12t 5,因此,当k min 后甲桶中的水只有a4 L 时,f(k)=a·⎝ ⎛⎭⎪⎫12k 5=14a ,即⎝ ⎛⎭⎪⎫12k 5=14,∴k =10,由题可知m =k -5=5.12.“好酒也怕巷子深”,许多著名品牌是通过广告宣传进入消费者视线的.已知某品牌商品靠广告销售的收入R 与广告费A 之间满足关系R =a A(a 为常数),广告效应为D =a A -A.那么精明的商人为了取得最大广告效应,投入的广告费应为________.(用常数a 表示)解析:令t =A(t ≥0),则A =t 2,所以D =at -t 2=-t -12a 2+14a 2,所以当t =12a ,即A =14a 2时,D取得最大值.答案:14a 213.(2019年北京卷)李明自主创业,在网上经营一家水果店,销售的水果中有草莓、京白梨、西瓜、桃,价格依次为60元/盒、65元/盒、80元/盒、90元/盒.为增加销量,李明对这四种水果进行促销:一次购买水果的总价达到120元,顾客就少付x 元.每笔订单顾客网上支付成功后,李明会得到支付款的80%.(1)当x =10时,顾客一次购买草莓和西瓜各1盒,需要支付________元;(2)在促销活动中,为保证李明每笔订单得到的金额均不低于促销前总价的七折,则x 的最大值为________.解析:(1)当x =10时,一次购买草莓和西瓜各1盒,共60+80=140(元),由题可知顾客需支付140-10=130(元).(2)设每笔订单金额为m 元,当0≤m<120时,顾客支付m 元,李明得到0.8m 元,0.8m ≥0.7m ,显然符合题意,此时x =0; 当m≥120时,根据题意得(m -x)80%≥m ×70%, 所以x≤m8,而m≥120,为保证李明每笔订单得到的金额均不低于促销前总价的七折,则x≤⎝ ⎛⎭⎪⎫m 8min ,而⎝ ⎛⎭⎪⎫m 8min=15, 所以x≤15.综上,当0≤x≤15时,符合题意, 所以x 的最大值为15.答案:(1)130 (2)1514.十九大提出对农村要坚持精准扶贫,至2020年底全面脱贫.现有扶贫工作组到某山区贫困村实施脱贫工作,经摸底排查,该村现有贫困农户100家,他们均从事水果种植,2017年底该村平均每户年纯收入为1万元.扶贫工作组一方面请有关专家对水果进行品种改良,提高产量;另一方面,抽出部分农户从事水果包装、销售工作,其人数必须小于种植的人数.从2018年初开始,若该村抽出5x 户(x∈Z,1≤x≤9)从事水果包装、销售工作,经测算,剩下从事水果种植的农户的年纯收入每户平均比上一年提高x20,而从事包装、销售的农户的年纯收入每户平均为⎝ ⎛⎭⎪⎫3-14x 万元(参考数据:1.13=1.331,1.153≈1.521,1.23=1.728).(1)至2020年底,为使从事水果种植的农户能实现脱贫(每户年均纯收入不低于1万6千元),至少要抽出多少户从事包装、销售工作?(2)至2018年底,该村每户年均纯收入能否达到1.35万元?若能,请求出从事包装、销售的户数;若不能,请说明理由.解:(1)至2020年底,种植户平均收入 =(100-5x )⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x 203100-5x≥1.6,即⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x 203≥1.6, 即x≥20(31.6-1).由题中所给数据,知1.15<31.6<1.2,所以3<20(31.6-1)<4. 所以x 的最小值为4,此时5x≥20,即至少要抽出20户从事包装、销售工作. (2)至2018年底,假设该村每户年均纯收入能达到1.35万元.每户的平均收入为5x ⎝ ⎛⎭⎪⎫3-14x +(100-5x )⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x 20100≥1.35,化简得3x 2-30x +70≤0.因为x∈Z 且1≤x≤9,所以x∈{4,5,6}.所以当从事包装、销售的户数达到20至30户时,能达到,否则,不能.。

高三一轮总复习高效讲义第2章第9节函数模型及其应用课件

解析:利润 L(x)=20x-C(x)=-12 (x-18)2+142, 当 x=18 时,L(x)有最大值. 答案:18
4.已知某物体的温度 Q(单位:摄氏度)随时间 t(单位:分钟)的变化规律为 Q= m·2t+21-t(t≥0,且 m>0).若物体的温度总不低于 2 摄氏度,则 m 的取值范围是________.
2.加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”.在 特定条件下,可食用率 p 与加工时间 t(单位:分钟)满足函数关系 p=at2+bt+c(a,b,c 是常数),如图记录了三次实验的数据.根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳 加工时间为________分钟.
解析:根据图表,把(t,p)的三组数据(3,0.7),(4,0.8),(5,0.5)分别代入函
解析:我们可将水“流出”设想成“流入”,这样水深 h 越大,水的体积 v 就越大, 故函数 v=f(h)是增函数,排除 A、C;根据鱼缸形状可知,每当 h 增加一个单位增量 Δh 时,函数 v 的变化,开始其增量 Δv 越来越大,但经过中截面后其增量越来越小,故 v =f(h)的函数图象是先凹后凸的,曲线上的点的切线斜率先是逐渐变大,后又逐渐变小, 故选 B.
【小题热身】
1.已知 f (x)=x2,g(x)=2x,h(x)=log2x,当 x∈(4,+∞)时,对三个函数的增长速 度进行比较,下列选项中正确的是( )
A.f (x)>g(x)>h(x)
B.g(x)>f (x)>h(x)
C.g(x)>h(x)>f (x)
D.f (x)>h(x)>g(x)
解析:当 x∈(4,+∞)时,易知增长速度由大到小依次为 g(x)>f (x)>h(x).故选 B. 答案:B

2020高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第9节实际问题的函数建模课时分层训练文北师大版

课时分层训练(十二) 实际问题的函数建模A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题1.在某个物理试验中,测量得变量x 和变量y 的几组数据,如下表:则对x ,y A .y =2x B .y =x 2-1 C .y =2x -2D .y =log 2 xD [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 =log 2 x ,可知满足题意.]2.某家具的标价为132元,若降价以九折出售(即优惠10%),仍可获利10%(相对进货价),则该家具的进货价是( )【导学号:66482093】A .118元B .105元C .106元D .108元D [设进货价为a 元,由题意知132×(1-10%)-a =10%a ,解得a =108,故选D.]3.一水池有两个进水口,一个出水口,每个水口的进、出水速度如图2­9­2甲、乙所示.某天0点到6点,该水池的蓄水量如图丙所示.图2­9­2给出以下3个论断:①0点到3点只进水不出水;②3点到4点不进水只出水;③4点到6点不进水不出水,则一定正确的是( )【导学号:66482094】A .①B .①②C .①③D .①②③A [由甲、乙两图知,进水速度是出水速度的12,所以0点到3点不出水,3点到4点也可能一个进水口进水,一个出水口出水,但总蓄水量降低,4点到6点也可能两个进水口进水,一个出水口出水,一定正确的是①.]4.将出货单价为80元的商品按90元一个出售时,能卖出400个,已知这种商品每涨价1元,其销售量就要减少20个,为了赚得最大利润,每个售价应定为( )A .85元B .90元C .95元D .100元C [设每个售价定为x 元,则利润y =(x -80)·[400-(x -90)·20]=-20[(x -95)2-225], ∴当x =95时,y 最大.]5.(2016·四川德阳一诊)将甲桶中的a L 水缓慢注入空桶乙中,t min 后甲桶中剩余的水量符合指数衰减曲线y =a e nt.假设过5 min 后甲桶和乙桶的水量相等,若再过m min 甲桶中的水只有a4L ,则m 的值为( )A .5B .8C .9D .10A [∵5 min 后甲桶和乙桶的水量相等, ∴函数y =f (t )=a e nt 满足f (5)=a e 5n=12a ,可得n =15ln 12,∴f (t )=a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12t5,因此,当k min 后甲桶中的水只有a4L 时,f (k )=a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12k 5=14a ,即⎝ ⎛⎭⎪⎫12k 5=14,∴k =10,由题可知m =k -5=5,故选A.] 二、填空题6.在如图2­9­3所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x 为________m.图2­9­320 [设内接矩形另一边长为y ,则由相似三角形性质可得x 40=40-y40,解得y =40-x ,所以面积S =x (40-x )=-x 2+40x =-(x -20)2+400(0<x <40),当x =20时,S max =400.]7.某化工厂生产一种溶液,按市场要求杂质含量不超过0.1%,若初时含杂质2%,每过滤一次可使杂质含量减少13,至少应过滤________次才能达到市场要求.(已知lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1)【导学号:66482095】8 [设过滤n 次才能达到市场要求,则2%⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n ≤0.1%,即⎝ ⎛⎭⎪⎫23n ≤120,所以n lg 23≤-1-lg 2,所以n ≥7.39,所以n =8.]8.(2015·四川高考)某食品的保鲜时间y (单位:小时)与储藏温度x (单位:℃)满足函数关系y =ekx +b(e =2.718…为自然对数的底数,k ,b 为常数).若该食品在0 ℃的保鲜时间是192小时,在22 ℃的保鲜时间是48小时,则该食品在33 ℃的保鲜时间是________小时.24 [由已知条件,得192=e b,∴b =ln 192.又∵48=e22k +b=e22k +ln 192=192e 22k =192(e 11k )2,∴e 11k=⎝⎛⎭⎪⎫4819212=⎝ ⎛⎭⎪⎫1412=12.设该食品在33 ℃的保鲜时间是t 小时,则t =e 33k +ln 192=192e 33k =192(e 11k )3=192×⎝ ⎛⎭⎪⎫123=24.] 三、解答题9.为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层.某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每年的能源消耗费用C (单位:万元)与隔热层厚度x (单位:cm)满足关系C (x )=k3x +5(0≤x ≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元,设f (x )为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和.(1)求k 的值及f (x )的表达式;(2)隔热层修建多厚时,总费用f (x )达到最小,并求最小值.【导学号:66482096】[解] (1)由已知条件得C (0)=8,则k =40,2分 因此f (x )=6x +20C (x )=6x +8003x +5(0≤x ≤10). 5分(2)f (x )=6x +10+8003x +5-10≥2x +8003x +5-10=70(万元),7分 当且仅当6x +10=8003x +5,即x =5时等号成立,10分所以当隔热层厚度为5 cm 时,总费用f (x )达到最小值,最小值为70万元. 12分10.国庆期间,某旅行社组团去风景区旅游,若每团人数在30人或30人以下,飞机票每张收费900元;若每团人数多于30人,则给予优惠:每多1人,机票每张减少10元,直到达到规定人数75人为止.每团乘飞机,旅行社需付给航空公司包机费15 000元.(1)写出飞机票的价格关于人数的函数; (2)每团人数为多少时,旅行社可获得最大利润?[解] (1)设旅行团人数为x ,由题得0<x ≤75(x ∈N *),2分 飞机票价格为y 元,则y =⎩⎪⎨⎪⎧900,0<x ≤30,900-x -,30<x ≤75,即y =⎩⎪⎨⎪⎧900,0<x ≤30,1 200-10x ,30<x ≤75.5分(2)设旅行社获利S 元,则S =⎩⎪⎨⎪⎧900x -15 000,0<x ≤30,x -10x -15 000,30<x ≤75,即S =⎩⎪⎨⎪⎧900x -15 000,0<x ≤30,-x -2+21 000,30<x ≤75.8分因为S =900x -15 000在区间(0,30]上为单调增函数, 故当x =30时,S 取最大值12 000元, 又S =-10(x -60)2+21 000在区间(30,75]上, 当x =60时,取得最大值21 000.故当x =60时,旅行社可获得最大利润. 12分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.为了预防信息泄露,保证信息的安全传输,在传输过程中都需要对文件加密,有一种为加密密钥密码系统(Private Key Cryptosystem),其加密、解密原理为:发送方由明文→密文(加密),接收方由密文→明文(解密).现在加密密钥为y =kx 3,如“4”通过加密后得到密文“2”,若接受方接到密文“1256”,则解密后得到的明文是( )A.12 B .14 C .2D .18A [由题目可知加密密钥y =kx 3是一个幂函数型,由已知可得,当x =4时,y =2,即2=k ×43,解得k =243=132.故y =132x 3,显然令y =1256,则1256=132x 3,即x 3=18,解得x =12.] 2.(2016·北京房山期末)某种病毒每经过30分钟由1个病毒可分裂成2个病毒,经过x 小时后,病毒个数y 与时间x (小时)的函数关系式为________,经过5小时,1个病毒能分裂成________个.【导学号:66482097】y =4x 1 024 [设原有1个病毒,经过1个30分钟有2=21个病毒; 经过2个30分钟有2×2=4=22个病毒; 经过3个30分钟有4×2=8=23个病毒; ……经过60x 30个30分钟有22x =4x个病毒,∴病毒个数y 与时间x (小时)的函数关系式为y =4x, ∴经过5小时,1个病毒能分裂成45=1 024个.]3.已知某物体的温度θ(单位:℃)随时间t (单位:min)的变化规律是θ=m ·2t +21-t(t ≥0且m >0).(1)如果m =2,求经过多少时间,物体的温度为5 ℃; (2)若物体的温度总不低于2 ℃,求m 的取值范围. [解] (1)若m =2,则θ=2·2t +21-t=2⎝⎛⎭⎪⎫2t +12t ,当θ=5时,2t+12t =52,2分令2t=x (x ≥1),则x +1x =52,即2x 2-5x +2=0, 解得x =2或x =12(舍去),∴2t =2,即t =1,∴经过1 min ,物体的温度为5 ℃. 5分 (2)物体的温度总不低于2 ℃,即θ≥2恒成立, 即m ·2t+22t ≥2恒成立,亦即m ≥2⎝ ⎛⎭⎪⎫12t -122t 恒成立. 7分令12t =x ,则0<x ≤1, ∴m ≥2(x -x 2). 10分∵x -x 2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+14≤14,∴m ≥12.因此,当物体的温度总不低于2 ℃时,m 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞. 12分。

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金戈出品 学 习 资 料 汇编 课时分层训练(十一) 函数模型及其应用 A组 基础达标 (建议用时:30分钟) 一、选择题 1.在某个物理试验中,测量得变量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=log2 x D [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=log2 x,可知满足题意.] 2.某家具的标价为132元,若降价以九折出售(即优惠10%),仍可获利10%(相对进货价),则该家具的进货价是( ) 【导学号:51062068】 A.118元 B.105元 C.106元 D.108元 D [设进货价为a元,由题意知132×(1-10%)-a=10%a,解得a=108,故选D.] 3.一水池有两个进水口,一个出水口,每个水口的进、出水速度如图甲、乙所示.某天0点到6点,该水池的蓄水量如图2­9­2丙所示.

图2­9­2 给出以下3个论断:①0点到3点只进水不出水;②3点到4点不进水只出水;③4点到6点不进水不出水,则一定正确的是( ) A.① B.①② C.①③ D.①②③

A [由甲、乙两图知,进水速度是出水速度的12,所以0点到3点不出水,3点到4点也可能一个进水口进水,一个出水口出水,但总蓄水量降低,4点到6点也可能两个进水口金戈出品

进水,一个出水口出水,一定正确的是①.] 4.将出货单价为80元的商品按90元一个出售时,能卖出400个,已知这种商品每涨价1元,其销售量就要减少20个,为了赚得最大利润,每个售价应定为( ) A.85元 B.90元 C.95元 D.100元 C [设每个售价定为x元,则利润y=(x-80)·[400-(x-90)·20]=-20[(x-95)2-225], ∴当x=95时,y最大.] 5.(2017·四川德阳一诊)将甲桶中的a L水缓慢注入空桶乙中,t min后甲桶中剩余的水量符合指数衰减曲线y=aent.假设过5 min后甲桶和乙桶的水量相等,若再过m min甲

桶中的水只有a4 L,则m的值为( ) A.5 B.8 C.9 D.10 A [∵5 min后甲桶和乙桶的水量相等,

∴函数y=f(t)=aent满足f(5)=ae5n=12a,

可得n=15ln12,∴f(t)=a·12t5, 因此,当k min后甲桶中的水只有a4 L时, f(k)=a·12=14a,即12=14,

∴k=10, 由题可知m=k-5=5,故选A.] 二、填空题 6.(2017·浙江高考冲刺卷(一))对于实数x,定义符号[x]表示不超过x的最大整数,例:[1.2]=1,[-1.2]=-2.则当0≤x≤2时,满足[x2]=[2x]的x的取值范围是________.

0,12∪2,3

2∪[3,2] [当0≤x≤2时,0≤x2≤4,0≤2x≤4.

[x2]=[2x]等价于 0≤x2<10≤2x<1或 1≤x2<21≤2x<2或 2≤x2<32≤2x<3或 3≤x2<43≤2x<4或

 x2=4,

2x=4,解得0≤x<12或2≤x<32或3≤x≤2.]

7.某化工厂生产一种溶液,按市场要求杂质含量不超过0.1%,若初时含杂质2%,每过金戈出品

滤一次可使杂质含量减少13,至少应过滤________次才能达到市场要求.(已知lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1) 8 [设过滤n次才能达到市场要求,

则2%1-13n≤0.1%,即23n≤120,

所以nlg23≤-1-lg 2,所以n≥7.39,所以n=8.] 8.某食品的保鲜时间y(单位:小时)与储藏温度x(单位:℃)满足函数关系y=ekx+b(e=2.718…为自然对数的底数,k,b为常数).若该食品在0 ℃的保鲜时间是192小时,在22 ℃的保鲜时间是48小时,则该食品在33 ℃的保鲜时间是________小时. 【导学号:51062069】 24 [由已知条件,得192=eb,∴b=ln 192.又∵48=e22k+b=e22k+ln 192=192e22k=

192(e11k)2,∴e11k=4819212=1412=12.设该食品在33 ℃的保鲜时间是t小时,则t=e33k+ln 192

=192e33k=192(e11k)3=192×123=24.] 三、解答题 9.为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层.某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每

年的能源消耗费用C(单位:万元)与隔热层厚度x(单位:cm)满足关系C(x)=k3x+5

(0≤x≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元,设f(x)为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和. (1)求k的值及f(x)的表达式; (2)隔热层修建多厚时,总费用f(x)达到最小,并求最小值. [解] (1)由已知条件得C(0)=8,则k=40,2分

因此f(x)=6x+20C(x)=6x+8003x+5(0≤x≤10).6分

(2)f(x)=6x+10+8003x+5-10≥2x+8003x+5-10=70(万元),9分 当且仅当6x+10=8003x+5, 即x=5时等号成立,13分 所以当隔热层厚度为5 cm时,总费用f(x)达到最小值,最小值为70万元.15分 10.国庆期间,某旅行社组团去风景区旅游,若每团人数在30人或30人以下,飞机票金戈出品

每张收费900元;若每团人数多于30人,则给予优惠:每多1人,机票每张减少10元,直到达到规定人数75人为止.每团乘飞机,旅行社需付给航空公司包机费15 000元. (1)写出飞机票的价格关于人数的函数; (2)每团人数为多少时,旅行社可获得最大利润? 【导学号:51062070】 [解] (1)设旅行团人数为x,由题得0飞机票价格为y元,

则y= 900,0<x≤30,900-x-,30<x≤75,

即y= 900,0<x≤30,1 200-10x,30<x≤75.7分 (2)设旅行社获利S元, 则S= 900x-15 000,0<x≤30,x-10x-15 000,30<x≤75,

即S= 900x-15 000,0<x≤30,-x-2+21 000,30<x≤75.12分 因为S=900x-15 000在区间(0,30]上为单调增函数, 故当x=30时,S取最大值12 000元, 又S=-10(x-60)2+21 000在区间(30,75]上, 当x=60时,取得最大值21 000. 故当x=60时,旅行社可获得最大利润.15分 B组 能力提升 (建议用时:15分钟) 1.有浓度为90%的溶液100 g,从中倒出10 g后再倒入10 g水称为一次操作,要使浓度低于10%,这种操作至少应进行的次数为(参考数据:lg 2=0.301 0,lg 3=0.477 1)( ) A.19 B.20 C.21 D.22

C [操作次数为n时的浓度为910n+1,由910n+1<10%,得n+1>-1lg910=-12lg 3-1

≈21.8,∴n≥21.] 2.某种病毒每经过30分钟由1个病毒可分裂成2个病毒,经过x小时后,病毒个数y与时间x(小时)的函数关系式为________,经过5小时,1个病毒能分裂成________个. y=4x 1 024 [设原有1个病毒,

经过1个30分钟有2=21个病毒; 金戈出品

经过2个30分钟有2×2=4=22个病毒; 经过3个30分钟有4×2=8=23个病毒; ……

经过60x30个30分钟有22x=4x个病毒, ∴病毒个数y与时间x(小时)的函数关系式为y=4x, ∴经过5小时,1个病毒能分裂成45=1 024个.] 3.(2016·浙江高考)已知a≥3,函数F(x)=min{2|x-1|,x2-2ax+4a-2},其中

min{p,q}= p,p≤q,q,p>q. (1)求使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围. (2)①求F(x)的最小值m(a); ②求F(x)在区间[0,6]上的最大值M(a). 【导学号:51062071】 [解] (1)由于a≥3,故 当x≤1时, (x2-2ax+4a-2)-2|x-1|=x2+2(a-1)(2-x)>0; 当x>1时, (x2-2ax+4a-2)-2|x-1|=(x-2)(x-2a).4分 所以使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围为[2,2a].7分 (2)①设函数f(x)=2|x-1|,g(x)=x2-2ax+4a-2, 则f(x)min=f(1)=0,g(x)min=g(a)=-a2+4a-2, 所以由F(x)的定义知m(a)=min{f(1),g(a)},

即m(a)= 0,3≤a≤2+2,-a2+4a-2,a>2+2.9分 ②当0≤x≤2时, F(x)=f(x),此时M(a)=max{f(0),f(2)}=2.

当2≤x≤6时, F(x)=g(x),此时M(a)=max{g(2),g(6)}=max{2,34-8a},12分

当a≥4时,34-8a≤2; 当3≤a<4时,34-8a>2,

∴M(a)= 34-8a,3≤a<4,2,a≥4.15分

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