几类不同增长的函数模型.ppt

函数模型及其应用,3.2.1几类不同增长的函数模型(1),在教科书第三章的章头图中，有一大群喝水、嬉戏的兔子，但是这群兔子曾使澳大利亚伤透脑筋1859年，有人从欧洲带进澳洲几只兔子，由于澳洲有茂盛的牧草，而且没有兔子的天敌，兔子数量不断增加，不到100年，兔子们占领了整个澳大利亚，数量达到75亿只可爱的兔子变得可恶起来，75亿只兔子吃掉了相当于75亿只羊所吃的牧草，草原的载畜率大大降低，而牛羊是澳大利亚的主要牲口这使澳大利亚头痛不已，他们采用各种方法消灭这些兔子，直至二十世纪五十年代，科学家采用载液瘤病毒杀死了百分之九十的野兔，澳大利亚人才算松了一口气,材料1：澳大利亚兔子数“爆炸”,在一个月内（按30天计算），我每天给你10万元钱，你第一天给我1分钱，第二天给我2分钱，以后每天给我的钱是前一天的两倍，这样互相给钱你愿意吗？为什么？,材料2：比一比聪明,函数是描述客观世界变化规律的基本数学模型，不同的变化规律需要不同的函数模型来描述的，我们学过的函数模型有哪些呢？,一次函数 二次函数 指数函数 对数函数 幂函数 等等,对于实际问题，我们如何选择一个恰当的函数模型来刻画它呢？找出模型后又是如何去研究它的性质呢？,例1 、 假设你有一笔资金用于投资，现在有三种投资方案供你选择，这三种方案的回报如下： 方案一、每天回报40元； 方案二、第一天回报10元，以后每天比前一天多回报10元； 方案三、第一天回报0.4元，以后每天的回报比前一天翻一番。 请问，你会选择哪种投资方案？,下面我们先来看两个具体问题.,分析,我们可以先建立三种投资方案所对应的函数模型，再通过比较它们的增长情况，为选择投资方案提供依据。,解：设第x天所得回报为y元，则 方案一：每天回报40元； y=40 (xN*),方案二：第一天回报10元，以后每天比前一天多回 报10元； y=10x (xN*),方案三：第一天回报0.4元，以后每天的回报比前一天翻一番。 y=0.42x-1 (xN*),思考,(1)比较三种方案每天回报量 (2)比较三种方案一段时间内的总回报量,哪个方案在某段时间内的总回报量最多，我们就在那段时间选择该方案。,(3)三个函数模型的增减性如何？,(4)要对三个方案作出选择，就要对它们的增长情况进行分析，如何分析？,我们来计算三种方案所得回报的增长情况：,图-1,我们看到，底为2的指数函数模型比线性函数模型增长速度要快得多。从中你对“指数爆炸”的含义有什么新的理解？,函数图象是分析问题的好帮手。为了便于观察，我们用虚线连接离散的点。,图112-1,从每天的回报量来看： 第14天，方案一最多； 每58天，方案二最多； 第9天以后，方案三最多.,有人认为投资14天选择方案一；58天选择方案二；9天以后选择方案三？,下面再看累计的回报数：,结论：投资16天,应选择方案一;投资7天，应选择方案一或方案二；投资8 10天，应选择方案二；投资11天(含11天)以上，应选择方案三。,一,二,三,40,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11,80 120 160 200 240 280 320 360 400 440,10 30 60 100 150 210 280 360 450 550 660,0.4 1.2 2.8 6 12.4 25.2 50.8 102 204.4 409.2 818.8,例题的启示,解决实际问题的步骤：,实际问题,读懂问题,抽象概括,数学问题,演算,推理,数学问题的解,还原说明,实际问题的解,题目中涉及了哪几类函数模型？本例的实质是什么？,线性函数、对数函数、指数函数,对比三种函数的增长差异,例2 某公司为了实现1000万元利润的目标，准备制定一个激励销售部门的奖励方案：在销售利润达到10万元时，按销售利润进行奖励，且奖金y（单位：万元）随销售利润x（单位：万元）的增加而增加，但奖金总数不超过5万元，同时奖金不超过利润的25%。现有三个奖励模型： 其中哪个模型能符合公司的要求？,分析：某个奖励模型符合公司要求，就是依据这个模型进行奖励时，,奖金总数不超过5万元，,由于公司总的利润目标为1000万元，所以部门销售利润一般不会超过公司总的利润。,同时奖金不超过利润的25%，,于是，只需在区间10,1000上，检验三个模型是否符合公司要求即可。,不妨先作出函数图象，通过观察函数的图象，得到初步的结论再通过具体计算，确认结果。,例2 某公司为了实现1000万元利润的目标，准备制定一个激励销售部门的奖励方案：在销售利润达到10万元时，按销售利润进行奖励，且奖金y（单位：万元）随销售利润x（单位：万元）的增加而增加，但奖金总数不超过5万元，同时奖金不超过利润的25%。现有三个奖励模型： 其中哪个模型能符合公司的要求？,一次函数,对数函数,指数函数,模型限制条件： 1.奖金总数不超过5万元 2.奖金不超过利润的25% 3.利润在10万到1000万之间,我们不妨先作出函数图象：,通过观察函数图象得到初步结论：按对数模型进行奖励时符合公司的要求。,x,y,o,y=5,y=0.25x,下面列表计算确认上述判断：,y,我们来看函数 的图象:,问题:当 时,奖金是否不超过利润的25%呢?,1、四个变量 随变量 变化的数据如下表：,1.005,1.0151,1.0461,1.1407,1.4295,2.3107,5,155,130,105,80,55,30,5,33733,1758.2,94.478,5,4505,3130,2005,1130,505,130,5,30,25,20,15,10,5,0,练习,2、某种计算机病毒是通过电子邮件进行传播的，如果某台计算机感染上这种病毒，那么每轮病毒发作时，这台计算机都可能感染没被感染的20台计算机。现在10台计算机在第1轮病毒发作时被感染，问在第5轮病毒发作时可能有多少台计算机被感染？,实际 问题,读懂问题,将问题 抽象化,数学 模型,解决 问题,基础,过程,关键,目的,几种常见函数的增长情况：,小结,通过实例和计算机作图体会、认识直线上升、指数 爆炸、对数增长等不同函数模型的增长的含义，认 识数学的价值，认识数学与现实生活、与其他学科 的密切联系，从而体会数学的实用价值，享受数学 的应用美,作业：P107 页1、2题,(1)、由函数图象可以看出，它在区间10,1000上递增，而且当x=1000时，y=log71000+14.555,所以它符合资金不超过5万元的要求。,模型y=log7x+1,令f(x)= log7x+1-0.25x， x 10,1000.利用计算机作出函数f(x)的图象，由图象可知它是递减的，因此,f(x)f(10) -0.31670, 即 log7x+10.25x,所以，当x 10,1000，,令 。 利用计算机作出函数 的图象，由图象可知它是递减的，因此 即 所以当 时， 。 说明按模型 奖金不会超过利润的25%。,再计算按模型 奖励时，奖金是否不超过利润的25%，即当 时，是否有 成立。,综上所述，模型 确实能很符合公司要求。,(1) 理解问题：阅读理解，读懂文字叙述，认 真审题，理解实际背景.弄清楚问题的实际背 景和意义，设法用数学语言来描述问题. (2) 简化假设：理解所给的实际问题之后，领 悟背景中反映的实质，需要对问题作必要的 简化，有时要给出一些恰当的假设，精选问题 中关键或主要的变量. (3) 数学建模：把握新信息，勇于探索，善于联 想，灵活化归，根据题意建立变量或参数间的 数学关系，实现实际问题数学化，引进数学符 号，构建数学模型，常用的数学模型有方程、 不等式、函数.,归纳总结中学数学建模的主要步骤,(4) 求解模型：以所学的数学性质为工具对建 立的数学模型进行求解. (5) 检验模型：将所求的结果代回模型之中检 验，对模拟的结果与实际情形比较，以确定 模型的有效性，如果不满意，要考虑重新建 模. (6) 评价与应用：如果模型与实际情形比较吻 合，要对计算的结果作出解释并给出其实际 意义，后对所建立的模型给出运用范围.如果