广州市第47中学高二数学竞赛辅导讲义 PAGE.doc

应 用 题 专 题 重 点1. 与函数、方程、不等式有关的应用问题2. 与数列有关的应用问题难 点提炼、解决在相关学科、生产、生活中的数学问题，并能用数学语言正确地加以表述。考点概述数学应用性问题是历年高考命题的主要题型之一，也是考生失分较多的一种题型。解答这类问题的要害是深刻理解题意，学会文字语言向数学的符号语言的翻译转化，这就需要建立恰当的数学模型，这当中，函数，数列，不等式，排列组合是较为常见的模型，而三角，立几，解几等模型也应在复习时引起重视。高考应用性问题的热门话题是增减比率型和方案优化型，另外，估测计算型和信息迁移型也时有出现。当然，数学高考应用性问题关注当前国内外的政治，经济，文化，紧扣时代的主旋律，凸显了学科综合的特色。一、求解应用题的一般步骤：1、审清题意：认真分析题目所给的有关材料，弄清题意，理顺问题中的条件和结论，找到关键量，进而明确其中的数量关系(等量或大小关系)2、建立文字数量关系式：把问题中所包含的关系可先用文字语言描述关键量之间的数量关系，这是问题解决的一把钥匙。3、转化为数学模型：将文字语言所表达的数量关系转化为数学语言，建立相应的数学模型(一般要列出函数式、三角式、不等式、数列、排列组合式、概率以及利用几何图形等进行分析)，转化为一个数学问题。4、解决数学问题：利用所学数学知识解决转化后的数学问题，得到相应的数学结论。5、返本还原：把所得到的关于应用问题的数学结论，还原为实际问题本身所具有的意义。二、应用题的常见题型及对策1、与函数、方程(组)、不等式(组)有关的题型： 常涉及物价、路程、产值、环保、土地等实际问题，也常常涉及角度、长度、面积、造价、利润等最优化问题。解决这类问题一般要利用数量关系，列出有关解析式，然后运用函数、方程、不等式等有关知识和方法加以解决，尤其对函数最值、均值定理用得较多。2、与数列有关的问题：常涉及到产量、产值、繁殖、利息、物价、增长率、植树造林、土地沙化等有关的实际问题。解决这类问题常构造等差数列、等比数列(无穷递增等比数列)，利用其公式解决或通过递推归纳得到结论，再利用数列知识求解。3、与空间图形有关的问题：常与空间观测、面积、体积、地球的经纬度等问题有关。解决此类问题常利用立体几何、三角方面的有关知识。4、与直线、圆锥曲线有关的题型：常涉及定位、人造地球卫星、光的折射、反光灯、桥梁、线性规划等实际问题。常通过建立直角坐标系，运用解析几何知识来解决。5、与正、余弦定理及三角变换有关的题型：常涉及实地测量、计算山高、河宽、最大视角等。6、与排列、组合有关的问题：运用排列、组合等知识解决7、与概率、统计有关的应用问题：这是近几年高考(新课程卷)的重点、热点，是必考内容，主要用概率公式和排列组合知识。对常规型应用题，可使用下列“解题表”：（一）通读全题，初步估计本题属于哪种数学模型；（二）目标是什么?未知是什么?（三）清理题目中所有量：有哪些是已知量?哪些是未知量?哪些是常量?哪些是变量?是否需要设置新的量?（四）能否画个示意图?列个表?（五）条件中有哪些基本关系?是相等关系，还是不等关系？（六）涉及这些关系有哪些数学知识?能否将（三）中的量代入使之成为方程或不等式?（七）能否将上面的代数式化简?能否通过解方程或解不等式求出未知量?（八）完成并检验全题例题与练习1如图1，小圆圈表示网络的结点，结点之间的连线表示它们有网线相联，连线标注的数字表示该段网线单位时间内可以通过的最大信息量现从结点A向结点B传递信息，信息可以分开沿不同的路线同时传递，则单位时间内传递的最大信息量为（） 26 24 20 19 图1 图2 图3讲解：这是2001年全国高考题，是一道典型的非常规应用题，所用数学知识甚至小学程度就够了，但许多考生却选择了错误的答案，究其原因，主要是“文字理解”这一关过不了这些考生按图中“通路”求信息量，求出了351220，461222，761225，681226，故选这里就是将“连线标注的数字表示该段网线单位时间内可以通过的最大信息量”中“通过”没有理解正确对最上面一条“通路”来说，它最多只能通过“3、5、12”中的最小值3个信息！依次还有4、6、6个，因此从A出发的信息到B最多有346619个正确答案为2向高为H的水瓶中注水，注满为止如果注水量V与水深h的函数关系的图象如图2所示，那么水瓶的形状是（）讲解：本题要求根据图2中函数关系的大致图象（粗略的），对图中四个形状容器可能相符的容器作出判断，这里没有数值的运算，甚至没有严格的形式推理，生活常识、图象的变化趋势（性质）是判断的依据我们可以说：从图可见，若水深H从0变化到（2）时变化状况与（2）变化到H变化状况相比，注水量在减少，符合这一性质的只有选择支3甲乙两地相距S公里，汽车从甲地匀速行驶到乙地，速度不得超过c千米时.已知汽车每小时的运输成本（以元为单位）由可变部分和固定部分组成，可变部分与速度（千米时）的平方成正比，并且系数为b，固定部分为a元（1）将全程运输成本y表示成v的函数，并指出这个函数的定义域；（2）为了使全程运输成本最小，汽车以多大速度行驶?讲解：（1）依题意知汽车从甲地匀速行驶到乙地所用时间为（S），全程运输成本为（S）（S）S（），所以所求函数及其定义域为S（），（0，（2）由题意知S，都是正数，故有S（）2S当且仅当（），即时上式中等号成立当，全程运输成本最小当，（0，时，有S（）S（）S（）（）（）（S）（）（）因为0，且2，故有20所以S（）S（）且仅当时，全程运输成本最小综上所述，为使全程运输成本y最小，当时，行驶速度应为；当时，行驶速度应为说明：根据生活常识，汽车速度不会是一个无穷大的量，本题题意中“速度不得超过c千米时”是一个重要的条件，它不仅是在第（1）小题求定义域的依据，更是第（2）小题中分类讨论中分类的标准故而注意这类实际意义中量所受的制约及在解题中的作用是非常重要的4如图3所示，开始时桶1中有a升水，t秒后剩余的水符合指数衰减曲线，那么桶2中的水就是.假定当5分钟后，桶1中的水与桶2中的水相等，那么再过多少分钟桶1中的水只有（4）讲解：由题意得55，即5（12）设再过t分钟后桶1中的水只有（4），那么（5）（4），（5）（14）将（1）式平方，得10（14）比较、，得（5）10，即5所以再过5分钟后桶1中的水只有（4）说明：从式中可以解出（15）（12），但这只是题目的一个过渡量，并无一定解出的必要一些同学解出后，不仅增加了解题步骤，而且有可能陷入繁琐运算使解题夭折5若干毫升水倒入底面半径为2的圆柱形器皿中，量得水面的高度为6cm若将这些水倒入轴截面是正三角形的倒圆锥形器皿中，则水面的高度是（） 6某电脑用户计划使用不超过500元的资金购买单价分别为60元、70元的单片软件和盒装磁盘根据需要，软件至少买3片，磁盘至少买2盒，则不同的选购方式共有（）A5种 B6种 C7种 D8种 解析：设购买软件x片，x3且xN*，磁盘y盒，y2且yN*，则60x+70y500，即6x+7y50当x=3时，y=2，3，4.有3种选购方式.当x=4时，y=2，3.有2种选购方式.当x=5时，y=2.有1种选购方式.当x=6时，y=2.有1种选购方式。综上，共有7种选购方式，故选C.评述：此题考查不等式的应用，建模能力，分类讨论思想及应用意识.7.设计一幅宣传画，要求画面面积为4840，画面的宽与高的比为（1），画图的上、下各留8空白，左、右各留5空白，则当_时，宣传画所用纸张面积最小讲解：设画面高为x cm，宽为x cm，则x24840.设纸张面积为S，有S（x16）（x10）x2（1610）x160，将x代入上式，得S500044（8）.当8 ，即（1时，S取得最小值，评述：本题主要考查建立函数关系式、求函数的最小值的方法和运用数学知识解决实际问题的能力8.从社会效益和经济效益出发，某地投入资金进行生态环境建设，并以此发展旅游产业根据规划，本年度投入800万元，以后每年投入比上年减少（15）本年度当地旅游业收入估计为400万元由于该项建设对旅游业的促进作用，预计今后的旅游业收入每年会比上年增加（14）（1）设年内（本年度为第一年）总投入为万元，旅游业总收入为万元，写出、的表达式；（2）至少经过几年，旅游业的总收入才能超过总投入?9. 如图4，为处理含有某种杂质的污水，要制造一底宽为2米的无盖长方体沉淀箱污水从A孔流入，经沉淀后从B孔流出设箱体的长度为a米，高度为米，已知流出的水中该杂质的质量分数与a、b的乘积ab成反比现有制箱材料60平方米，问当a、b各为多少米时，经沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小（A、B孔的面积忽略不计） 图4 图5 图6解法一：设y为流出的水中杂质的质量分数，则y=，其中k0为比例系数，依题意，即所求的a、b值使y值最小.根据题设，有4b+2ab+2a=60（a0，b0） 得b=（0a30于是当a+2=时取等号，y达到最小值.这时a=6，a=10（舍去） 将a=6代入式得b=3故当a为6米，b为3米时，经沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小.解法二：依题意，即所求的a、b值使ab最大.由题设知4b+2ab+2a=60（a0，b0）即a+2b+ab=30（a0，b0）a+2b2 2ab30当且仅当a=2b时，上式取等号.由a0，b0，解得0ab18 即当a=2b时，ab取得最大值，其最大值为18. 2b218解得b=3，a=6.故当a为6米，b为3米时，经沉淀后流出的水中该杂质的质量分数最小.评述：本题考查综合应用所学数学知识、思想和方法解决实际问题的能力，考查函数关系、不等式性质、最大值、最小值等基础知识，考查利用均值不等式求最值的方法、阅读理解能力、建模能力10. 图5为一台冷轧机的示意图冷轧机由若干对轧辊组成，带钢从一端输入，经过各对轧辊逐步减薄后输出（1）输入带钢的厚度为，输出带钢厚度为，若每对轧辊的减薄率不超过0问冷轧机至少需要安装多少对轧辊? （一对轧辊减薄率（输入该对的带钢厚度-从该对输出的带钢厚度输入该对的带钢厚度）（2）已知一台冷轧机共有4对减薄率为20%的轧辊，所有轧辊周长均为1600mm.若第k对轧辊有缺陷，每滚动一周在带钢上压出一个疵点，在冷轧机输出的带钢上，疵点的间距为.为了便于检修，请计算、并填入下表（轧钢过程中，带钢宽度不变，且不考虑损耗）轧辊序号1234疵点间距（单位：）1600解析：本小题主要考查等比数列，对数计算等基本知识，考查综合运用数学知识和方法解决实际问题的能力。（I）解：厚度为a的带钢经过减薄率均为ro的n对轧辊后厚度为a(1-r0)n.为使出带钢的厚度不超过，冷轧机的轧辊数（以对为单位）应满足a(1-ro)n，即 (1-ro)n/a 由于(1-ro)nO, /a0,对上式两端取对数，得nlg(l-ro)lg(/a).由于lg(1-ro)0,所以n(lg-lga)/lg(1-ro).因此，至少需要安装不小于(lg-lga)/lg(1-ro)的整数对轧辊（II）解法一：第k对轧辊出口处疵点间距离为轧辊周长，在此处出口的两疵点间带钢的体积为1600a(1-r)k宽度 （其中r20），而在冷轧机出口处两疵点间带钢的体积为Lka(1-r)4宽度。因宽度相等，且无损耗，由体积相等得1600a(1-r)k=Lka(1-k)4(r=20%),即 Lk=16000.8K-4由此得 l3=2000(mm), l2=2500(mm), l1=3125（mm)解法二：第3对轧辊出口疵点间距为轧辊周长，在此处出口的两疵点间带钢体积与冷轧机出口处两疵点间带钢体积相等，因宽度不变，有：1600=L3(1-0.2),所以 L3=1600/0.8=2000(mm).同理 L2=L3/0.8=2500(mm). L1=L2/0.8=3125(mm).11一只船上有两根高度均为25英尺、相距50英尺的桅杆；有一条100英尺长的绳子，两端系在两根桅杆的顶上，并按图6所示的方式绷紧假定这条绳子在系到桅杆上时并没减少长度，且处于两根桅杆所在的平面内，求绳子与甲板接触之点到前面一根桅杆的距离（注：1英尺03048米，本题可用计算器）12 甲方是一农场，乙方是一工厂，由于乙方生产须占用甲的资源，因此甲有权向乙方索赔以弥补经济损失并获得一定净收入，在乙方不赔付甲方的情况下，乙方的年利润x(元)与年产量t(吨)满足函数关系。若乙方每生产一吨产品必须赔付甲方s元(以下称s为赔付价格)，(1)将乙方的年利润w(元)表示为年产量t(吨)的函数，并求出乙方获得最大利润的年产量；(2)甲方每年受乙方生产影响的经济损失金额y=0.002t2(元)，在乙方按照获得最大利润的产量进行生产的前提下，甲方要在索赔中获得最大净收入，应向乙方要求的赔付价格s是多少？(1)解法一：因为赔付价格为s元/吨，所以乙方的实际年利润为：因为时，w取得最大值，所以乙方取得最大年利润的年产量解法二：因为赔付价格s/吨，所以乙方的实际利润为：由当t0；当tt0时w0，所以t=t0时，w取得最大值，因此乙方取得最大年利润的年产量(2)设甲方净收入为v元，则v=st-0.002t2，将代入上式，得到甲方净收入v与赔付价格s之间的函数关系式又令v=0，得s=20 当s0；当s20时，v1，有bn+1=bn0.94+x=bn-10.942+(1+0.94)x，当，即x1.8时，bn+1bnb1=30当并且数列bn逐项增加，可以任意靠近因此，如果要求汽车保有量不超过60万辆，即bn60(n=1，2，3，)则 综上，每年新增汽车不应超过3.6万辆。16. (05辽宁18)如图，在直径为1的圆O中，作一关于圆心对称、邻边互相垂直的十字形，其中yx0。()将十字形的面积表示为的函数；()为何值时，十字形的面积最大？最大面积是多少？()解：设S为十字形的面积，则S=2xy-x2 ()解法一：其中当，即所以，当时，S最大，S的最大值为解法二：因为S=2sincos-cos2，所以S=2cos2-2sin2+2sincos=2cos2+sin2，令S=0，即2cos2+sin2=0，可解得 所以，当时，S最大，S的最大值为17 据气象台预报，在A市正东方向300公里的B处有一台风中心形成，并以每小时40公里的速度向西北方向移动，距离台风中心250公里内的地方都要受其影响。问：从现在起，大约多长时间后，台风将影响A市，持续时间有多长？分析：台风中心在运动，它的运动规律是什么？我们可以建立一个直角坐标系来研究这一规律。视A市为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系XOY，则B处的坐标(300，0)，圆A的方程为x2+y2=2502，易知当台风中心在圆A上或内部时，台风将影响A市。解：建立如图所示的直角坐标系，台风中心运动的轨迹是一条射线，由于台风中心以每小时40公里的速度向西北方向移动，于是可设台风中心所在的射线的参数方程为： 即，其中，参数t的物理意义是时间(小时)，于是问题转化为“当时间t在何范围时，台风中心在圆A的内部或边界上”。台风中心在圆A上或者内部的充要条件是：解得1.9t8.6所以大约2小时后，A市将受到台风影响，并持续6.5小时左右。说明：这个解析几何模型对于研究台风、寒流、沙暴中心的运动规律，指导和预防自然灾害的影响具有现实意义。18. 某厂生产某种零件，每个零件的成本为40元，出厂单价定为60元，该厂为鼓励销售商订购，决定当一次订购量超过100个时，每多订购一个，订购的全部零件的出厂单价就降低0.02元，但实际出厂单价不能低于51元。()当一次订购量为多少个时，零件的实际出厂单价恰降为51元？()设一次订购量为x个，零件的实际出厂单价为P元，写出函数P=f(x)的表达式；()当销售商一次订购500个零件时，该厂获得的利润是多少元？如果订购10