高考数学一轮复习 第2章 函数、导数及其应用 2.9 函数模型及其应用学案 文.doc

2.9函数模型及其应用知识梳理1七类常见函数模型2指数、对数、幂函数模型的性质3解函数应用问题的步骤(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：特别提醒：(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诊断自测1概念思辨(1)在(0，)上，随着x的增大，yax(a1)的增长速度会超过并远远大于yx(0)的增长速度()(2)指数函数模型，一般用于解决变化较快，短时间内变化量较大的实际问题()(3)当a1时，不存在实数x0，使a x0x0，q1)；f(x)logpxq(p0，p1)；f(x)x2pxq.能较准确反映商场月销售额f(x)与月份x关系的函数模型为_(填写相应函数的序号)，若所选函数满足f(1)10，f(3)2，则f(x)_.答案x28x17解析()因为f(x)pqx，f(x)logqxq是单调函数，f(x)x2pxq中，f(x)2xp，令f(x)0，得x，f(x)出现一个递增区间和一个递减区间，所以模拟函数应选f(x)x2pxq.()f(1)10，f(3)2，解得p8，q17，f(x)x28x17故答案为；x28x17.题型1二次函数及分段函数模型为了保护环境，发展低碳经济，某单位在国家科研部门的支持下，进行技术攻关，新上了把二氧化碳处理转化为一种可利用的化工产品的项目，经测算，该项目月处理成本y(元)与月处理量x(吨)之间的函数关系可近似地表示为y且每处理一吨二氧化碳得到可利用的化工产品价值为200元，若该项目不获利，亏损数额国家将给予补偿(1)当x200,300时，判断该项目能否获利？如果获利，求出最大利润；如果亏损，则国家每月补偿数额的范围是多少？(2)该项目每月处理量为多少吨时，才能使每吨的平均处理成本最低？本题用函数法，再由均值定理解之解(1)当x200,300时，设该项目获利为s，则s200xx2400x80000(x400)2，所以当x200,300时，s0，因此该单位不会获利当x300时，s取得最大值5000，当x200时，s取得最小值20000，故国家每月补偿数额的范围是5000,20000(2)由题意，可知二氧化碳的每吨处理成本为当x120,144)时，x280x5040(x120)2240，所以当x120时，取得最小值240.当x144,500时，x2002 200200，当且仅当x，即x400时，取得最小值200.因为200240，所以当每月的处理量为400吨时，才能使每吨的平均处理成本最低方法技巧一次函数、二次函数及分段函数模型的选取与应用策略1在实际问题中，若两个变量之间的关系是直线上升或直线下降或图象为直线(或其一部分)，一般构建一次函数模型，利用一次函数的图象与性质求解2实际问题中的如面积问题、利润问题、产量问题或其图象为抛物线(或抛物线的一部分)等一般选用二次函数模型，根据已知条件确定二次函数解析式结合二次函数的图象、最值求法、单调性、零点等知识将实际问题解决见典例3实际问题中有些变量间的关系不能用同一个关系式给出，而是由几个不同的关系式构成，如出租车计价与路程之间的关系，应构建分段函数模型求解，但应关注以下两点：(1)构造分段函数时，要力求准确、简洁，做到分段合理、不重不漏；(2)分段函数的最值是各段的最大(或最小)值中的最大(或最小)值提醒：(1)构建函数模型时不要忘记考虑函数的定义域(2)对构建的较复杂的函数模型，要适时地用换元法转化为熟悉的函数问题求解冲关针对训练(2017广州模拟)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)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两种产品的生产若平均投入生产两种产品，可获得多少利润？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(x0)，g(x)2(x0)(2)由(1)得f(9)2.25，g(9)26，所以总利润y8.25万元设b产品投入x万元，a产品投入(18x)万元，该企业可获总利润为y万元则y(18x)2，0x18.令t，t0,3 ，则y(t28t18)(t4)2.所以当t4时，ymax8.5，此时x16,18x2，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8.5万元题型2指数函数模型(2017西安模拟)我国加入wto后，根据达成的协议，若干年内某产品的关税与市场供应量p的关系近似满足：yp(x)2(1kt)(xb) 2 (其中t为关税的税率，且t，x为市场价格，b，k为正常数)，当t时的市场供应量曲线如图：(1)根据图象求b，k的值；(2)若市场需求量为q，它近似满足q(x)2.当pq时的市场价格称为市场平衡价格为使市场平衡价格控制在不低于9元的范围内，求税率t的最小值本题用函数思想，采用换元法解(1)由图象知函数图象过(5,1)，(7,2)所以解得(2)当pq时，2(16t)(x5) 22，即(16t)(x5)211，化简得16t.令m(x9)，所以m.设f(m)17m2m，m，对称轴为m，所以f(m)maxf，所以，当m，即x9时，16t取得最大值为，即16t，解得t，即税率的最小值为.方法技巧构建指数函数模型的关注点1指数函数模型常与增长率相结合进行考查，在实际问题中有人口增长、银行利率、细胞分裂等增长问题可以利用指数函数模型来解决2应用指数函数模型时关键是对模型的判断，先设定模型，再将已知有关数据代入验证，确定参数，从而确定函数模型3ya(1x)n通常利用指数运算与对数函数的性质求解冲关针对训练某城市现有人口总数为100万人，如果年自然增长率为1.2%，试解答以下问题：(1)写出该城市人口总数y(单位：万人)与年份x(单位：年)的函数关系式；(2)计算10年以后该城市人口总数(精确到0.1万人)；(3)计算大约多少年以后该城市人口将达到120万人(精确到1年)(1.012101.127,1.012151.196,1.012161.210，log1.0121.215.3)解(1)1年后该城市人口总数为y1001001.2%100(11.2%)，2年后该城市人口总数为y100(11.2%)100(11.2%)1.2%100(11.2%)2，3年后该城市人口总数为y100(11.2%)2100(11.2%)21.2%100(11.2%)3，x年后该城市人口总数为y100(11.2%)x.所以该城市人口总数y(万人)与年份x(年)的函数关系式是y100(11.2%)x(xn)(2)10年后该城市人口总数为100(11.2%)10112.7(万人)所以10年后该城市人口总数约为112.7万人(3)设x年后该城市人口将达到120万人，即100(11.2%)x120，于是1.012x，所以xlog1.012log1.0121.215.315(年)，即大约15年后该城市人口总数将达到120万人题型3对数函数模型某企业根据分析和预测，能获得10万1000万元的投资收益，企业拟制定方案对科研进行奖励，方案：奖金y(万元)随投资收益x(万元)的增加而增加，且奖金不超过9万元，同时奖金也不超过投资收益的20%，并用函数yf(x)模拟此方案(1)写出模拟函数yf(x)所满足的条件；(2)试分析函数模型y4lg x3是否符合此方案要求，并说明理由用函数思想，采用导数法解(1)由题意，yf(x)所满足的条件是：f(x)在10,1000上为增函数，f(x)9，f(x)x.(2)对于y4lg x3，显然在10,1000上是增函数，满足条件.当10x1000时，4lg 103y4lg 10003，即1y9，满足条件.证明如下：f(x)x，即4lg x3x，对于x10,1000恒成立令g(x)4lg x3x，x10,1000，g(x)，e，lg elg，20lg e10，又x10，20lg ex0，g(x)0对于x10,1000恒成立，g(x)在10,1000上是减函数g(x)g(10)4lg 1031010，因此x1.故选d.3(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yekxb(e2.718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192eb,48e22kbe22keb，所以e22k，所以e11k或(舍去)，于是该食品在33 的保鲜时间是e33kb(e11k)3eb319224(小时)4(2017江西九江七校联考)某店销售进价为2元/件的产品a，该店产品a每日的销售量y(单位：千件)与销售价格x(单位：元/件)满足关系式y4(x6)2，其中2x6.(1)若产品a销售价格为4元/件，求该店每日销售产品a所获得的利润；(2)试确定产品a的销售价格x的值，其使该店每日销售产品a所获得的利润最大(保留1位小数)解(1)当x4时，y4(46)221千件，此时该店每日销售产品a所获得的利润为(42)2142千元(2)该店每日销售产品a所获得的利润f(x)(x2)104(x6)2(x2)4x356x2240x278(2x6)，从而f(x)12x2112x2404(3x10)(x6)(2x0，函数f(x)单调递增；在上，f(x)0，函数f(x)单调递减所以x是函数f(x)在(2,6)内的极大值点，也是最大值点，所以当x3.3时，函数f(x)取得最大值故当销售价格为3.3元/件时，利润最大 基础送分 提速狂刷练一、选择题1(2018福州模拟)在一次数学实验中，运用计算器采集到如下一组数据：x2.01.001.02.03.0y0.240.5112.023.988.02则y关于x的函数关系与下列函数最接近的(其中a，b为待定系数)是()ayabx byabxcyax2b dya答案b解析由x0时，y1，排除d；由f(1.0)f(1.0)，排除c；由函数值增长速度不同，排除a.故选b.2(2017云南联考)某工厂6年来生产某种产品的情况是：前三年年产量的增长速度越来越快，后三年年产量保持不变，则该厂6年来这种产品的总产量c与时间t(年)的函数关系可用图象表示的是()答案a解析由于开始的三年产量的增长速度越来越快，故总产量迅速增长，图中符合这个规律的只有选项a；后三年产量保持不变，总产量直线上升故选a.3某杂志每本原定价2元，可发行5万本，若每本提价0.20元，则发行量减少4000本，为使销售总收入不低于9万元，需要确定杂志的最高定价是()a2.4元 b3元 c2.8元 d3.2元答案b解析设每本定价x元(x2)，销售总收入是y元，则yx104x(92x)9104.2x29x90x3.故选b.4(2017南昌期末)某公司租地建仓库，每月土地费用与仓库到车站距离成反比，而每月货物的运输费用与仓库到车站距离成正比如果在距离车站10 km处建仓库，则土地费用和运输费用分别为2万元和8万元，那么要使两项费用之和最小，仓库应建在离车站()a5 km处 b4 km处 c3 km处 d2 km处答案a解析设仓库与车站距离为x，土地费用为y1，运输费用为y2，于是y1，y2k2x，解得k120，k2.设总费用为y，则y28.当且仅当，即x5时取等号故选a.5(2015北京高考)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答案d解析对于a选项，从图中可以看出当乙车的行驶速度大于40 km/h时的燃油效率大于5 km/l，故乙车消耗1升汽油的行驶路程可大于5千米，所以a错误；对于b选项，由图可知甲车消耗汽油最少；对于c选项，甲车以80 km/h的速度行驶时的燃油效率为10 km/l，故行驶1小时的路程为80千米，消耗8 l汽油，所以c错误；对于d选项，当最高限速为80 km/h且速度相同时丙车的燃油效率大于乙车的燃油效率，故用丙车比用乙车更省油，所以d正确故选d.6(2017北京朝阳测试)将甲桶中的a升水缓慢注入空桶乙中，t分钟后甲桶中剩余的水符合指数衰减曲线yaen t假设过5分钟后甲桶和乙桶的水量相等，若再过m分钟甲桶中的水只有，则m的值为()a7 b8 c9 d10答案d解析根据题意知e5n，令aaen t，即en t，因为e5n，故e15n，比较知t15，m15510.故选d.7(2016天津模拟)国家规定某行业征税如下：年收入在280万元及以下的税率为p%，超过280万元的部分按(p2)%征税，有一公司的实际缴税比例为(p0.25)%，则该公司的年收入是()a560万元 b420万元 c350万元 d320万元答案d解析设该公司的年收入为x万元，纳税额为y万元，则由题意得y依题有(p0.25)%，解得x320.故选d.8假设你有一笔资金用于投资，现有三种投资方案供你选择，这三种方案每天的回报如图所示横轴为投资时间，纵轴为每天的回报，根据以上信息，若使回报最多，下列说法错误的是()a投资3天以内(含3天)，采用方案一b投资4天，不采用方案三c投资6天，采用方案一d投资12天，采用方案二答案d解析由图可知，投资3天以内(含3天)，方案一的回报最高，a正确；投资4天，方案一的回报约为404160(元)，方案二的回报约为10203040100(元)，都高于方案三的回报，b正确；投资6天，方案一的回报约为406240(元)，方案二的回报约为102030405060210(元)，都高于方案三的回报，c正确；投资12天，明显方案三的回报最高，所以此时采用方案三，d错误故选d.9(2017福建质检)当生物死亡后，其体内原有的碳14的含量大约每经过5730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用一般的放射性探测器探测不到，则它经过的“半衰期”个数至少是()a8 b9 c10 d11答案c解析设死亡生物体内原有的碳14含量为1，则经过n(nn*)个“半衰期”后的含量为n，由n0.1)(2)由t0.10.25，得t0.6.故至少需经过0.6小时学生才能回到教室三、解答题15(2017济宁期末)已知某商品的进货单价为1元/件，商户甲往年以单价2元/件销售该商品时，年销量为1万件，今年拟下调销售单价以提高销量增加收益据估算，若今年的实际销售单价为x元/件(1x2)，则新增的年销量p4(2x)2(万件)(1)写出今年商户甲的收益f(x)(单位：万元)与x的函数关系式；(2)商户甲今年采取降低单价提高销量的营销策略，