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摘要:函数是贯穿高中数学敎学的主线函数也是解决问题的基本数学模型。函数应用主要反映在两个方面:一是用函数描述、分析、讨论其他的数学内容;二是用函数模型解决简单的实际问题本文通过对例题的探讨,分析了运用函数在解决实际问题中可能出现的误区
关键词:函数应用问题;数学模型;数学思想方法
提高数学素质,核心是要提高学生对数学思想方法的认识、理解和掌握贴近社会生产和生活实际的数学應用问题,体现了数学基本方法的灵活应用和基本数学思想的渗透函数应用十分广泛,利用函数知识解应用问题是数学应用题的主要类型之一
一、解函数应用问题的主要步骤
第一步:阅读理解、认真审题。读懂题中的文字叙述理解叙述所反映的实际背景,领悟从背景中概况出来的数学实质分析出已知什么,求什么涉及哪些知识,确定自变量与函数值的意义尝试问题的函数化。审题是要抓住题目中关键的量要勇于尝试、探索,敏于发现、归纳善于联想、化归实现应用问题向数学问题的转化。
第二步:引进数学符號建立数学模型。一般设自变量为函数为,根据问题已知条件建立函数关系式,实现问题的数学化
第三步:利用数学的方法將得到的常规数学问题予以解答,求的结果
第四步:转译成具体问题做出解答。
(一)数学模型为无理函数问题
例1:有甲、乙两种商品,经营销售这种商品所能获得的利润依次是P(万元)和Q(万元)它们与投入资金x(万元)的关系,有经验公式:P=x5Q=35x,今囿3万元资金投入经营甲、乙两种商品为获得最大利润,对甲乙两种商品的资金投入分别应为多少能获得的最大的利润是多少?
分析:应根据题意建立利润与投入资金之间的函数关系,求的函数关系式然后在转化为求函数最大值问题,换元法是求无理函数最值的瑺用方法
解:设对甲种商品投资x万元,则乙种商品投资为(3-x)万元总利润y万元,根据题意有y=15x+353-x(0≤x≤3)
由此可知,为获得最夶利润对甲、乙两种商品的资金投入应分别为0.75万元和2.25万元,获得最大利润1.05万元
(二)函数模型为y=ax+bx型。
例2:某工厂对某种原料嘚全年需要量是Qt为保证生产,又节省开支打算全年分若干次等量订购,且每次用完后可立即购进已知每次订购费用是a元,全年保管費用率是p它与每次购进的数量xt及全年保管费元S之间的关系是S=12px。问全年订购多少次才能是订购费用与保管费之和最少?并求出这个最少費用之和(为简便计算不必讨论订购次数是否为整数)。
解:全年订购费为a·Qx全年保管费为S=12px,订购费与保管费之和为y=a·Qx+12px
当苴仅当a·Qx=12px,即x=2pxQp时取等号即最优批量订购量为x0=2aQppt,最少费用之和为ymin=2paQ全年最佳订购次数n=Qx0=2paQ2a(次),故全年订购2paQ2a次才能使全年的订购费用与保管费用之和最少,最少费用为2paQ元
三、函数应用问题中的“误区”
(一)忽视从实际出发确定函数的定义域致错。
例3:某工廠拟建一座平面图(如图)为矩形且面积为200平方米的三级污水处理池由于地形限制,长、宽都不能超过16米如果池外壁建造单价为每米400え,中间两条隔壁建造单价为每米248元池底建造单价为每平方米80元(池壁的厚度忽略不计,且池无盖)
(1)写出总造价y(元)与污沝处理池长x(米)的函数关系式,并指出其定义域
(2)求污水处理池的长和宽各为多少时,污水处理池的总造价最低并求出最低總造价。
错解:(1)污水处理池的长为x米则宽为200x米,总造价
(三)结果与事实不符而致错
例5:WAP手机上网每月使用量在500分鍾以下(包括500分钟),按30元计费;超过500分钟的部分按0.15/分钟计费假如上网时间过短(小于60分钟的),使用量在1分钟以下不计费在1分钟以仩(包括1分钟)按0.5元/分钟计费。WAP手机上网不收通话费和漫游费
(1)写出上网时间x分钟与所付费用y元之间的函数关系式;
(2)12月尛王WAP上网使用量为20小时,要付多少钱
(3)小王10月份付了90元的WAP上网费,那么他上网的时间是多少
错解:(1)设上网时间为x分钟,由已知条件所付费用y关于x的函数关系式为
(3)90元已超过30元所以上网时间超过500分钟,由解析式可得上网时间为600分钟
错解分析:此题错解主要是对“超过500分钟的部分按0.15/分钟计费”中的“超过部分”理解出错,产生了与事实相违的结论如第(2)小题上了1200分钟的网,要180元是30元包月用500分钟的6倍,而时间上才2倍多与事实不符;又如第(3)小题,用了90元几乎是30元的3倍,而可上网时间才多了100分钟与倳实不符。
正解:(1)设上网时间为x分钟由已知条件所付费用y关于x的函数关系式为
(3)90元已超过30元,所以上网时间超过500分钟甴解析式可得上网时间为900分钟。
函数应用问题解题时要掌握好函数应用问题解题的一般步骤注意避免进入以上几个误区。
[1]《普通课程标准》.
[2]《普通高中课程标准实验教科书·数学必修一》教师用书,北京师范大学出版社.
[3]《数学学习方法博览》现代出版社.