
(1)本節(jié)將要研究哪類問題?
(2)本節(jié)研究的起點是什么?目標是什么?
問題1 閱讀課本第121~123,回答下列問題:
(1)本節(jié)將要研究函數(shù)的應用,所涉及到的函數(shù)包括分段函數(shù)、一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)等.
起點是分段函數(shù)、一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)等的圖像和性質.目標是能通過閱讀理解讀懂題目中文字敘述所反映的實際背景,領悟其中的數(shù)學道理,弄清題中出現(xiàn)的量及其數(shù)學含義;能根據(jù)實際問題的具體背景,進行數(shù)學化設計,將實際問題轉化為數(shù)學問題(即建立數(shù)學模型),并運用函數(shù)的相關性質解決問題;能處理有民生、經(jīng)濟、物里等方面的實際問題.
因為函數(shù)可以描述一個量依賴于另外一個量變化而變化的情況,函數(shù)的應用不僅體現(xiàn)在用函數(shù)解決數(shù)學問題,還體現(xiàn)在用函數(shù)解決實際問題,所以函數(shù)的知識在實際生活中有著廣泛的應用.本節(jié)課我們將利用給定的函數(shù)模型或建立函數(shù)模型解決實際問題,并對給定的函數(shù)模型進行簡單的分析評價.下面我們通過例子來說明.
例1 為了鼓勵大家節(jié)約用水,自2013年以后,上海市實行了階梯水價制度,其中每戶的綜合用水單價與戶年用水量的關系如下表所示.
(1)寫出f(x)的解析式;(2)假設居住在上海的張明一家2015年共用水260 m3,則張明一家2015年應繳納水費多少元?
記戶年用水量為m3時應繳納的水費為f(x)元.
例1?。?)寫出f(x)的解析式;
不難看出,f(x)是一個分段函數(shù),而且:
當0<x≤220時,有f(x)=3.45x;
當220<x≤300時,有
f(x)=220×3.45+(x-220)×4.83=4.83x-303.6;
f(x)=220×3.45+(300-220)×4.83+(x-300)×5.83 =5.83x-603.6.
例1 (2)假設居住在上海的張明一家2015年共用水260 m3,則張明一家2015年應繳納水費多少元?
因為220<260≤300,所以
f(260)=4.83×260-303.6=952.2,
因此張明一家2015年應繳納水費952.2元.
實行階梯水價,鼓勵大家節(jié)約用水.
例2 城鎮(zhèn)化是國家現(xiàn)代化的重要指標,據(jù)有關資料顯示,1978—2013年,我國城鎮(zhèn)常住人口從1.7億增加到7.3億.假設每一年城鎮(zhèn)常住人口的增加量都相等,記1978年后第t(限定t<40)年的城鎮(zhèn)常住人口為f(t)億.寫出f(t)的解析式,并由此估算出我國2017年的城鎮(zhèn)常住人口數(shù).
因為每一年城鎮(zhèn)常住人口的增加量都相等,所以f(t)是一次函數(shù),設f(t)=kt+b,其中k,b是常數(shù)
注意到2013年是1978年后的第2013-1978=35年,因此
解得k=0.16,b=1.7.因此
f(t)=0.16t+1.7,t∈N且t<40.
又因為2017年是1978年后的第2017-1978=39年,而且
f(39)=0.16×39+1.7=7.94,
所以由此可估算出我國2017年的城鎮(zhèn)常住人口為7.94億.
(1)對實際問題研究的一個目的是為了預測未來;(2)函數(shù)的平均變化率是一個常數(shù)時,函數(shù)是一次函數(shù);(3)2017年的城鎮(zhèn)常住人口數(shù)也可按照下述方式計算:
例3 某農(nóng)家旅游公司有客房160間,每間房單價為200元時,每天都客滿.已知每間房單價每提高20元,則客房出租數(shù)就會減少10間.若不考慮其他因素,旅游公司把每間房單價提到多少時,每天客房的租金總收入最高?
設每間房單價提高x個20元時,每天客房的租金總收入為y元.
因為此時每間房單價為200+20x元,而客房出租數(shù)將減少10x間,即為160-10x間,因此
y=(200+20x)(160-10x)
=200(10+x)(16-x)
=200(-x2+6x+160)
=200[-(x-3)2+169]
=-200(x-3)2+33 800.
從而可知,當x=3時,y的最大值為33800.
因此每間房單價提到200+20×3=260元時,每天客房的租金總收入最高.
本題中的最值也可用不等式的知識得到:
例4 某單位計劃用圍墻圍出一塊矩形場地,現(xiàn)有材料可筑墻的總長度為l,如果要使圍墻圍出的場地面積最大,則矩形的長、寬各等于多少?
設矩形的長為x時,場地的面積為S.
追問:你能用均值不等式求得S的最大值嗎?
設矩形的長為x,寬為y,
例5 已知某產(chǎn)品的總成本C與年產(chǎn)量Q之間的關系為C=aQ2+3000,且當年產(chǎn)量是100時,總成本是6000.設該產(chǎn)品年產(chǎn)量為Q時的平均成本為f(Q).
(1)求f(Q)的解析式;
(2)求年產(chǎn)量為多少時,平均成本最小,并求最小值.
將Q=100,C=6000代入C=aQ2+3000中,可得
1002a+3000=6000
因此,當年產(chǎn)量為100時,平均成本最小,且最小值為60.
利用均值不等式求最值的條件:一正二定三相等,缺一不可.注意檢驗均值不等式是否能取到等號.
問題2 回顧本節(jié)課,你有什么收獲?
(1)本節(jié)課中的實際問題里涉及了哪些函數(shù)模型?
(2)解決函數(shù)類型的實際問題的解題步驟是什么?
作業(yè):教科書教科書P124習題3-3B 1~2
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