函數(shù)模型的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)（2）

本節(jié)通過一些函數(shù)模型的實(shí)例，讓學(xué)生感受建立函數(shù)模型的過程和方法，體會函數(shù)在數(shù)學(xué)和其他學(xué)科中的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步認(rèn)識到函數(shù)是描述客觀世界變化規(guī)律的基本數(shù)學(xué)模型，能初步運(yùn)用函數(shù)思想解決一些生活中的簡單問題。

課程目標(biāo)

1.能利用已知函數(shù)模型求解實(shí)際問題.

2.能自建確定性函數(shù)模型解決實(shí)際問題.

數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)

課件教案

1.數(shù)學(xué)抽象：建立函數(shù)模型,把實(shí)際應(yīng)用問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題；

2.邏輯推理：通過數(shù)據(jù)分析，確定合適的函數(shù)模型；

3.數(shù)學(xué)運(yùn)算：解答數(shù)學(xué)問題,求得結(jié)果；

4.數(shù)據(jù)分析：把數(shù)學(xué)結(jié)果轉(zhuǎn)譯成具體問題的結(jié)論,做出解答；

5.數(shù)學(xué)建模：借助函數(shù)模型，利用函數(shù)的思想解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題.

重點(diǎn)：利用函數(shù)模型解決實(shí)際問題；

難點(diǎn)：數(shù)模型的構(gòu)造與對數(shù)據(jù)的處理．

教學(xué)方法：以學(xué)生為主體，采用誘思探究式教學(xué)，精講多練。

教學(xué)工具：多媒體。

一、情景導(dǎo)入

我們知道，函數(shù)是描述客觀世界變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，不用的變化規(guī)律需要用不同的函數(shù)模型來刻畫.請學(xué)生們思考：常見的函數(shù)模型都有哪些？面臨一個實(shí)際問題，該如何選擇恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù)模型

來刻畫它呢？

要求：讓學(xué)生自由發(fā)言，教師不做判斷。而是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步觀察.研探.

二、預(yù)習(xí)課本，引入新課

閱讀課本148-150頁，思考并完成以下問題

1. 常見的數(shù)學(xué)模型有哪些？其中待定系數(shù)有哪些限制條件？

2. 解決實(shí)際問題的基本過程是什么？

要求：學(xué)生獨(dú)立完成，以小組為單位，組內(nèi)可商量，最終選出代表回答問題。

三、新知探究

1.常見的數(shù)學(xué)模型有哪些?

(1)一次函數(shù)模型:f(x)=kx+b(k,b為常數(shù),k≠0);

(2)反比例函數(shù)模型:f(x)=+b(k,b為常數(shù),k≠0);

(3)二次函數(shù)模型:f(x)=ax2+bx+c(a,b,c為常數(shù),a≠0);

注意:二次函數(shù)模型是高中階段應(yīng)用最為廣泛的模型,在高考的應(yīng)用題考查中最為常見.

(4)指數(shù)函數(shù)模型:f(x)=abx+c(a,b,c為常數(shù),a≠0,b>0,且b≠1);

(5)對數(shù)函數(shù)模型:f(x)=mlogax+n(m,n,a為常數(shù),m≠0,a>0,且a≠1);

(6)冪函數(shù)模型:f(x)=axn+b(a,b,n為常數(shù),a≠0,n≠1);

(7)分段函數(shù)模型:這個模型實(shí)則是以上兩種或多種模型的綜合,因此應(yīng)用也十分廣泛.

2.解答函數(shù)實(shí)際應(yīng)用問題時,一般要分哪四步進(jìn)行?

(1)審題——弄清題意，分清條件和結(jié)論，理順數(shù)量關(guān)系，初步選擇模型；

(2)建?！獙⒆匀徽Z言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言，將文字語言轉(zhuǎn)化為符號語言，利用數(shù)學(xué)知識建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；

(3)求?！蠼鈹?shù)學(xué)模型，得出數(shù)學(xué)模型；

(4)還原——將數(shù)學(xué)結(jié)論還原為實(shí)際問題．

四、典例分析、舉一反三

題型一一次函數(shù)與二次函數(shù)模型的應(yīng)用

例1某水果批發(fā)商銷售每箱進(jìn)價為40元的蘋果,假設(shè)每箱售價不得低于50元且不得高于55元.市場調(diào)查發(fā)現(xiàn),若每箱以50元的價格銷售,平均每天銷售90箱.價格每提高1元,平均每天少銷售3箱.

①求平均每天的銷售量y(箱)與銷售單價x(元/箱)之間的函數(shù)關(guān)系式;

②求該批發(fā)商平均每天的銷售利潤w(元)與銷售單價x(元/箱)之間的函數(shù)關(guān)系式;

③當(dāng)每箱蘋果的售價為多少元時,可以獲得最大利潤?最大利潤是多少?

【答案】①y=-3x+240(50≤x≤55,x∈N).②w=-3x2+360x-9 600(50≤x≤55,x∈N).③當(dāng)每箱蘋果的售價為55元時,可以獲得最大利潤,且最大利潤為1 125元.

【解析】①根據(jù)題意,得y=90-3(x-50),化簡,得y=-3x+240(50≤x≤55,x∈N).

②因?yàn)樵撆l(fā)商平均每天的銷售利潤=平均每天的銷售量每箱銷售利潤.

所以w=(x-40)(-3x+240)=-3x2+360x-9 600(50≤x≤55,x∈N).

③因?yàn)閣=-3x2+360x-9 600=-3(x-60)2+1 200,所以當(dāng)x<60時,w隨x的增大而增大.

又50≤x≤55,x∈N,所以當(dāng)x=55時,w有最大值,最大值為1 125.

所以當(dāng)每箱蘋果的售價為55元時,可以獲得最大利潤,且最大利潤為1 125元.

解題技巧：（一次、二次函數(shù)模型的應(yīng)用）

1.一次函數(shù)模型的應(yīng)用

利用一次函數(shù)求最值,常轉(zhuǎn)化為求解不等式ax+b≥0(或≤0).解答時,注意系數(shù)a的正負(fù),也可以結(jié)合函數(shù)圖象或其單調(diào)性來求最值.

2.二次函數(shù)模型的應(yīng)用

構(gòu)建二次函數(shù)模型解決最優(yōu)問題時,可以利用配方法、判別式法、換元法、討論函數(shù)的單調(diào)性等方法求最值,也可以根據(jù)函數(shù)圖象的對稱軸與函數(shù)定義域的對應(yīng)區(qū)間之間的位置關(guān)系討論求解,但一定要注意自變量的取值范圍.

跟蹤訓(xùn)練一

1、商店出售茶壺和茶杯,茶壺定價為每個20元,茶杯每個5元,該商店推出兩種優(yōu)惠辦法:

①買一個茶壺贈一個茶杯;

②按總價的92%付款.

某顧客需購買茶壺4個,茶杯若干個(不少于4個),若購買茶杯x(個),付款y(元),試分別建立兩種優(yōu)惠辦法中y與x之間的函數(shù)解析式,并討論該顧客買同樣多的茶杯時,兩種辦法哪一種更優(yōu)惠?

【答案】當(dāng)4≤x<34時,y134時,y1>y2,優(yōu)惠辦法②更省錢.

【解析】由優(yōu)惠辦法①可得函數(shù)解析式為y1=204+5(x-4)=5x+60(x≥4,且x∈N).優(yōu)惠辦法②可得y2=(5x+204)92%=4.6x+73.6(x≥4,且x∈N).y1-y2=0.4x-13.6(x≥4,且x∈N),

令y1-y2=0,得x=34.所以,當(dāng)購買34個茶杯時,兩種優(yōu)惠辦法付款相同;

當(dāng)4≤x<34時,y1

當(dāng)x>34時,y1>y2,優(yōu)惠辦法②更省錢.

題型二分段函數(shù)模型的應(yīng)用

例2某公司生產(chǎn)一種產(chǎn)品,每年投入固定成本0.5萬元,此外每生產(chǎn)100件這種產(chǎn)品還需要增加投資0.25萬元,經(jīng)預(yù)測可知,市場對這種產(chǎn)品的年需求量為500件,當(dāng)出售的這種產(chǎn)品的數(shù)量為t(單位:百件)時,銷售所得的收入約為5t-t2(萬元).

(1)若該公司的年產(chǎn)量為x(單位:百件),試把該公司生產(chǎn)并銷售這種產(chǎn)品所得的年利潤表示為年產(chǎn)量

x的函數(shù);

(2)當(dāng)這種產(chǎn)品的年產(chǎn)量為多少時,當(dāng)年所得利潤最大?

【答案】(1)f(x)=(2)當(dāng)年產(chǎn)量為475件時,當(dāng)年所得利潤最大.

【解析】　(1)當(dāng)0

當(dāng)x>5時,產(chǎn)品只能售出500件.

所以,f(x)=

即f(x)=

(2)當(dāng)0

所以當(dāng)x=4.75(百件)時,f(x)有最大值,

f(x)max=10.78125(萬元).

當(dāng)x>5時,f(x)<12-0.255=10.75(萬元).

故當(dāng)年產(chǎn)量為475件時,當(dāng)年所得利潤最大.

解題技巧：（分段函數(shù)模型注意事項(xiàng)）

1.分段函數(shù)的“段”一定要分得合理,不重不漏.

2.分段函數(shù)的定義域?yàn)閷?yīng)每一段自變量取值范圍的并集.

3.分段函數(shù)的值域求法:逐段求函數(shù)值的范圍,最后比較再下結(jié)論.

跟蹤訓(xùn)練二

1.甲廠根據(jù)以往的生產(chǎn)銷售經(jīng)驗(yàn)得到下面有關(guān)生產(chǎn)銷售的統(tǒng)計(jì)規(guī)律:每生產(chǎn)產(chǎn)品x(單位:百臺),其總成本為G(x)(單位:萬元),其中固定成本為2.8萬元,并且每生產(chǎn)1百臺的生產(chǎn)成本為1萬元(總成本=固定成本+生產(chǎn)成本),銷售收入R(x)= 假定該產(chǎn)品產(chǎn)銷平衡(即生產(chǎn)的產(chǎn)品都能賣掉),根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)規(guī)律,請完成下列問題:

(1)寫出利潤函數(shù)y=f(x)的解析式(利潤=銷售收入-總成本).

(2)甲廠生產(chǎn)多少臺新產(chǎn)品時,可使盈利最多?

【答案】(1)f(x)= (2)當(dāng)工廠生產(chǎn)4百臺時,可使盈利最大為3.6萬元.

【解析】解:(1)由題意得G(x)=2.8+x. ∴f(x)=R(x)-G(x)=

(2)當(dāng)x>5時,∵函數(shù)f(x)單調(diào)遞減,∴f(x)<8.2-5=3.2(萬元).

當(dāng)0≤x≤5時,函數(shù)f(x)=-0.4(x-4)2+3.6,

當(dāng)x=4時,f(x)有最大值為3.6萬元.

故當(dāng)工廠生產(chǎn)4百臺時,可使盈利最大為3.6萬元.

題型三指數(shù)或?qū)?shù)函數(shù)模型的應(yīng)用

例3 一片森林原來的面積為a,計(jì)劃每年砍伐一些樹,且每年砍伐面積的百分比相等,當(dāng)砍伐到面積的一半時,所用時間是10年,

為保護(hù)生態(tài)環(huán)境,森林面積至少要保留原面積的,已知到今年為止,森林剩余面積為原來的.

(1)求每年砍伐面積的百分比;