高一数学函数最值和函数拟合
- 格式:pdf
- 大小:803.48 KB
- 文档页数:9
高一函数求最值总结知识点函数是数学中的一种重要概念,而求解函数的最值问题则是高一数学中的一项重要内容。
下面将对高一函数求最值的相关知识点进行总结,帮助同学们更好地理解和应用。
一、函数的最值在学习函数的最值问题之前,我们先来复习一下函数的最值概念。
对于函数f(x),若存在x1和x2,使得对于任意的x∈定义域D,有f(x)≤f(x1)或f(x)≥f(x2),则f(x1)称为函数f(x)在D上的最大值,f(x2)称为函数f(x)在D上的最小值。
二、求函数最值的方法1. 寻找顶点法:对于二次函数f(x)=ax²+bx+c,其中a≠0,可以使用顶点公式求解顶点坐标(-b/2a,f(-b/2a))。
当a>0时,该函数在顶点处取得最小值;当a<0时,该函数在顶点处取得最大值。
2. 寻找边界法:对于一些简单的函数,可以通过直接寻找定义域的边界值,然后逐个计算函数值并比较,来确定最值。
这种方法在定义域较为简单且函数形式较简洁时,常常使用。
3. 导数法:对于可导的函数,可以使用导数的性质来求解最值。
求解思路是先求得函数的导函数f'(x),然后找到其导数为零的点,进而确定这些点是否为最值点。
这种方法常用于解决函数无解析式表达,或者函数形式较复杂的最值问题。
三、实例分析下面通过几个实例来进一步理解和掌握高一函数求最值的方法。
例一:求函数f(x)=2x²-4x+3在定义域[-1,3]上的最小值。
解:首先,我们可以通过顶点法来求解。
根据顶点公式,顶点坐标为(-(-4)/(2*2), f(-(-4)/(2*2)))=(1,1)。
所以函数f(x)=2x²-4x+3在[-1,3]上的最小值为1。
例二:求函数f(x)=3(x-2)²在定义域(-∞,+∞)上的最小值。
解:利用顶点法,顶点坐标为(2,0)。
根据二次函数开口向上的特点,该函数在顶点处取得最小值0。
例三:求函数f(x)=e^x在定义域(-∞,0]上的最大值。
高中数学函数最值问题的求解思路与实例分析在高中数学中,函数最值问题是一个常见且重要的考点。
解决这类问题需要掌握一定的数学知识和解题技巧。
本文将从求解思路和实例分析两个方面,详细介绍高中数学函数最值问题的解题方法。
一、求解思路要解决函数最值问题,首先需要明确函数的定义域和值域。
在明确了函数的定义域和值域后,我们可以采取以下步骤来求解函数的最值问题。
1. 找出函数的极值点函数的极值点是函数取得最大值或最小值的点。
要找出函数的极值点,可以先求出函数的导数,然后令导数等于零,解方程得到极值点的横坐标。
再将这些横坐标代入原函数中,求出对应的纵坐标,即可得到函数的极值点。
2. 检查边界点边界点是函数定义域的端点。
在求解函数的最值问题时,需要检查边界点是否可能成为函数的最值点。
将边界点代入函数中,与已经求得的极值点进行比较,找出最大值或最小值。
3. 比较极值点和边界点的大小将已经求得的极值点和边界点进行比较,找出其中的最大值或最小值。
这个值就是函数的最大值或最小值。
二、实例分析为了更好地理解函数最值问题的解题方法,我们来看一个具体的例子。
例题:求函数f(x) = 2x^3 - 3x^2 - 12x + 1的最大值和最小值。
解题步骤:1. 求导数f'(x) = 6x^2 - 6x - 122. 求极值点的横坐标令f'(x) = 0,解方程得到x = -1和x = 3。
3. 求极值点的纵坐标将x = -1和x = 3代入原函数f(x)中,得到f(-1) = -8和f(3) = -32。
4. 检查边界点由于函数没有明确的定义域,我们需要检查函数的值域。
当x趋于正无穷大时,f(x)也趋于正无穷大;当x趋于负无穷大时,f(x)也趋于负无穷大。
因此,函数的边界点为正负无穷大。
5. 比较极值点和边界点的大小将已经求得的极值点和边界点进行比较,发现f(-1) = -8是最小值,f(3) = -32是最大值。
综上所述,函数f(x) = 2x^3 - 3x^2 - 12x + 1的最大值为-32,最小值为-8。
拟合函数导言拟合函数是数学领域中的一个重要概念,它用于通过一组已知数据点的集合来寻找与数据点最接近的数学函数。
拟合函数的目标是尽量使该函数与数据点之间的误差最小化,从而能够更好地描述数据的特征和趋势。
在本文中,我们将介绍拟合函数的原理和常见的拟合方法,并讨论其在实际应用中的重要性和局限性。
一、拟合函数的原理拟合函数的原理是基于最小二乘法的思想。
最小二乘法是一种用于优化函数的方法,其目标是寻找一组参数,使得函数的预测值与实际观测值之间的平方误差最小化。
在拟合函数中,我们通常假设数据点之间的关系可以由一个特定类型的函数来描述,而拟合函数的目的就是找到最优的函数参数,使得该函数能够最好地拟合数据点。
二、常见的拟合方法1. 线性拟合线性拟合是拟合函数中最简单和最常见的方法之一。
线性拟合假设数据的关系可以由一个线性方程来表示,即 y = mx + b,其中 y表示因变量,x 表示自变量,而 m 和 b 是线性方程的参数。
通过最小二乘法,我们可以求解出最优的参数值,从而得到最佳的线性拟合函数。
2. 多项式拟合多项式拟合是另一种常见的拟合方法,它假设数据之间的关系可以由一个多项式函数来描述。
多项式函数的一般形式为 y = a0 + a1x + a2x^2 + ... + anx^n,其中 a0, a1, ..., an 是多项式的系数。
通过最小二乘法,我们可以求解出最优的系数值,从而得到最佳的多项式拟合函数。
3. 曲线拟合曲线拟合是一种更灵活和复杂的拟合方法,它假设数据之间的关系可以由一个非线性方程来描述。
曲线拟合函数可以有各种形式,如指数函数、对数函数、幂函数等。
通过最小二乘法或其他优化算法,我们可以求解出最优的参数值,从而得到最佳的曲线拟合函数。
三、拟合函数的应用拟合函数在工程、科学和统计学等领域中广泛应用。
以下是一些常见的应用示例:1. 经济预测:通过拟合历史经济数据点的函数,可以预测未来的经济趋势,帮助政府和企业做出决策。
函数拟合解决极值点的方法
函数拟合是解决极值点问题的一种有效方法。
极值点是指函数在某一点处取得最大值或最小值的点,它们在函数图形中扮演着重要的角色。
函数拟合是一种从数据中推导出函数的方法,它可以帮助我们找出数据中的极值点。
通过函数拟合,我们可以建立一个数学模型,从而可以更清楚地看到数据中的极值点。
函数拟合有很多种方法,比如最小二乘法、样条曲线拟合、指数拟合等。
最小二乘法是一种最常用的函数拟合方法,它能有效地拟合数据,找出极值点。
样条曲线拟合是一种更加精确的函数拟合方法,它可以更好地模拟数据,更准确地找出极值点。
指数拟合也是一种有效的函数拟合方法,它可以有效地拟合数据,从而发现极值点。
函数拟合是一种有效的解决极值点问题的方法,它可以有效地拟合数据,从而发现极值点。
数据的拟合[目的]1、掌握数据拟合的思想是如何变成有效的数学模型2、理解拟合的意思尽量减少误差[过程]一、复习:函数解题的一般步骤与方法解实际解答数学结果二、问题:如何由数据得到函数模型三、看书:教材P85____P87说明:拟合的原则是找出一些一般三组数据,得出一个函数关系式,如:二次函数、一次函数(线性函数)、乘方y=ca x+b、对数y=blog a x等,其他的用于检验,使误差最小。
例:随着生活质量的不断提高,购房和买车成了一些居民消费的热点.某家庭最近看中了一款价值15万元的轿车,并想在某地段购买面积为100 m2,单价是0.3万元/m2的一套商品房.目前,该家庭仅有积蓄 10万元,收入为 0.5万元/月,正常开支为0.15万元/月,他们准备以要购买的车、房作抵押向银行贷款,且选择消费额70%的贷款比例.表1和表2分别是1万元的住房和汽车消费贷款还本付息表.表1(住房)表2(汽车)⑴现该家庭有两种贷款方案:一是马上贷款购房,等积累一定资金后再贷款买车;二是马上贷款买车,等积累一定资金后再贷款购房.如果购车后每月要增加开支0.1万元,车价平均每月比上一月下降1%,房价平均每月比上一月上涨0.8%,如果不考虑银行贷款政策的变化,那么请你为该家庭选择一个能尽快购到车和房的合理贷款方案.⑵建立家庭积累资金关于所经过时间的函数关系式.分析:根据贷款政策(消费额70%的贷款比例),消费者在购买商品时要首付30%的款.而选择这两种方案的重要依据则是家庭资金积累情况.解:⑴方案一:先购房后买车.为了能尽快买到车,住房贷款选30年期.按70%的比例(总购房款30万元)可贷住房款21万元,首付30%后家中(仅有积蓄 10万元)还剩资金1万元.设购房后x(月)买车,现建立买车前家庭积累资金y(万元)关于x的函数关系式y=家庭余款+(月收入-月生活支出-月支付购房款)*月数=1+(0.5-0.15-2l*0.005728)x,即 y=1+0.229712x,(x∈N)选(轿车的价值15万元)70%比例的汽车贷款,则首付汽车u(万元)关于x的函数关系式为u=15(l-1%)x* 30%,即 u=4.5*0.99x(x∈N).刚买车后家庭的结余资金为y1,则y1=买车前家庭积累资金-首付汽车款=(1+0.229712x)-4.5*0.99x,即买车后家庭的结余资金为:y1=-4.5*0.99x+0.229712x+1(x∈N).用计算机作出其图象,可知x=12.86时,y1=0.说明购房13个月后该家庭有能力买车.但是为了保证买车后家庭的收支平衡,最早买车时间应为还清汽车贷款时家庭结余为0时x的值.现建立买车后家庭月支出v(万元)关于x的函数关系式:因为按此方案,汽车贷款为 15(l-1%)x70%,在资金紧张时,贷款期限选5年较为合理,也利于提前买车,所以v=月支付购车款+月支付购房款+月生活支出+购车后每月要增加开支=0.019347*15(l-1%)x70%+21*0.005728+0.15+0.1,即买车后家庭月支出为:v=0.203144*0.99x+0.370288 (x∈N).因此,还清汽车贷款时的家庭结余为y2=买车后家庭的结余资金+[月收入-买车后家庭月支出]*五年= y1+60[0.5-v]=( -4.5*0.99x +0.229712x+1)+60[0.5-(0.203144*0.99x +0.370288)],=-16.68864*0.99x +0.229712x+8.78272即还清汽车贷款时的家庭结余为y 2=-16.68864*0.99x +0.229712x+8.78272 (x ∈N ).用计算机作出其图象,可知x=20.75时,y 2=0.综上所述,按方案一,说明可在购房21个月后再购车.方案二:先买车后购房.为了能尽快购房,同时缓解资金紧张问题,汽车和住房贷款分别选5年期和30年期.按70%的比例可贷汽车款10.5万元,首付30%后(4.5万元),家中(家庭有积蓄 10万元)还剩资金5.5万元.同理,可得在汽车贷款期内购房前的家庭积累资金y 3=剩余资金+(月收入-月生活支出-购车后月增支-月支付购车款)*月数=5.5+(0.5-0.15-0.1-10.5*0.019347)xy 3=5.5+0.0468565x (x ∈N ,60≤x ),而此时购房需首付y 4=30*(1+0.8%)x 30%=9*1.008x在同一坐标系中分别作出y 3、y 4的图像,由图像知,在汽车贷款期内购房前的家庭积累资金一直不够购房需首付资金 也可以令x=21,则y 3=5.5+0.0468565%21=6.483997(万元).y 4=10.639315(万元)∵10.639315(万元)>6.483997万元.∴说明方案二购房买车所需的时间比方案一长,该方案不可取.因此,从以上两个方案看,选择方案一才能尽快购到车和房.即先按30年期、70%的比例向银行贷款购房,21个月后再按5年期、70%的比例向银行贷款买车.解⑵ 现建立实施方案一后的家庭积累资金y (万元)关于时间x 月)的函数关系式.①因购车前y=1+0.229712x , (x ∈N 且1<x ≤21)②购车后但还清汽车贷款前y=[(l+0.229712*21)-4.5*0.9921]+(0.229712-0.l-0.019347*10.5*0.9921)(x-21) (x ∈N 且21<x ≤81),即y=-0.034779x+2.910535 (x ∈N 且21<x ≤81),③还清汽车贷款后y=(-0.034779*81+2.910535)+(0.229712-0.l)(x-81) (x ∈N 且81<x ≤360),即)36081(413236101297120≤<∈-=x N,x .x .y .所以,实施方案一后的家庭积累资金y (万元)关于时间x (月)的函数关系式为⎪⎩⎪⎨⎧≤<∈-≤<∈+-≤≤∈+=)36081(413236101297120)8121(91053520347790)211(22971201x N,x .x .x N,x .x .x N,x x .y 想一想:除了该家庭提出的两种方案外,你是否还能提出其他的方案?实施你提出的方案后,能更快地买到车和房吗?练习:某工厂今年1月、2月、3月生产某种产品的数量分别是1万件、1.2 万件、1.3 万件,为了估测以后每个月的产量,以这三个月的产品数量为依据,用一个函数模拟该产品的月产量y 与月份的关系,模拟函数可以选用二次函数或函数c b a y x +⋅=(其中c b a ,,为常数)已知4月份该产品的产量为1.37万件, 请问用以上哪个函数作为模拟函数较好,并说明理由分析:根据题意,该产品的月产量y 是月份x 的函数,可供选用的函数有两种,其中哪一种函数确定的4月份该产品的产量愈接近于1.37万件,哪种函数作为模拟函数就较好,故应先确定出这两个函数的具体解析式答案:4.15.08.0+⨯-=x y )四、小结 :通过本节学习,进一步熟悉数学建模的方法,能运用数学模型解决一定的关于物理的实际问题,提高解决数学应用题的应变能力.五、课后作业:P88__________练习1,2,习题2.6——1~4。
二次函数的最值与像拟合二次函数是数学中常见的一种函数形式,它的一般形式可以表示为y=ax^2+bx+c,其中a、b、c为实数且a不等于零。
在二次函数中,最值与像拟合是两个重要的概念。
本文将探讨二次函数的最值以及使用像拟合方法来分析二次函数的性质。
1. 二次函数的最值在讨论二次函数的最值之前,先来回顾一下函数最值的概念。
对于一个函数,最值即函数取到的最大值或最小值。
对于二次函数y=ax^2+bx+c来说,其最值可以通过求导数的方式来确定。
首先,对二次函数y=ax^2+bx+c求导数,得到y'=2ax+b。
令y'=0,可以解得x=-b/(2a)。
将x=-b/(2a)带入二次函数中,可以求得y的值。
这个点即为二次函数的顶点,也就是最值点。
若a>0,则二次函数开口向上,顶点为最小值点;若a<0,则二次函数开口向下,顶点为最大值点。
2. 像拟合的概念与应用像拟合是一种统计学中常用的方法,用于根据给定的数据集找到与其最为接近的函数。
在二次函数中,像拟合可以帮助我们分析数据的走势以及确定函数的性质。
假设我们有一组数据点{(x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn)},我们希望找到一个二次函数y=ax^2+bx+c,使得该函数与给定的数据集最为接近。
这就是像拟合的目标。
一种常用的像拟合方法是最小二乘法。
最小二乘法的原理是将数据点到拟合曲线的残差平方和最小化。
对于二次函数来说,我们可以通过求解一组方程来确定a、b、c的值,使得残差平方和最小。
像拟合可以帮助我们分析函数的性质,比如确定函数的开口方向、顶点坐标等。
通过将数据点与二次函数进行拟合,可以更好地理解数据的特点,为进一步的分析提供参考。
3. 实际应用举例二次函数的最值与像拟合在现实生活中有着广泛的应用。
以下是一些例子:- 抛物线轨道设计:在制作过山车或其他类似的游乐设施时,需要设计合适的轨道形状,以确保游客的体验尽可能平滑。
数学高一第六章知识点导图高一数学第六章知识点导图导图是一种将知识点进行组织和整理的有效方式,它能够帮助学生更好地理解和掌握所学的知识。
在高一数学第六章中,我们学习了一些重要的数学知识点,包括函数的概念、一次函数、二次函数、指数函数和对数函数等。
下面,我将通过一张导图来概括和总结这些知识点。
函数的概念是本章的基础,它是一种量之间的关系。
函数可以用数学公式表示,也可以通过图像来展示。
在一元函数中,自变量和因变量都是实数。
函数的定义域是自变量的取值范围,值域是因变量的取值范围。
一次函数是一种线性函数,其图像为一条直线。
一次函数的一般形式是y=ax+b,其中a和b是常数,a称为斜率,用来描述函数的陡峭程度,b称为截距,表示函数与y轴的交点。
二次函数是一种二次多项式函数,其图像为一条抛物线。
二次函数的一般形式是y=ax^2+bx+c,其中a、b和c都是常数,a称为抛物线的开口方向和陡峭程度。
指数函数是一种以指数为自变量的函数,其图像呈现出逐渐增长或逐渐减小的特点。
指数函数的一般形式是y=a^x,其中a大于0且不等于1,a称为底数,x称为指数。
对数函数是指数函数的逆运算,其图像为一条双曲线。
对数函数的一般形式是y=loga(x),其中a大于0且不等于1,a称为底数,x称为真数。
函数的性质是我们学习函数的关键内容之一。
函数的奇偶性是指函数在坐标系中的对称性。
对称轴为y轴的函数称为偶函数,满足f(x)=f(-x);对称轴为原点的函数称为奇函数,满足f(x)=-f(-x)。
函数的单调性是指在定义域内,函数的增减关系。
增函数是指在定义域内,自变量增大而因变量也增大;减函数是指在定义域内,自变量增大而因变量减小。
函数的增减性可以通过导数图像来判断。
函数的零点是指函数的值为零的点,在坐标系中表示为函数与x轴的交点。
我们可以通过解方程的方法来求解函数的零点。
函数的最值是指函数在定义域内的最大值和最小值。
我们可以通过函数的导数和导数的零点来判断函数的最值。