函数的应用
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浅谈函数在现实生活中的应用
函数在每个人的日常生活中都发挥着重要的作用。
尽管大多数人没有意识到,但他们经常使用函数来表达、解决问题。
这种低级语言可以帮助人们更快更好地完成任务,是现代科技发展的重要组成部分。
第一,在进行一些计算机或数学问题的尝试时,函数可以帮助我们很好地解决问题,我们可以使用它们来解决和求解复杂的问题。
比如,解决方程、数学积分、求极值等数学问题,就需要使用合适的函数及其运算规则。
第二,函数也被广泛用于计算机科学中,它可以用于设计程序、分析程序、构建操作系统等。
运行计算机程序的单位就是函数,一个程序由多个函数组成,因此它是计算机科学中最基本的结构。
第三,函数也被用于控制和调节机器、设备等装置,以获得预期的性能。
比如,在自动驾驶系统中,工程师们使用函数来控制车辆的行驶方向、行驶速度、刹车等参数,以使汽车在特定的道路上运行并安全到达目的地。
此外,在现实生活中,函数也被广泛应用于其他方面,包括科学计算、金融建模、游戏开发、机器学习等。
函数可以更好地帮助我们表达思想,它是许多新技术背后的基石,比如谷歌搜索引擎、深度学习、区块链、虚拟现实等。
因此,函数在现实生活中扮演着越来越重要的角色,它既有助于我们解决复杂的问题,又能够帮助我们更好地进行计算,进而让我们的生活更加轻松美好。
归根结底,函数是各大技术突破的基本前提,
也是让现实生活更加自动化、智能化的关键要素。
函数在生活中的应用
在我们日常生活中,函数无处不在。
无论是在数学、科学、经济还是工程领域,函数都扮演着非常重要的角色。
但是,除了这些专业领域,函数在我们的日常生活中也有着非常广泛的应用。
首先,我们可以从日常生活中的购物开始说起。
当我们去商店购物时,我们会
发现很多商品的价格都是以函数的形式来确定的。
比如,折扣商品的价格可能是原价的80%或者打折后的价格是原价减去一定的金额。
这些都可以用函数来表示。
另外,一些超市也会根据购买的数量来给予不同的折扣,这也是一个函数的应用。
其次,我们可以看到函数在健康领域的应用。
比如,我们常常听到心率、血压
等生理指标的变化。
这些生理指标的变化可以用函数来描述,比如心率随着运动强度的增加而增加,血压随着年龄的增长而增加等等。
通过对这些函数的分析,我们可以更好地了解自己的健康状况,并及时采取相应的措施。
再者,函数在交通运输领域也有着广泛的应用。
比如,我们常常会听到交通流量、车速等概念。
这些都可以用函数来描述,通过对这些函数的分析,我们可以更好地规划出行路线,避开拥堵路段,提高出行效率。
总的来说,函数在我们的日常生活中有着非常广泛的应用。
通过对函数的理解
和应用,我们可以更好地规划生活、提高效率、保持健康。
因此,学习函数不仅可以帮助我们在学业上取得更好的成绩,也可以帮助我们更好地生活。
希望大家能够重视函数的学习和应用,让函数成为我们生活中的得力助手。
专题3.4函数的应用1.一次函数模型的应用一次函数模型:f (x )=kx +b (k ,b 为常数,k ≠0).一次函数是常见的一种函数模型,在初中就已接触过.2.二次函数模型的应用二次函数模型:f (x )=+bx +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0).二次函数为生活中常见的一种数学模型,因二次函数可求其最大值(或最小值),故最优、最省等最值问题常用到二次函数模型.3.幂函数模型的应用幂函数模型应用的求解策略(1)给出含参数的函数关系式,利用待定系数法求出参数,确定函数关系式.(2)根据题意,直接列出相应的函数关系式.4.分段函数模型的应用由于分段函数在不同区间上具有不同的解析式,因此分段函数在研究条件变化前后的实际问题中具有广泛的应用.5.“对勾”函数模型的应用对勾函数模型是常考的模型,要牢记此类函数的性质,尤其是单调性:y =ax +(a >0,b >0),当x >0时,在(0,]上递减,在(,+)上递增.另外,还要注意换元法的运一、单选题1.已知函数()22x f x =-,则函数()y f x =的图象可能是()A .B .C .D .【答案】B ()22,12222,1x xxx f x x ⎧-≥=-=⎨-<⎩易知函数()y f x =的图象的分段点是1x =,且过点()1,0,()0,1,又()0f x ≥,故选:B .2.设函数()2,01,0x x f x x x -⎧≤=⎨->⎩,则满足()()12f x f x +<的x 的取值范围是()A .(],1-∞B .()1,+∞C .[)1,+∞D .(),1-∞【答案】D 因为()2,01,0x x f x x x -⎧≤=⎨->⎩,当0x ≤时,()2xf x -=显然单调递减;当0x >时,()2f x x =-也是单调递减;且()002101f ==-=,即函数图像连续不断,所以()f x 在其定义域上单调递减,由()()12f x f x +<可得12x x +>,解得1x <.故选:D.3.根据表格中的数据,可以断定方程(2)0( 2.72)x e x e -+=≈的一个根所在的区间是()x -10123ex 0.371 2.727.4020.12x +212345A .(-1,0)B .(0,1)C .(1,2)D .(2,3)【答案】C【解析】设函数()(2)0x f x e x =-+=,(1)0.3710,(0)120,(1) 2.7230f f f -=-<=-<=-<,(2)7.4040f =->,∴(1)(2)0f f <,又()(2)x f x e x =-+在区间(1,2)连续,∴函数()f x 在区间(1,2)存在零点,∴方程根所在的区间为(1,2),故选:C.4.已知函数221,0()2,0x x f x x x x ⎧->=⎨--≤⎩,若实数(0,1)m ∈,则函数()()g x f x m =-的零点个数为()A .0B .1C .2D .3【答案】D【解析】令()()0g x f x m =-=,得()f x m =,根据分段函数()f x 的解析式,做出函数()f x 的图象,如下图所示,因为(0,1)m ∈,由图象可得出函数()()g x f x m =-的零点个数为3个,故选:D.5.某地一天内的气温()Q t (单位:℃)与时刻t (单位:h )之间的关系如图所示,令()C t 表示时间段[]0,t 内的温差(即时间段内最高温度与最低温度的差),则()C t 与t 之间的函数图像大致是A .B .C .D .【答案】D【解析】由题图看出,0=t 时,()0C t =,排除B ;在[]0,4上,()C t 不断增大,在[]4,8上,()C t 先是一个定值,然后增大,在[]812,上,()C t 不断增大,在[]1220,上,()C t 是个定值,在[]20,24上,()C t 不断增大,故选D.6.甲、乙两人同时从A 地赶往B 地,甲先骑自行车到中点改为跑步,而乙则是先跑步,到中点后改为骑自行车,最后两人同时到达B地.已知甲骑自行车比乙骑自行车快.若每人离开甲地的距离S与所用时间t的函数用图象表示,则甲、乙对应的图象分别是A.甲是(1),乙是(2)B.甲是(1),乙是(4)C.甲是(3),乙是(2)D.甲是(3),乙是(4)【答案】B【解析】由甲先骑自行车后跑步,故图象斜率先大后小,则甲图象为(1)或(3),由乙先跑步后骑自行车,故图象斜率先小后大,则乙图象为(2)或(4),又甲骑车比乙骑车快,即甲前一半路程图象的中y随x的变化比乙后一半路程y随x的变化要快,所以甲为(1),乙为(4).故选:B.7.某商场对顾客实行购物优惠活动,规定一次购物付款总额:(1)如果不超过200元,则不给予优惠;(2)如果超过200元但不超过500元,则按标价给予9折优惠;(3)如果超过500元,其500元内的按第(2)条给予优惠,超过500元的部分给予7折优惠.某人单独购买A,B商品分别付款168元和423元,假设他一次性购买A,B两件商品,则应付款是A.413.7元B.513.7元C.546.6元D.548.7元【答案】C【解析】依题意可得,因为168200<,所以购买A商品没有优惠,则A商品的价格为168元.当购买价值500元的物品时实际付款为5000.9450423⨯=>,所以购买B商品享受了9折优惠,则B商品的原价为4234700.9=元.若一次性购买两件商品则付款总额为168+470=638元,则应付款(638500)0.75000.9546.6-⨯+⨯=元,故选C8.给下图的容器甲注水,下面图象中哪一个图象可以大致刻画容器中水的高度与时间的函数关系:().A .B .B .C .D .【答案】B 试题分析:容器下端较窄,上端较宽,当均匀的注入水时,刚开始的一段时间高度变化较大,随时时间的推移,高度的变化速度开始减小,即高度变化不太明显,四个图像中只有B 项符合特点二、解答题9.2022年第24届北京冬季奥林匹克运动会,于2022年2月4日星期五开幕,将于2月20日星期日闭幕.该奥运会激发了大家对冰雪运动的热情,与冰雪运动有关的商品销量持续增长.对某店铺某款冰雪运动装备在过去的一个月内(以30天计)的销售情况进行调查发现:该款冰雪运动装备的日销售单价()P x (元/套)与时间x (被调查的一个月内的第x 天)的函数关系近似满足()1kP x x=+(k 为正常数).该商品的日销售量()Q x (个)与时间x (天)部分数据如下表所示:x 10202530()Q x 110120125120已知第10天该商品的日销售收入为121元.(1)求k 的值;(2)给出两种函数模型:①()Q x ax b =+,②()|25|Q x a x b =-+,请你根据上表中的数据,从中选择你认为最合适的一种函数来描述该商品的日销售量()Q x 与时间x 的关系,并求出该函数的解析式;(3)求该商品的日销售收入()f x (130x ≤≤,*N x ∈)(元)的最小值.【答案】(1)1k =(2)选择②,()125|25|Q x x =--,(130x ≤≤,*N x ∈)(3)121元【解析】(1)因为第10天该商品的日销售收入为121元,所以(10)(10)111012110k P Q ⎛⎫⋅=+⋅= ⎪⎝⎭,解得1k =;(2)由表中数据可得,当时间变化时,该商品的日销售量有增有减,并不单调,故只能选②:()|25|Q x a x b=-+代入数据可得:11010251202025a b a b ⎧=-+⎪⎨=-+⎪⎩,解得1a =-,125b =,所以()125|25|Q x x =--,(130x ≤≤,*N x ∈)(3)由(2)可得,()**100,125,N 12525150,2530,N x x x Q x x x x x ⎧+≤<∈=--=⎨-≤≤∈⎩,所以,()()()**10010125,N 150149,2530,N x x x xf x P x Q x x x x x ⎧++≤<∈⎪⎪=⋅=⎨⎪+-≤≤∈⎪⎩,所以当125x ≤<,*N x ∈时,100()101f x x x=++在区间[1,10]上单调递减,在区间[10,25)上单调递增,所以当10x =时,()f x 有最小值,且为121;当2530x ≤≤,*N x ∈时,150()149f x x x=+-为单调递减函数,所以当30x =时,()f x 有最小值,且为124,综上,当10x =时,()f x 有最小值,且为121元,所以该商品的日销售收入最小值为121元.10.提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v (单位:千米/小时)是车流密度x (单位:辆/千米)的函数.当桥上的的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米/小时,研究表明;当20200x ≤≤时,车流速度v 是车流密度x 的一次函数.(1)当20200x ≤≤时,求函数()v x 的表达式;(2)当车流密度x 为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观点的车辆数,单位:辆/每小时)()()f x xv x =可以达到最大,并求出最大值(精确到1辆/小时)﹒【答案】(1)()60,020,()1200,202003x v x x x ≤≤⎧⎪=⎨-+<≤⎪⎩;(2)当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/小时.【解析】当020x ≤≤时,()60v x =;当20200x ≤≤时,设()v x ax b =+,由已知得2000,2060,a b a b +=⎧⎨+=⎩解得132003a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,故函数()v x 的表达式为()60,020,()1200,202003x v x x x ≤≤⎧⎪=⎨-+<≤⎪⎩;(2)依题意并由(1)可得()260,020,()1200,202003x x f x x x x ≤≤⎧⎪=⎨-+<≤⎪⎩,当020x ≤≤时,()f x 为增函数,故当20x =时,其最大值为60×20=1200;当20200x <≤时,()21()100100003f x x ⎡⎤=---⎣⎦,∴当100x =时,()f x 在区间(20,200]上取得最大值1000033333≈,∵3333>1200,∴当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/小时.11.某地空气中出现污染,须喷洒一定量的去污剂进行处理,据测算,每喷洒1个单位的去污剂,空气中释放的浓度y (单位:毫克/立方米)随着时间x (单位:天)变化的函数关系式近似为y =161,04815,4102x xx x ⎧-≤≤⎪⎪-⎨⎪-<≤⎪⎩,若多次喷洒,则某一时刻空气中的去污剂浓度为每次投放的去污剂在相应时刻所释放的㳖度之和,由实验知,当空气中去污剂的浓度不低于4(毫克/立方米)时,它才能起到去污作用.(1)若一次喷洒4个单位的去污剂,则去污时间可达几天?(2)若第一次喷洒2个单位的去污剂,6天后再喷洒(14)a a ≤≤个单位的去污剂,要使接下来的4天中能够持续有效去污,试求a 的最小值.(精确到0.11.4)【答案】(1)8天(2)1.6【解析】(1)解:∵一次喷洒4个单位的净化剂,∴浓度()644,0448202,410x f x y x x x ⎧-≤≤⎪==-⎨⎪-≤⎩<,则当04x ≤≤时,由64448x-≥-,解得0x ≥,∴此时04x ≤≤.当410x <≤时,由2024x -≥,解得8x ≤,∴此时48x <≤.综合得08x ≤≤,若一次投放4个单位的制剂,则有效净化时间可达8天.(2)解:设从第一次喷洒起,经()610x x ≤≤天,浓度()()()1161625114428614a g x x a x a x x =-+-⎡⎤⎛⎫⎢⎥ ⎪=-+-----⎝⎭⎣⎦,∵[]1448x -∈,,而14a ≤≤,∴8[]4,,故当且仅当14x -=时,y有最小值为4a -.令44a -≥,解得244a -≤,∴y a的最小值为24 1.6-.12.某家庭进行理财投资,根据长期收益率市场预测,投资债券等稳健型产品的年收益()f x 与投资额x 成正比,其关系如图1;投资股票等风险型产品的年收益()g x 与投资额x 的算术平方根成正比,其关系如图2.(1)分别写出两种产品的年收益()f x 和()g x 的函数关系式;(2)该家庭现有20万元资金,全部用于理财投资,问:怎么分配资金能使投资获得最大年收益,其最大年收益是多少万元?【答案】(1)()()108f x x x =≥,())0g x x =≥(2)投资债券类产品16万元,股票类投资为4万元,收益最大为3万元【解析】(1)依题意:可设()()10f x k x x =≥,())0g x k x =≥,∵()1118f k ==,()2112g k ==,∴()()108f x x x =≥,())0g x x =≥.(2)设投资债券类产品x 万元,则股票类投资为()20x -万元,年收益为y 万元,依题意得:()()20y f x g x =+-,即)0208x y x =+≤≤,令t =则220x t =-,0,t ⎡∈⎣,则22082t t y -=+,0,t ⎡∈⎣()21238t =--+,所以当2t =,即16x =万元时,收益最大,max 3y =万元.13.新冠肺炎疫情造成医用防护服短缺,某地政府决定为防护服生产企业A 公司扩大生产提供x ([]0,10x ∈)(万元)的专项补贴,并以每套80元的价格收购其生产的全部防护服,A 公司在收到政府x (万元)补贴后,防护服产量将增加到1264t k x ⎛⎫=⋅- ⎪+⎝⎭(万件),其中k 为工厂工人的复工率([]0.5,1k ∈),A 公司生产t 万件防护服还需投入成本20950x t ++(万元).(1)将A 公司生产防护服的利润y (万元)表示为补贴x (万元)的函数(政府补贴x 万元计入公司收入);(2)当复工率0.8k =时,政府补贴多少万元才能使A 公司的防护服利润达到最大?并求出最大值.【答案】(1)3601808204ky k x x =---+,[]0,10x ∈,[]0.5,1k ∈(2)当复工率0.8k =时,政府补贴2万元才能使A 公司的防护服利润达到最大值60万元【解析】(1)由题意得()802095030820y x t x t t x =+-+-=--1236030682018082044k k x k x x x ⎛⎫=---=--- ⎪++⎝⎭,即3601808204ky k x x =---+,[]0,10x ∈,[]0.5,1k ∈.(2)由0.8k =,得288288144820812444y x x x x =---=--+++,因()28828888432248326444x x x x +=++-≥⨯-=++,当且仅当2x =时取等号,所以6412460y ≤-+=.故当复工率0.8k =时,政府补贴2万元才能使A 公司的防护服利润达到最大值60万元.14.已知函数()()21322m f x m m x -=-+是幂函数.(1)求函数()f x 的解析式;(2)判断函数()f x 的奇偶性,并证明你的结论;(3)判断函数()f x 在()0,∞+上的单调性,并证明你的结论.【答案】(1)()2f x x -=;(2)函数()f x 为偶函数;(3)()f x 在()0,∞+上单调递减,证明见解析.(1)因为函数()()21322m f x m m x -=-+是幂函数,则2221m m -+=,解得1m =,故()2f x x -=.(2)函数()2f x x -=为偶函数.证明如下:由(1)知()2f x x -=,其定义域为{}0x x ≠关于原点对称,因为对于定义域内的任意x ,都有()()()()222211f x x x f x xx ---=-====-,故函数()2f x x -=为偶函数.(3)()f x 在()0,∞+上单调递减.证明如下:在()0,∞+上任取1x ,2x ,不妨设120x x <<,则()()221212221211f x f x x xx x ---=-=-()()2221212122221212x x x x x x x x x x -+-===,()12,0,x x ∈+∞且12x x <,222121120,0,0x x x x x x ∴-<+>>,()()12f x f x >()f x ∴在()0,∞+上单调递减.。
函数极限的应用
函数极限的应用非常广泛,以下是一些常见的应用领域:
1.物理学:极限在物理学中经常被用于描述和分析各种物理
现象。
例如,速度、加速度、力和位移等物理量可以通过对函数进行极限计算来描述其变化率、趋势和极值等。
2.经济学:经济学中的函数极限可以用来描述和预测市场供
求关系、价格变动趋势和消费者行为等经济现象。
例如,在需求曲线和供给曲线中,通过计算极限可以得出价格弹性和市场平衡等信息。
3.工程学:工程学中广泛使用函数极限来描述和优化工程问
题。
例如,在机械设计中,通过计算函数的极限可以确定零件的最大或最小尺寸。
在控制工程中,极限可以用来设计系统的稳定性和响应性能。
4.统计学:统计学中使用函数极限来推导和分析各种概率分
布和统计规律。
例如,在大数定律和中心极限定理中,极限被用来描述样本均值的收敛性和分布的稳定性。
5.计算机科学:函数极限在计算机科学中用于优化算法和程
序的性能。
例如,在排序算法中,通过计算极限可以评估算法的时间复杂度和最优性能。
6.自然科学和生命科学:函数极限被广泛应用于描述和模拟
自然界和生物系统中的各种环境和生物过程。
例如,在生态学中,极限可以用来描述种群增长、生物多样性和能量
流动等。
总之,函数极限在各个学科和领域中都有广泛的应用。
通过计算函数的极限,可以揭示和解决各种问题,提供更深入的理解和分析。
函数在日常生活中的应用函数不仅在我们的学习中应用广泛,日常生活中也有充分的应用。
在此举出一些例子并作适当分析。
当人们在社会生活中从事买卖活动或其他生产时,其中常涉及到变量的线性依存关系,经营者为达到宣传、促销或其他目的,往往会为我们提供两种或多种付款方案或优惠办法。
总之,函数渗透在我们生活中的各个方面,我们也经常遇到此类函数问题,这时我们应三思而后行,深入发掘自己头脑中的数学知识,用函数解决。
如:1.一次函数的应用:购物时总价与数量间的关系,是最基本的一次函数的应用,由函数解析式可以清楚地了解到其中的正比例关系,在单价一定的条件下,数量越大,总价越大。
此类问题非常基本,却也运用最为广泛。
2.二次函数的应用:当某一变量在因变量变化均匀时变化越来越快,常考虑用二次函数解决。
如细胞的分裂数量随时间的变化而变化、利润随销售时间的增加而增多、自由落体时速度随时间的推移而增大、计算弹道轨迹等。
二次函数的解析式及其图像可简明扼要地阐述出我们需要的一系列信息。
如增加的速度、增加的起点等。
3.反比例函数的应用:反比例函数在生活中应用广泛,其核心为一个恒定不变的量。
如木料的使用,当木料一定时长与宽的分别设置即满足相应关系。
还有总量一定的分配问题,可应用在公司、学校等地方。
所分配的数量及分配的单位即形成了这样的关系。
4.三角函数的应用:实际生活中,我们常常可以遇到三角形,而三角函数又蕴含其中。
如建筑施工时某物体高度的测量,确定航海行程问题,确定光照及房屋建造合理性以及河宽的测量都可以利用三角函数方便地测出。
在日常生活中,我们往往需要将各种函数结合起来灵活运用,以解决复杂的问题。
要时刻将函数的解析式与其图形联系起来,以得到最简单的解决办法。
函数的实际应用及举例函数是编程中非常重要的概念,它是为了实现特定功能而组织在一起的一段代码。
函数可以将代码模块化,提高代码的可读性和可维护性。
在实际应用中,函数有着广泛的用途,包括数学计算、数据处理、图像处理、网络通信等。
本文将以几个典型应用领域为例,介绍函数的实际应用。
1.数学计算数学计算是函数应用的一个重要领域。
函数可以用于实现复杂的数学运算、求解方程、计算数列等。
例如,计算圆的面积和周长的函数可以定义如下:pythondef calculate_circle(radius):area = 3.14 * radius * radiusperimeter = 2 * 3.14 * radiusreturn area, perimeter这个函数接受圆的半径作为参数,并返回圆的面积和周长。
2.数据处理函数在数据处理中也有着广泛的应用。
函数可以用于数据的读取、转换、清洗、分析等操作。
例如,以下是一个用于计算列表中数字平均值的函数:pythondef calculate_average(numbers):total = sum(numbers)average = total / len(numbers)return average这个函数接受一个数字列表作为参数,并返回平均值。
3.图像处理图像处理是另一个常见的应用领域。
函数可以用于图像的读取、处理、分析、转换等操作。
例如,以下是一个用于将图像转换为灰度图的函数:pythondef convert_to_grayscale(image):gray_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)return gray_image这个函数接受一个彩色图像作为参数,并返回一个灰度图像。
4.网络通信函数在网络通信中也有着重要的应用。
函数可以用于发送和接收网络数据、处理网络请求、解析网络协议等操作。
例如,以下是一个用于发送HTTP请求并获取响应的函数:pythonimport requestsdef send_http_request(url, method='GET', data=None, headers=None): response = requests.request(method, url, data=data,headers=headers)return response.text这个函数接受一个URL作为参数,并返回HTTP响应的内容。
高中数学常见函数及其应用数学是一门广泛应用于各个领域的学科,而函数是数学中的基本概念之一。
在高中数学中,我们需要掌握并熟练运用一些常见函数及其应用。
本文将介绍一些常见的高中数学函数及其在实际问题中的应用。
一、线性函数线性函数是最简单的一类函数,其表达式为y = kx + b,其中k和b为常数。
线性函数的图像为一条直线,其斜率k代表直线的倾斜程度,而常数b代表直线与y轴的截距。
线性函数常见的应用有以下几种:1. 方程的解:在线性方程中,我们常常需要求解一元一次方程。
以y = 2x + 3为例,我们可以通过这个线性函数找到方程的解。
当x取特定的值时,我们可以求得对应的y值,从而得到该方程的解。
2. 直线的斜率和截距:线性函数的斜率和截距可以帮助我们分析直线的性质。
斜率决定了直线的倾斜程度,而截距则决定了直线与y轴的交点。
二、二次函数二次函数是一个非常常见的函数形式,其表达式为y = ax^2 + bx + c,其中a、b和c为常数,且a不等于0。
二次函数的图像通常是一个开口向上或向下的抛物线,常见的应用有以下几种:1. 抛物线的顶点问题:二次函数的顶点是抛物线的最高点或者最低点,在实际问题中可以用来寻找最优解,例如最大值或最小值。
2. 建模问题:二次函数可以用来建立实际问题的模型。
例如,通过分析苹果从树上掉落的过程,可以建立一个与时间相关的二次函数来描述苹果的运动轨迹。
三、指数函数指数函数是以一个正常数为底数,变量为指数的函数,其表达式为y = a^x,其中a为常数且大于0。
指数函数的图像通常是上升或下降的曲线,常见的应用有以下几种:1. 指数增长问题:指数函数在自然界中的许多现象都有应用,例如人口增长、细胞分裂等。
通过分析指数函数的特点,我们可以预测未来的发展趋势。
2. 复利计算:指数函数在金融领域中有着重要的应用,特别是在计算复利方面。
通过利率和时间的指数函数关系,我们可以计算复利的收益。
四、对数函数对数函数是指以一个正常数为底数,另一个正数为真数的函数,其表达式为y = loga(x),其中a为常数且大于0且不等于1。
函数连续的应用案例函数是数学中一个重要的概念,也是现实生活中经常应用的工具。
函数连续是函数学中的一个重要性质,表示函数在某一点的极限等于该点的函数值。
在实际生活中,函数连续的应用非常广泛,涉及到多个领域。
下面介绍十个函数连续的应用案例,可以帮助读者更好地理解函数连续的概念和实际应用。
1. 车辆行驶过程中的速度变化:假设一辆车在某一段路程上行驶,我们可以将时间作为自变量,速度作为因变量,建立一个函数来描述车辆的速度变化。
如果车辆的速度在整个行驶过程中保持连续变化,那么这个函数就是连续的。
2. 温度变化过程中的温度曲线:在气象学中,我们经常使用函数来描述温度的变化。
例如,可以将时间作为自变量,温度作为因变量,建立一个函数来描述一天中的温度变化。
如果温度在整个过程中连续变化,那么这个函数就是连续的。
3. 电子设备的音量调节:在电子设备中,音量大小通常可以用一个函数来表示。
例如,可以将音量调节器的位置作为自变量,音量大小作为因变量,建立一个函数来描述音量的变化。
如果音量在整个调节过程中连续变化,那么这个函数就是连续的。
4. 音乐的节奏变化:音乐的节奏通常是连续变化的。
我们可以将时间作为自变量,音乐的节奏作为因变量,建立一个函数来描述音乐的节奏变化。
如果音乐的节奏在整个演奏过程中保持连续变化,那么这个函数就是连续的。
5. 电梯的运行过程:电梯的运行过程可以用函数来表示。
例如,可以将时间作为自变量,电梯的位置作为因变量,建立一个函数来描述电梯的运行过程。
如果电梯的位置在整个运行过程中连续变化,那么这个函数就是连续的。
6. 水位的变化:在水文学中,我们经常使用函数来描述水位的变化。
例如,可以将时间作为自变量,水位作为因变量,建立一个函数来描述水位的变化。
如果水位在整个过程中连续变化,那么这个函数就是连续的。
7. 经济指标的变化:经济指标的变化通常可以用函数来表示。
例如,可以将时间作为自变量,经济指标的数值作为因变量,建立一个函数来描述经济指标的变化。
浅谈函数在现实生活中的应用
函数是数学中最重要的概念之一,它在现实生活中也有广泛应用。
函数可以用来描述实际世界的一些现象,也可以用来解决实际问题。
本文将讨论函数在日常生活中的应用,帮助读者更好地理解函数的用途。
首先,函数可以用来研究实际世界的常见现象。
例如,可以使用函数来描述人口的变化,温度的变化,污染物的浓度等,这些变化可以用函数描述出来,从而使我们能够更好地理解它们。
此外,研究人员还可以通过函数来分析市场趋势,如物价的变化、股票价格的变化等,从而了解市场动态,做出更好的投资决策。
其次,函数也可以用来解决实际问题。
比如,在机械行业,设计师经常使用函数来解决建筑设计、机械零件设计等问题。
函数可以帮助设计师更准确地了解参数之间的关系,从而设计出更加精确、稳定、可靠的产品。
此外,在电子领域,函数也可以用来解决实际问题,比如用于绘制键盘图形、设计传感器和模拟电路等。
最后,在科学研究中,函数也有重要的作用。
在物理学中,函数可以用来表示力学和能量的关系,帮助人们更好地理解物理现象。
在计算机科学中,函数也被称为算法,可以用来解决一些复杂的问题,如图像处理、人工智能等。
综上所述,函数是一种普适的数学概念,它在现实生活中也有广泛的应用,可以用来描述实际世界的现象,也可以用来解决实际问题,从而更好地发掘现实生活中的可能性。
§2.9函数的应用2014高考会这样考 1.综合考查函数的性质;2.考查一次函数、二次函数、分段函数及基本初等函数的建模问题;3.考查函数的最值.复习备考要这样做 1.讨论函数的性质一定要先考虑定义域;2.充分搜集、应用题目信息,正确建立函数模型;3.注重函数与不等式、数列、导数等知识的综合.1.几类函数模型及其增长差异(1)几类函数模型2. 解函数应用问题的步骤(四步八字)(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的意义.以上过程用框图表示如下:[难点正本疑点清源]1.要注意实际问题的自变量的取值范围,合理确定函数的定义域.2.解决函数应用问题重点解决以下问题(1)阅读理解、整理数据:通过分析、画图、列表、归类等方法,快速弄清数据之间的关系,数据的单位等等;(2)建立函数模型:关键是正确选择自变量将问题的目标表示为这个变量的函数,建立函数的模型的过程主要是抓住某些量之间的相等关系列出函数式,注意不要忘记考察函数的定义域;(3)求解函数模型:主要是研究函数的单调性,求函数的值域、最大(小)值,计算函数的特殊值等,注意发挥函数图像的作用;(4)回答实际问题结果:将函数问题的结论还原成实际问题,结果明确表述出来.1.某物体一天中的温度T(单位:℃)是时间t(单位:h)的函数:T(t)=t3-3t+60,t=0表示中午12∶00,其后t取正值,则下午3时的温度为________.答案78℃解析T(3)=33-3×3+60=78(℃).2.某工厂生产某种产品固定成本为2 000万元,并且每生产一单位产品,成本增加10万元.又知总收入K是单位产品数Q的函数,K(Q)=40Q-120Q2,则总利润L(Q)的最大值是________万元.答案 2 500解析L(Q)=40Q-120Q2-10Q-2 000=-120Q 2+30Q -2 000=-120(Q -300)2+2 500当Q =300时,L (Q )的最大值为2 500万元.3. (2011·湖北)放射性元素由于不断有原子放射出微粒子而变成其他元素,其含量不断减少,这种现象称为衰变.假设在放射性同位素铯137的衰变过程中,其含量M (单位:太贝克)与时间t (单位:年)满足函数关系:M (t )=M 02-t30,其中M 0为t =0时铯137的含量.已知t =30时,铯137含量的变化率...是-10ln 2(太贝克/年),则M (60)等于( ) A .5太贝克B .75ln 2太贝克C .150ln 2太贝克D .150太贝克答案 D解析 ∵M ′(t )=-130M 02-t 30·ln 2,∴M ′(30)=-130×12M 0ln 2=-10ln 2,∴M 0=600.∴M (t )=600×2-t 30,∴M (60)=600×2-2=150(太贝克).4. 某企业第三年的产量比第一年的产量增长44%,若每年的平均增长率相同(设为x ),则以下结论正确的是( )A .x >22%B .x <22%C .x =22%D .x 的大小由第一年的产量确定 答案 B解析 设第一年的产量为a ,则a (1+x )2=a (1+44%), ∴x =20%.5. 某公司租地建仓库,已知仓库每月占用费y 1与仓库到车站的距离成反比,而每月车载货物的运费y 2与仓库到车站的距离成正比.据测算,如果在距离车站10千米处建仓库,这两项费用y 1,y 2分别是2万元和8万元,那么要使这两项费用之和最小,仓库应建在离车站( )A .5千米处B .4千米处C .3千米处D .2千米处答案 A解析 由题意得,y 1=k 1x,y 2=k 2x ,其中x >0,当x =10时,代入两项费用y 1,y 2分别是2万元和8万元,可得k 1=20,k 2=45,y 1+y 2=20x +45x ≥220x ·45x =8,当且仅当20x=45x ,即x =5时取等号,故选A.题型一 二次函数模型例1 某化工厂引进一条先进生产线生产某种化工产品,其生产的总成本y (万元)与年产量x (吨)之间的函数关系式可以近似地表示为y =x 25-48x +8 000,已知此生产线年产量最大为210吨.(1)求年产量为多少吨时,生产每吨产品的平均成本最低,并求最低成本;(2)若每吨产品平均出厂价为40万元,那么当年产量为多少吨时,可以获得最大利润?最大利润是多少?思维启迪:(1)根据函数模型,建立函数解析式.(2)求函数最值. 解 (1)每吨平均成本为yx (万元).则y x =x 5+8 000x-48≥2x 5·8 000x-48=32, 当且仅当x 5=8 000x,即x =200时取等号.∴年产量为200吨时,每吨平均成本最低,最低为32万元. (2)设可获得总利润为R (x )万元,则R (x )=40x -y =40x -x 25+48x -8 000[来源:]=-x 25+88x -8 000=-15(x -220)2+1 680 (0≤x ≤210).∵R (x )在[0,210]上是增函数,∴x =210时,R (x )有最大值为-15(210-220)2+1 680=1 660.[来源:学+科+网Z+X+X+K]∴年产量为210吨时,可获得最大利润1 660万元.探究提高 二次函数是常用的函数模型,建立二次函数模型可以求出函数的值域或最值.解决实际中的优化问题时,一定要分析自变量的取值范围.利用配方法求最值时,一定要注意对称轴与给定区间的关系:若对称轴在给定的区间内,可在对称轴处取最值,在离对称轴较远的端点处取另一最值;若对称轴不在给定的区间内,最值都在区间的端点处取得.某产品的总成本y (万元)与产量x (台)之间的函数关系是y =3 000+20x -0.1x 2 (0<x <240,x ∈N *),若每台产品的售价为25万元,则生产者不亏本时(销售收入不小于总成本)的最低产量是 ( )A .100台B .120台C .150台D .180台答案 C解析 设利润为f (x )万元,则 f (x )=25x -(3 000+20x -0.1x 2) =0.1x 2+5x -3 000 (0<x <240,x ∈N *). 令f (x )≥0,得x ≥150,∴生产者不亏本时的最低产量是150台. 题型二 指数函数模型例2 诺贝尔奖发放方式为每年一发,把奖金总额平均分成6份,奖励给分别在6项(物理、化学、文学、经济学、生理学和医学、和平)为人类作出最有益贡献的人,每年发放奖金的总金额是基金在该年度所获利息的一半,另一半利息作基金总额,以便保证奖金数逐年增加.假设基金平均年利率为r =6.24%.资料显示:1999年诺贝尔奖金发放后基金总额约为19 800万美元.设f (x )表示第x (x ∈N *)年诺贝尔奖发放后的基金总额(1999年记为f (1),2000年记为f (2),…,依次类推).(1)用f (1)表示f (2)与f (3),并根据所求结果归纳出函数f (x )的表达式;(2)试根据f (x )的表达式判断网上一则新闻“2009年度诺贝尔奖各项奖金高达150万美元”是否为真,并说明理由.(参考数据:1.031 29=1.32)思维启迪:从所给信息中找出关键词,增长率问题可以建立指数函数模型. 解 (1)由题意知,f (2)=f (1)(1+6.24%)-12f (1)·6.24%=f (1)(1+3.12%),f (3)=f (2)(1+6.24%)-12f (2)·6.24%=f (2)(1+3.12%)=f (1)(1+3.12%)2, ∴f (x )=19 800(1+3.12%)x -1 (x ∈N *).(2)2008年诺贝尔奖发放后基金总额为 f (10)=19 800(1+3.12%)9=26 136,故2009年度诺贝尔奖各项奖金为16·12f (10)·6.24%≈136(万美元),与150万美元相比少了约14万美元,是假新闻.探究提高 此类增长率问题,在实际问题中常可以用指数函数模型y =N (1+p )x (其中N 是基础数,p 为增长率,x 为时间)和幂函数模型y =a (1+x )n (其中a 为基础数,x 为增长率,n 为时间)的形式.解题时,往往用到对数运算,要注意与已知表格中给定的值对应求解.已知某物体的温度θ(单位:摄氏度)随时间t (单位:分钟)的变化规律:θ=m ·2t+21-t (t ≥0,并且m >0).(1)如果m =2,求经过多少时间,物体的温度为5摄氏度; (2)若物体的温度总不低于2摄氏度,求m 的取值范围. 解 (1)若m =2,则θ=2·2t +21-t =2⎝⎛⎭⎫2t +12t , 当θ=5时,2t +12t =52,令2t =x ≥1,则x +1x =52,即2x 2-5x +2=0,解得x =2或x =12(舍去),此时t =1.所以经过1分钟,物体的温度为5摄氏度. (2)物体的温度总不低于2摄氏度,即θ≥2恒成立, 亦m ·2t +22t ≥2恒成立,亦即m ≥2⎝⎛⎭⎫12t -122t 恒成立. 令12t =x ,则0<x ≤1,∴m ≥2(x -x 2), 由于x -x 2≤14,∴m ≥12.因此,当物体的温度总不低于2摄氏度时,m 的取值范围是⎣⎡⎭⎫12,+∞. 题型三 分段函数模型例3 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 =⎩⎨⎧13x 3-80x 2+5 040x ,x ∈[120,144),12x 2-200x +80 000,x ∈[144,500],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,国家将给予补偿.(1)当x ∈[200,300]时,判断该项目能否获利?如果获利,求出最大利润;如果不获利,则国家每月至少需要补贴多少元才能使该项目不亏损?(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?思维启迪:题目中月处理成本与月处理量的关系为分段函数关系,项目获利和月处理量的关系也是分段函数关系.解 (1)当x ∈[200,300]时,设该项目获利为S ,则S =200x -⎝⎛⎭⎫12x 2-200x +80 000 =-12x 2+400x -80 000=-12(x -400)2,所以当x ∈[200,300]时,S <0,因此该单位不会获利. 当x =300时,S 取得最大值-5 000,所以国家每月至少补贴5 000元才能使该项目不亏损. (2)由题意,可知二氧化碳的每吨处理成本为y x =⎩⎨⎧13x 2-80x +5 040,x ∈[120,144).12x +80 000x -200,x ∈[144,500].①当x ∈[120,144)时,y x =13x 2-80x +5 040=13(x -120)2+240, 所以当x =120时,yx 取得最小值240.②当x ∈[144,500]时, y x =12x +80 000x-200≥212x ×80 000x-200=200, 当且仅当12x =80 000x ,即x =400时,yx取得最小值200.因为200<240,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. 探究提高 本题的难点是函数模型是一个分段函数,由于月处理量在不同范围内,处理的成本对应的函数解析式也不同,故此类最值的求解必须先求出每个区间内的最值,然后将这些区间内的最值进行比较确定最值.(2011·北京)根据统计,一名工人组装第x 件某产品所用的时间(单位:分钟)为f (x )=⎩⎨⎧cx,x <A ,cA ,x ≥A(A ,c 为常数).已知工人组装第4件产品用时30分钟,组装第A件产品用时15分钟,那么c 和A 的值分别是 ( )A .75,25B .75,16C .60,25D .60,16 答案 D解析 由函数解析式可以看出,组装第A 件产品所需时间为cA=15,故组装第4件产品所需时间为c 4=30,解得c =60,将c =60代入cA=15,得A =16.函数建模问题典例:(12分)在扶贫活动中,为了尽快脱贫(无债务)致富,企业甲将经营状况良好的某种消费品专卖店以5.8万元的优惠价格转让给了尚有5万元无息贷款没有偿还的小型企业乙,并约定从该店经营的利润中,首先保证企业乙的全体职工每月最低生活费的开支3 600元后,逐步偿还转让费(不计息).在甲提供的资料中:①这种消费品的进价为每件14元;②该店月销量Q (百件)与销售价格P (元)的关系如图所示;③每月需各种开支2 000元. (1)当商品的价格为每件多少元时,月利润扣除职工最低生活费的余额最大?并求最大余额;(2)企业乙只依靠该店,最早可望在几年后脱贫?审题视角 (1)认真阅读题干内容,理清数量关系.(2)分析图形提供的信息,从图形可看出函数是分段的.(3)建立函数模型,确定解决模型的方法. 规范解答解 设该店月利润余额为L ,则由题设得L =Q (P -14)×100-3 600-2 000,① 由销量图易得Q =⎩⎪⎨⎪⎧-2P +50 (14≤P ≤20),-32P +40 (20<P ≤26),[2分]代入①式得L =⎩⎪⎨⎪⎧(-2P +50)(P -14)×100-5 600 (14≤P ≤20),⎝⎛⎭⎫-32P +40(P -14)×100-5 600 (20<P ≤26),[4分] (1)当14≤P ≤20时,L max =450元,此时P =19.5元; 当20<P ≤26时,L max =1 2503元,此时P =613元. 故当P =19.5元时,月利润余额最大,为450元.[8分] (2)设可在n 年后脱贫,依题意有12n ×450-50 000-58 000≥0,解得n ≥20. 即最早可望在20年后脱贫.[12分]解函数应用题的一般程序:第一步:审题——弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系;第二步:建模——将文字语言转化成数学语言,用数学知识建立相应的数学模型;第三步:求模——求解数学模型,得到数学结论;第四步:还原——将用数学方法得到的结论还原为实际问题的意义.第五步:反思回顾——对于数学模型得到的数学结果,必须验证这个数学解对实际问题的合理性.温馨提醒(1)本题经过了三次建模:①根据月销量图建立Q与P的函数关系;②建立利润余额函数;③建立脱贫不等式.(2)本题的函数模型是分段的一次函数和二次函数,在实际问题中,由于在不同的背景下解决的问题发生了变化,因此在不同范围中,建立函数模型也不一样,所以现实生活中分段函数的应用非常广泛.(3)在构造分段函数时,分段不合理、不准确,是易出现的错误.方法与技巧1.认真分析题意,合理选择数学模型是解决应用问题的基础;2.实际问题中往往解决一些最值问题,我们可以利用二次函数的最值、函数的单调性、基本不等式等求得最值.失误与防范1.函数模型应用不当是常见的解题错误.所以,正确理解题意,选择适当的函数模型是正确解决这类问题的前提和基础.2.要特别关注实际问题的自变量的取值范围,合理确定函数的定义域.3.注意问题反馈.在解决函数模型后,必须验证这个数学结果对实际问题的合理性.A 组 专项基础训练 (时间:35分钟,满分:57分)一、选择题(每小题5分,共20分)[来源:学&科&网Z&X&X&K]1. 有一批材料可以围成200 m 长的围墙,现用此材料在一边靠墙的地方围成一块矩形场地(如图),且内部用此材料隔成三个面积相等的矩形,则围成的矩形场地的最大面积为( )A .1 000 m 2B .2 000 m 2C .2 500 m 2D .3 000 m 2答案 C解析 设围成的场地宽为x m ,面积为y m 2, 则y =3x (200-4x )×13=-4x 2+200x (0<x <50).当x =25时,y max =25×100=2 500. ∴围成的矩形场地的最大面积为2 500 m 2.2. (2011·湖北改编)里氏震级M 的计算公式:M =lg A -lg A 0,其中A 是测震仪记录的地震曲线的最大振幅,A 0是相应的标准地震的振幅.假设在一次地震中,测震仪记录的最大振幅是1 000,此时标准地震的振幅为0.001,则此次地震的震级为________级;9级地震的最大振幅是5级地震最大振幅的________倍.( )A .6 1 000B .4 1 000C .6 10 000D .4 10 000答案 C解析 由M =lg A -lg A 0知,M =lg 1 000-lg 0.001=3-(-3)=6,∴此次地震的震级为 6级.设9级地震的最大振幅为A 1,5级地震的最大振幅为A 2,则lg A 1A 2=lg A 1-lg A 2=(lg A 1-lg A 0)-(lg A 2-lg A 0)=9-5=4.∴A 1A 2=104=10 000,∴9级地震的最大振幅是5级地震最大振幅的10 000倍.3. 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y =a e nt ,假设5分钟后甲桶和乙桶的水量相等,若再过m 分钟后甲桶中的水只有a8升,则m的值为( )A .8B .10C .12D .15[来源:学科网ZXXK]答案 B解析 由已知条件可得a e 5n =a 2,e 5n =12. 由a e nt =a 8,得e nt =18,所以t =15,m =15-5=10.4. 某汽车运输公司购买了一批豪华大客车投入营运,据市场分析每辆客 车营运的总利润y (单位:10万元)与营运年数x (x ∈N *)为二次函数关系(如右图所示),则每辆客车营运多少年时,其营运的平均利润最大 ( )A .3B .4C .5D .6答案 C 解析 由题图可得营运总利润y =-(x -6)2+11,则营运的年平均利润y x =-x -25x+12, ∵x ∈N *,∴y x ≤-2x ·25x+12=2, 当且仅当x =25x,即x =5时取“=”. ∴x =5时营运的平均利润最大.二、填空题(每小题5分,共15分)5. 某种病毒经30分钟繁殖为原来的2倍,且知病毒的繁殖规律为y =e kt (其中k 为常数,t表示时间,单位:小时,y 表示病毒个数),则k =________,经过5小时,1个病毒能繁殖为________个.答案 2ln 2 1 024解析 当t =0.5时,y =2,∴2=e 12k ,∴k =2ln 2, ∴y =e 2t ln 2,当t =5时,∴y =e 10ln 2=210=1 024.6. 某市出租车收费标准如下:起步价为8元,起步里程为3 km(不超过3 km 按起步价付费);超过3 km 但不超过8 km 时,超过部分按每千米2.15元收费;超过8 km 时,超过部分按每千米2.85元收费,另每次乘坐需付燃油附加费1元.现某人乘坐一次出租车付费22.6元,则此次出租车行驶了________ km.答案 9解析 设出租车行驶x km 时,付费y 元,则y =⎩⎪⎨⎪⎧9,0<x ≤38+2.15(x -3)+1,3<x ≤88+2.15×5+2.85(x -8)+1,x >8由y =22.6,解得x =9.7. 2008年我国人口总数为14亿,如果人口的自然年增长率控制在1.25%,则________年我国人口将超过20亿.(lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1,lg 7≈0.845 1)答案 2037解析 由已知条件:14(1+1.25%)x -2 008>20,x -2 008>lg 107lg 8180=1-lg 74lg 3-3lg 2-1=28.7, 则x >2 036.7,即x =2 037.三、解答题(共22分)8. (10分)某种出口产品的关税税率为t ,市场价格x (单位:千元)与市场供应量p (单位:万件)之间近似满足关系式:p =2(1-kt )(x -b )2,其中k ,b 均为常数.当关税税率t =75%时,若市场价格为5千元,则市场供应量为1万件;若市场价格为7千元,则市场供应量约为2万件.(1)试确定k ,b 的值;(2)市场需求量q (单位:万件)与市场价格x 近似满足关系式:q =2-x ,当p =q 时,市场价格称为市场平衡价格,当市场平衡价格不超过4千元时,试确定关税税率的最大值.解 (1)由已知⎩⎪⎨⎪⎧ 1=2(1-0.75k )(5-b )22=2(1-0.75k )(7-b )2, ⇒⎩⎪⎨⎪⎧(1-0.75k )(5-b )2=0(1-0.75k )(7-b )2=1. 解得b =5,k =1.(2)当p =q 时,2(1-t )(x -5)2=2-x , ∴(1-t )(x -5)2=-x ⇒t =1+x (x -5)2=1+1x +25x-10 而f (x )=x +25x在(0,4]上单调递减, ∴当x =4时,f (x )有最小值414, 故当x =4时,关税税率的最大值为500%.9.(12分)如图所示,在矩形ABCD 中,已知AB =a ,BC =b (a >b ).在AB 、AD 、CD 、CB 上分别截取AE 、AH 、CG 、CF 都等于x ,当x 为何值时,四边形EFGH 的面积最大?求出这个最大面积.解 设四边形EFGH 的面积为S ,由题意得S △AEH =S △CFG =12x 2, S △BEF =S △DHG =12(a -x )·(b -x ).由此得S =ab -2⎣⎡⎦⎤12x 2+12(a -x )(b -x ) =-2x 2+(a +b )x =-2⎝⎛⎭⎫x -a +b 42+(a +b )28. 函数的定义域为{x |0<x ≤b },因为a >b >0,所以0<b <a +b 2. 若a +b 4≤b ,即a ≤3b ,x =a +b 4时面积S 取得最大值(a +b )28; 若a +b 4>b ,即a >3b 时,函数S =-2⎝⎛⎭⎫x -a +b 42+(a +b )28在(0,b ]上是增函数,因此,当x =b 时,面积S 取得最大值ab -b 2.综上可知,若a ≤3b ,当x =a +b 4时,四边形EFGH 的面积取得最大值(a +b )28;若a >3b ,当x =b 时,四边形EFGH 的面积取得最大值ab -b 2.B 组 专项能力提升(时间:25分钟,满分:43分)一、选择题(每小题5分,共20分)1. 某公司在甲、乙两地销售一种品牌车,利润(单位:万元)分别为L 1=5.06x -0.15x 2和L 2=2x ,其中x 为销售量(单位:辆).若该公司在这两地共销售15辆车,则能获得最大利润为( ) A .45.606万元B .45.6万元C .45.56万元D .45.51万元答案 B 解析 依题意可设甲销售x 辆,则乙销售(15-x )辆,总利润S =L 1+L 2,则总利润S =5.06x -0.15x 2+2(15-x )=-0.15x 2+3.06x +30=-0.15(x -10.2)2+0.15×10.22+30 (x ≥0).∴当x =10时,S max =45.6(万元).2. 某厂有许多形状为直角梯形的铁皮边角料,如图,为降低消耗,开源节流,现要从这些边角料上截取矩形铁片(如图中阴影部分)备用,当截取的矩形面积最大时,矩形两边长x 、y 应为( )A .x =15,y =12B .x =12,y =15C .x =14,y =10D .x =10,y =14答案 A解析 由三角形相似得24-y 24-8=x 20,得x =54(24-y ), ∴S =xy =-54(y -12)2+180,∴当y =12时,S 有最大值,此时x =15.3. 汽车经过启动、加速行驶、匀速行驶、减速行驶之后停车,若把这一过程中汽车的行驶路程s 看作时间t 的函数,其图像可能是 ( )答案 A解析 汽车加速行驶时,速度变化越来越快,而汽车匀速行驶时,速度保持不变,体现在s 与t 的函数图像上是一条直线,减速行驶时,速度变化越来越慢,但路程仍是增加的.二、填空题(每小题5分,共15分)4. 如图,书的一页的面积为600 cm 2,设计要求书面上方空出2 cm 的边,下、左、右方都空出1 cm 的边,为使中间文字部分的面积最大,这页书的长、宽应分别为____________.答案 30 cm 、20 cm解析 设长为a cm ,宽为b cm ,则ab =600,则中间文字部分的面积S =(a -2-1)(b -2)=606-(2a +3b )≤606-26×600=486,当且仅当2a =3b ,即a =30,b =20时,S 最大=486.5. 某商人购货,进价已按原价a 扣去25%.他希望对货物订一新价,以便按新价让利20%销售后仍可获得售价25%的利润,则此商人经营这种货物的件数x 与按新价让利总额y 之间的函数关系式为______________.答案 y =a 4x (x ∈N *) 解析 设新价为b ,依题意,有b (1-20%)-a (1-25%)=b (1-20%)·25%,化简得b = 54a .∴y =b ·20%·x =54a ·20%·x ,即y =a 4x (x ∈N *). 6. 某医院为了提高服务质量,对挂号处的排队人数进行了调查,发现:当还未开始挂号时,有N 个人已经在排队等候挂号;开始挂号后排队的人数平均每分钟增加M 人.假定挂号的速度是每个窗口每分钟K 个人,当开放一个窗口时,40分钟后恰好不会出现排队现象;若同时开放两个窗口时,则15分钟后恰好不会出现排队现象.根据以上信息,若要求8分钟后不出现排队现象,则需要同时开放的窗口至少应有________个. 答案 4解析 设要同时开放x 个窗口才能满足要求,则⎩⎪⎨⎪⎧ N +40M =40K , ①N +15M =15K ×2, ②N +8M ≤8Kx . ③由①②,得⎩⎪⎨⎪⎧K =2.5M ,N =60M , 代入③,得60M +8M ≤8×2.5Mx ,解得x ≥3.4.故至少同时开放4个窗口才能满足要求.三、解答题7. (13分)(2011·湖北)提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v (单位:千米/时)是车流密度x (单位:辆/千米)的函数.当桥上的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米/时.研究表明:当20≤x ≤200时,车流速度v 是车流密度x 的一次函数.(1)当0≤x ≤200时,求函数v (x )的表达式;(2)当车流密度x 为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观测点的车辆数,单位:辆/时)f (x )=x ·v (x )可以达到最大,并求出最大值.(精确到1辆/时)解 (1)由题意,当0≤x ≤20时,v (x )=60;当20≤x ≤200时,设v (x )=ax +b ,再由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ 200a +b =0,20a +b =60, 解得⎩⎨⎧ a =-13,b =2003.故函数v (x )的表达式为v (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 60, 0≤x ≤20,13(200-x ), 20<x ≤200. (2)依题意并由(1)可得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧60x , 0≤x ≤20,13x (200-x ), 20<x ≤200. 当0≤x ≤20时,f (x )为增函数,故当x =20时,其最大值为60×20=1 200;当20<x ≤200时,f (x )=13x (200-x ) ≤13⎣⎡⎦⎤x +(200-x )22=10 0003,当且仅当x =200-x ,即x =100时,等号成立.所以当x =100时,f (x )在区间(20,200]上取得最大值10 0003.[来源:Z*xx*] 综上,当x =100时,f (x )在区间[0,200]上取得最大值10 0003≈3 333, 即当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,最大值约为3 333辆/时.[来源:学科网ZXXK]。