几种不同类型的函数模型知识点
- 格式:doc
- 大小:181.50 KB
- 文档页数:5
函数的映射知识点总结一、函数的定义和性质1. 函数的概念函数是一种特殊的关系,它把一个集合的元素对应到另一个集合的元素上。
2. 函数的定义设A和B是非空的两个集合,如果对于每一个a∈A,都存在唯一的b∈B与之对应,这个对应关系就叫做从集合A到集合B的函数,记作y=f(x),其中x∈A,y∈B。
x是自变量,y是因变量。
3. 函数的性质(1) 函数的值域函数f的值域是指函数值y的取值范围,也就是集合B中所有的可能的y的值。
(2) 函数的定义域函数f的定义域是指函数变量x的取值范围,也就是集合A中所有的可能的x的值。
(3) 一一对应函数若函数f中不同的x对应不同的y,且每一个y都能找到唯一的x与之对应,这样的函数称为一一对应函数。
(4) 反函数如果函数f是一个一一对应函数,那么就存在一个逆映射f⁻¹,它将y映射回x。
(5) 奇函数和偶函数奇函数满足f(-x)=-f(x),偶函数满足f(-x)=f(x)。
(6) 单调函数若对于定义域内的任意两个数x1和x2,当x1<x2时有f(x1)<f(x2)或者f(x1)>f(x2),则称函数f在定义域内是单调的。
二、函数的表示和运算1. 函数的图像表示函数的图像是自变量和因变量构成的平面点集在直角坐标系中的几何图形。
2. 函数的解析表示函数的解析表示是指用一个式子或者公式来表示函数,例如y=x²。
3. 函数的运算(1) 函数的和、差、积、商给定函数f(x)和g(x),它们的和、差、积、商分别记作(f+g)(x)、(f-g)(x)、(f*g)(x)、(f/g)(x)。
(2) 复合函数如果y=f(u),u=g(x),那么复合函数h(x)=f(g(x))。
(3) 反函数运算如果函数f是一个一一对应函数,那么它的逆映射f⁻¹的运算是求f⁻¹(y)。
三、常见的函数类型1. 一次函数一次函数的一般形式为y=kx+b,其中k和b是常数,k≠0。
指数与对数函数幂函数知识点总结指数函数、对数函数和幂函数是高中数学中的重要内容,是数学中常见的数学函数类型。
下面将对这三种函数进行详细介绍和总结。
1.指数函数指数函数是以底数为常数,指数为自变量的函数。
通常表示为f(x)=a^x,其中a>0且不等于1、指数函数的特点有:-当a>1时,函数为增函数,曲线向上开口。
-当0<a<1时,函数为减函数,曲线向下开口。
-当x=0时,f(0)=1,即指数为0时,函数值等于1-当x为正无穷大时,函数趋于正无穷大;当x为负无穷大时,函数趋于0。
指数函数的应用广泛,例如在金融领域中的复利计算、生物学中的生长模型、物理学中的放射性衰变等都可以使用指数函数模型来描述。
2.对数函数对数函数是指输出的指数与给定的底数相等的函数,常用的对数函数有以e为底的自然对数函数ln(x)和以10为底的通用对数函数log(x)。
对数函数的特点有:-对数函数的定义域为正实数。
- 对数函数的基本性质是函数值等于对应的指数值,即log_a(a^x) = x。
- 自然对数函数ln(x)与指数函数e^x互为反函数。
-对数函数可以帮助解决指数方程和指数不等式等问题。
对数函数在数学中广泛应用,例如在科学计算、数据压缩、信号传输和信息论等领域都有应用。
3.幂函数幂函数是形如f(x)=a^x的函数,其中a是常数且大于0。
幂函数的特点有:-当a>1时,函数为增函数,曲线向上开口。
-当0<a<1时,函数为减函数,曲线向下开口。
-当x=0时,f(0)=1,即幂为0时,函数值等于1-当x为正无穷大时,函数趋于正无穷大;当x为负无穷大时,函数趋于0。
幂函数与指数函数相似,但是幂函数的底数是常数。
幂函数在自然科学领域中经常出现,例如在物理学中的速度、加速度和质量等计算中经常使用幂函数模型。
指数函数、对数函数和幂函数是数学中的基本函数类型,它们在实际问题中有着广泛的应用。
在学习指数函数、对数函数和幂函数时,需要熟练掌握其定义、性质和应用。
3.4函数的应用(一)知识解读•必须会知识点1 常见的几种函数模型1.(2022·安徽亳州高一期中)商店出售茶壶和茶杯,茶壶每个定价20元,茶杯每个定价5元,该商店现推出两种优惠方案:①买一个茶壶赠送一个茶杯;②按购买总价的92%付款。
某顾客需购买茶壶4个,茶杯若干个(不少于4个)。
当购买茶杯x个时,付款为y 元,试分别建立两种优惠方案中的y与x之间的函数解析式,并指出如果该顾客需购买茶杯40个,应选择哪种优惠方案。
解析:由优惠方案①,得函数解析式为y1=20×4+5(x-4)=5x+60(x≥4,x∈N*)。
由优惠方案②,得函数解析式为y2=(20×4+5x)×92%=4.6x+73.6(x≥4,x∈N*)。
当该顾客需购买茶杯40个时,采用优惠方案①应付款y1=5×40+60=260(元),采用优惠方案②应付款y2=4.6×40+73.6=257.6(元)。
由于y2<y1,故应选择优惠方案②。
知识点2 用函数模型解决实际问题的方法与步骤2.(2021·山东菏泽23校高一期末联考)为节约能源,倡导绿色环保,某主题公园有60辆电动观光车供租赁使用,管理这些电动观光车的费用是每日120元。
根据经验,若每辆电动观光车的日租金不超过5元,则电动观光车可以全部租出;若超过5元,则每超过1元,租不出的电动观光车就增加2辆。
为了便于结算,每辆电动观光车的日租金x(元)(x只取整数),并且要求出租电动观光车一日的收入必须高于这一日的管理费用,用y(元)表示出租电动观光车的日净收入(即一日出租电动观光车的总收入减去管理费用后的所得)。
(1)求函数y=f(x)的解析式及其定义域;答案:(1)当x≤5时,y=60x-120,令60x-120>0,解得x>2,因为x∈N*,所以3≤x≤5。
当x>5时,y=[60-2(x-5)]x-120=-2x2+70x-120,令-2x2+70x-120>0,有x2-35x+60<0,上述不等式的整数解为2≤x ≤33(x ∈N *),所以5<x ≤33(x ∈N *)。
七年级九大模型知识点在学习数学的过程中,九大模型是七年级数学教学的重要内容。
这些模型帮助学生将数学问题转化为生活实际中的情境,从而更好地理解和应用数学知识。
在本文中,我们将探讨七年级九大模型的核心要点。
1. 分组模型分组模型是数学中最基础的模型之一。
当遇到有关分组、分配、组合、选择和排列等问题时,我们可以利用分组模型进行求解。
分组模型帮助学生理解计数原理,培养组织思维和逻辑推理能力。
2. 布尔代数模型布尔代数模型是一种逻辑运算的模型。
它主要用于表示和求解逻辑题和逻辑问题。
在布尔代数模型中,我们利用与、或、非等逻辑运算符对命题进行组合和演算,进而得出问题的解答。
3. 图形模型图形模型是通过图形来研究和解决数学问题的模型。
在七年级数学中,学生需要学习平面图形和立体图形的性质和计算方法。
图形模型培养了学生的几何思维和观察力,帮助他们更好地理解和应用几何知识。
4. 物理模型物理模型是将数学概念用于解决物理问题的模型。
通过建立数学模型,我们可以定量地研究和描述物理现象。
物理模型的应用涵盖了力学、电磁学、光学等多个领域。
通过学习物理模型,学生能够将数学知识应用到实际问题中,深化对数学的理解。
5. 概率模型概率模型是研究随机事件和概率问题的模型。
在日常生活中,我们经常会遇到一些有不确定性的情况,通过概率模型,我们可以量化这些不确定性。
学习概率模型可以帮助学生理解和计算概率,提高决策能力和判断能力。
6. 代数模型代数模型是数学中最常见的模型之一。
代数模型通过符号和字母的代换,将复杂问题简化为符号运算和方程求解。
它广泛应用于方程、不等式、函数等多个数学概念的研究和应用中。
学习代数模型可以帮助学生培养抽象思维能力和运算技巧。
7. 函数模型函数模型是描述变量关系的模型。
在七年级数学中,学生将接触到线性函数、二次函数等基本函数类型。
函数模型帮助学生理解变量之间的关系,学习函数的图像、性质和应用。
函数模型培养了学生的数学建模能力和问题解决能力。
函数常用公式及知识点总结一、基本的函数类型及其表达式1. 线性函数线性函数是最简单的一类函数,其表达式可以写成y = kx + b的形式,其中k和b是常数,k代表斜率,b代表截距。
线性函数的图像通常是一条直线,斜率决定了直线的倾斜程度,截距决定了直线和y轴的交点位置。
2. 二次函数二次函数的一般形式是y = ax^2 + bx + c,其中a、b、c分别是二次项系数、一次项系数和常数。
二次函数的图像通常是一条开口向上或向下的抛物线,抛物线的开口方向取决于二次项系数a的正负。
3. 指数函数指数函数的一般形式是y = a^x,其中a是底数。
指数函数的特点是以指数形式增长或衰减,当底数a大于1时,函数图像呈现增长趋势;当底数a介于0和1之间时,函数图像呈现衰减趋势。
4. 对数函数对数函数的一般形式是y = log_a(x),其中a是底数。
对数函数和指数函数是互为反函数的关系,对数函数的图像通常是一条斜率逐渐趋近于零的曲线。
5. 三角函数常见的三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数,它们分别表示了角的正弦值、余弦值和正切值。
三角函数的图像是周期性的波形,具有很强的周期性和对称性特点。
二、函数的常见性质和变换1. 奇偶性函数的奇偶性是指当x取相反数时,函数值是否相等。
如果函数满足f(-x) = f(x),则称其为偶函数;如果函数满足f(-x) = -f(x),则称其为奇函数。
2. 周期性周期性是指函数在一定范围内具有重复的规律性。
对于三角函数和指数函数等周期函数,周期可以通过函数表达式或图像来确定。
3. 平移、缩放和翻转函数可以通过平移、缩放和翻转等方式进行变换。
平移指的是将函数图像沿着x轴或y轴进行平移,缩放指的是改变函数图像的大小或形状,翻转指的是将函数图像进行对称变换。
4. 复合函数复合函数是指一个函数作为另一个函数的自变量,通过这种方式可以得到新的函数。
复合函数的求导、积分和求极限等运算与单个函数类似,但需要注意变量的替换和链式求导法则。
第十讲 函数模型及其应用知识梳理·双基自测ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE 知识梳理知识点 函数模型及其应用 1.几类常见的函数模型函数模型 函数解析式一次函数模型f(x)=ax +b(a ,b 为常数,a≠0)反比例函数模型 f(x)=kx +b(k ,b 为常数且k≠0)二次函数模型 f(x)=ax 2+bx +c(a ,b ,c 为常数,a≠0)指数函数模型 f(x)=ba x+c(a ,b ,c 为常数,b≠0,a >0且a≠1) 对数函数模型 f(x)=blog a x +c(a ,b ,c 为常数,b≠0,a >0且a≠1) 幂函数模型f(x)=ax n +b(a ,b 为常数,a≠0)2.三种函数模型的性质函数性质y =a x(a>1)y =log a x(a>1) y =x n(n>0)在(0,+∞) 上的增减性 单调递增 单调递增 单调递增 增长速度 越来越快越来越慢相对平稳 图象的变化 随x 的增大逐渐表现为与y 轴平行随x 的增大逐渐表现为与x 轴平行随n 值变化而各有不同值的比较存在一个x 0,当x>x 0时,有log a x<x n<a x3.解函数应用问题的步骤(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. 以上过程用框图表示如下:重要结论1.函数f(x)=x a +bx (a>0,b>0,x>0)在区间(0,ab]内单调递减,在区间[ab ,+∞)内单调递增.2.直线上升、对数缓慢、指数爆炸双基自测题组一 走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)函数y =2x的函数值比y =x 2的函数值大.( × )(2)“指数爆炸”是指数型函数y =a·b x+c(a≠0,b>0,b≠1)增长速度越来越快的形象比喻.( × ) (3)幂函数增长比直线增长更快.( × ) (4)不存在x 0,使ax 0<x a0<log a x 0.( × ) [解析] (1)当x =-1时,2-1<(-1)2.(2)“指数爆炸”是针对b>1,a>0的指数型函数g(x)=a ·b x+c.(3)幂函数增长速度是逐渐加快的,当变量较小时,其增长很缓慢,题目说的太绝对,也没有任何条件限制.(4)当a∈(0,1)时存在x 0,使ax 0<x a0<log a x 0. 题组二 走进教材2.(必修1P 107BT1改编)某工厂一年中各月份的收入、支出情况的统计图如图所示,则下列说法中错误的是( D )A .收入最高值与收入最低值的比是3∶1B .结余最高的月份是7月C .1至2月份的收入的变化率与4至5月份的收入的变化率相同D .前6个月的平均收入为40万元3.(必修1P 107A 组T1改编)在某个物理实验中,测量得变量x 和变量y 的几组数据,如下表:x 0.50 0.99 2.01 3.98 y-0.990.010.982.00则对x ,y 最适合的拟合函数是( D ) A .y =2x B .y =x 2-1 C .y =2x -2D .y =log 2x[解析] 根据x =0.50,y =-0.99,代入计算,可以排除A ;根据x =2.01,y =0.98,代入计算,可以排除B 、C ;将各数据代入函数y =log 2x ,可知满足题意,故选D .4.(必修1P 104例5改编)某种动物繁殖量y 只与时间x 年的关系为y =alog 3(x +1),设这种动物第2年有100只,到第8年它们将发展到( A )A .200只B .300只C .400只D .500只[解析] ∵繁殖数量y 只与时间x 年的关系为y =alog 3(x +1),这种动物第2年有100只, ∴100=alog 3(2+1),∴a=100,∴y=100log 3(x +1), ∴当x =8时,y =100log 3(8+1)=100×2=200.故选A .5.(必修1P 107AT2改编)生产一定数量的商品的全部费用称为生产成本,某企业一个月生产某种商品x 万件时的生产成本为C(x)=12x 2+2x +20(万元).一万件售价为20万元,为获取更大利润,该企业一个月应生产该商品数量为18万件.[解析] 利润L(x)=20x -C(x)=-12(x -18)2+142,当x =18时,L(x)有最大值. 题组三 走向高考6.(2020·全国Ⅲ,4)Logistic 模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数I(t)(t 的单位:天)的Logistic 模型:I(t)=K1+e -0.23(t -53),其中K 为最大确诊病例数.当I(t *)=0.95K 时,标志着已初步遏制疫情,则t *约为(ln 19≈3)( C )A .60B .63C .66D .69[解析] 本题以Logistic 模型和新冠肺炎为背景考查指数、对数的运算.由题意可得I(t *)=K 1+e -0.23(t *-53)=0.95K ,化简得e -0.23(t *-53)=119,即0.23(t *-53)=ln 19,所以t *=ln 190.23+53≈30.23+53≈66.故选C .考点突破·互动探究KAO DIAN TU PO HU DONG TAN JIU 考点 函数模型及应用考向1 利用函数图象刻画实际问题的变化过程——自主练透例1 (1)(2017·全国卷Ⅲ)某城市为了解游客人数的变化规律,提高旅游服务质量,收集并整理了2014年1月至2016年12月期间月接待游客量(单位:万人)的数据,绘制了下面的折线图.根据该折线图,下列结论错误的是( A )A.月接待游客量逐月增加B.年接待游客量逐年增加C.各年的月接待游客量高峰期大致在7,8月D.各年1月至6月的月接待游客量相对于7月至12月,波动性更小,变化比较平稳(2)(多选题)某旅游城市为向游客介绍本地的气温情况,绘制了一年中各月平均最高气温和平均最低气温的雷达图.图中A点表示十月的平均最高气温约为15 ℃,B点表示四月的平均最低气温约为5 ℃.下面叙述正确的是( ABC )A.各月的平均最低气温都在0 ℃以上B.七月的平均温差比一月的平均温差大C.三月和十一月的平均最高气温基本相同D.平均最高气温高于20 ℃的月份有5个(3)有一个盛水的容器,由悬在它的上空的一条水管均匀地注水,最后把容器注满,在注水过程中时间t与水面高度y之间的关系如图所示.若图中PQ为一线段,则与之对应的容器的形状是( B )[解析] (1)通过题图可知A 不正确,并不是逐月增加,但是每一年是递增的,所以B 正确.从图观察C 是正确的,D 也正确,1月至6月比较平稳,7月至12月波动比较大.故选A .(2)由图形可得各月的平均最低气温都在0 ℃以上,A 正确;七月的平均温差约为10 ℃,而一月的平均温差约为5 ℃,故B 正确;三月和十一月的平均最高气温都在10 ℃左右,基本相同,C 正确;平均最高气温高于20 ℃的月份只有2个,D 错误.故选A 、B 、C .(3)由函数图象可判断出该容器必定有不同规则的形状,且函数图象的变化先慢后快,所以容器下边粗,上边细.再由PQ 为线段,知这一段是均匀变化的,所以容器上端必是直的一段,故排除A 、C 、D ,选B .名师点拨 MING SHI DIAN BO 1.用函数图象刻画实际问题的解题思路将实际问题中两个变量间变化的规律(如增长的快慢、最大、最小等)与函数的性质(如单调性、最值等)、图象(增加、减少的缓急等)相吻合即可.2.判断函数图象与实际问题变化过程相吻合的两种方法(1)构建函数模型法:当根据题意易构建函数模型时,先建立函数模型,再结合模型选图象. (2)验证法:当根据题意不易建立函数模型时,则根据实际问题中两变量的变化快慢等特点,结合图象的变化趋势,验证是否吻合,从中排除不符合实际的情况,选择出符合实际情况的答案.考向2 已知函数模型解决实际问题——师生共研例2 (2020·北京十一中月考)已知14C 的半衰期为5 730年(是指经过5 730年后,14C 的残余量占原始量的一半).设14C 的原始量为a ,经过x 年后的残余量为b ,残余量b 与原始量a 的关系为b =ae-kx,其中x 表示经过的时间,k 为一个常数.现测得湖南长沙马王堆汉墓女尸出土时14C 的残余量约占原始量的76.7%.请你推断一下马王堆汉墓修建距今约2_292年.(参考数据:log 20.767≈-0.4).[解析] 由题意可知,当x =5 730时,ae -5 730k=12a ,解得k =ln 25 730.现测得湖南长沙马王堆汉墓女尸出土时14C 的残余量约占原始量的76.7%.所以76.7%=e -ln 25 730x ,得ln 0.767=-ln 25 730x ,x =-5 730×ln 0.767ln 2=-5 730×log 2 0.767≈2 292.〔变式训练1〕(2020·山西太原模拟)某公司为了业务发展,制定了一项激励销售人员的奖励方案:销售额为8万元时,奖励1万元;销售额为64万元时,奖励4万元,若公司拟定的奖励模型为y =alog 4x +b(其中x 为销售额,y 为相应的奖金).某业务员要得到8万元奖励,则他的销售额应为1_024万元.[解析] 依题意得⎩⎪⎨⎪⎧alog 48+b =1,alog 464+b =4,即⎩⎪⎨⎪⎧32a +b =1,3a +b =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2.所以y =2log 4x -2,当y =8时,有2log 4x -2=8,解得x =1 024. 考向3 构建函数模型解决实际问题——多维探究 角度1 一次函数、二次函数分段函数模型例3 某校学生研究学习小组发现,学生上课的注意力指标随着听课时间的变化而变化,老师讲课开始时,学生的兴趣激增;接下来学生的兴趣将保持较理想的状态一段时间,随后学生的注意力开始分散,设f(t)表示学生注意力指标.该小组发现f(t)随时间t(分钟)的变化规律(f(t)越大,表明学生的注意力越集中)如下: f(t)=⎩⎪⎨⎪⎧100a t10-60(0≤t≤10),340(10<t≤20),-15t +640(20<t≤40)(a>0且a≠1).若上课后第5分钟时的注意力指标为140,回答下列问题: (1)求a 的值;(2)上课后第5分钟和下课前第5分钟比较,哪个时间注意力更集中?并请说明理由; (3)在一节课中,学生的注意力指标至少达到140的时间能保持多长? [解析] (1)由题意得,当t =5时,f(t) =140, 即100·a 510-60=140,解得a =4.(2)因为f(5)=140,f(35)=-15×35+640=115,所以f(5)>f(35),故上课后第5分钟时比下课前第5分钟时注意力更集中.(3)①当0<t≤10时,由(1)知,f(t)=100·4t10-60≥140,解得5≤t≤10; ②当10<t≤20时,f(t) =340>140恒成立;③当20<t≤40时,f(t)=-15t +640≥140,解得20<t≤1003.综上所述,5≤t≤1003.故学生的注意力指标至少达到140的时间能保持1003-5=853分钟.名师点拨 MING SHI DIAN BO (1)分段函数主要是每一段自变量变化所遵循的规律不同,可以先将其当作几个问题,将各段的变化规律分别找出来,再将其合到一起,要注意各段自变量的范围,特别是端点值.(2)构造分段函数时,要力求准确、简洁,做到分段合理,不重不漏. (3)分段函数的最大(小)值是各段最大(小)值中的最大(小)值. 角度2 指数函数与对数函数模型例4 候鸟每年都要随季节的变化进行大规模的迁徙,研究某种鸟类的专家发现,该种鸟类的飞行速度v(单位:m/s)与其耗氧量Q 之间的关系为:v =a +blog 3Q10(其中a ,b 是实数).据统计,该种鸟类在静止的时候其耗氧量为30个单位,而其耗氧量为90个单位时,其飞行速度为1 m/s.(1)求出a ,b 的值;(2)若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2 m/s ,则其耗氧量至少要多少个单位? [分析](1)根据已知列出方程组→解方程组求a ,b 的值 (2)由(1)列出不等式→解不等式求Q 的最小值[解析] (1)由题意可知,当这种鸟类静止时,它的速度为0 m/s ,此时耗氧量为30个单位,则a +blog 33010=0,即a +b =0;当耗氧量为90个单位时,速度为1 m/s , 则a +blog 39010=1,整理得a +2b =1.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧a +b =0,a +2b =1,得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =1. (2)由(1)知,v =a +blog 3Q 10=-1+log 3Q10.所以要使飞行速度不低于2 m/s ,则v ≥2,所以-1+log 3Q 10≥2,即log 3Q 10≥3,解得Q10≥27,即Q ≥270.所以若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2 m/s ,则其耗氧量至少要270个单位.名师点拨 MING SHI DIAN BO指数函数与对数函数模型的应用技巧(1)与指数函数、对数函数两类函数模型有关的实际问题,在求解时,要先学会合理选择模型,在两类模型中,指数函数模型是增长速度越来越快(底数大于1)的一类函数模型,与增长率、银行利率有关的问题都属于指数函数模型.(2)在解决指数函数、对数函数模型问题时,一般先需要通过待定系数法确定函数解析式,再借助函数的图象求解最值问题.〔变式训练2〕(1)(角度1)某城市对一种售价为每件160元的商品征收附加税,税率为R%(即每销售100元征税R 元),若每年销售量为⎝⎛⎭⎪⎫30-52R 万件,要使附加税不少于128万元,则R 的取值范围是( A )A .[4,8]B .[6.10]C .[4%,8%]D .[6%,10%](2)(角度2)一个容器装有细沙a cm 3,细沙从容器底部一个细微的小孔慢慢地匀速漏出,t min 后剩余的细沙量为y =ae-bt(cm 3),经过8 min 后发现容器内还有一半的沙子,则再经过16min ,容器中的沙子只有开始时的八分之一.[解析] (1)根据题意,要使附加税不少于128万元,需⎝ ⎛⎭⎪⎫30-52R ×160×R%≥128,整理得R 2-12R +32≤0,解得4≤R≤8,即R∈[4,8]. (2)当t =0时,y =a ,当t =8时,y =ae -8b=12a ,∴e -8b =12.令y =18a ,即ae -bt =18a ,e -bt =18=(e -8b )3=e-24b,则t =24,∴再经过16 min ,容器中的沙子只有开始时的八分之一.名师讲坛·素养提升MING SHI JIANG TAN SU YANG TI SHENG函数y =x +ax(a>0)模型及应用例5 (2021·烟台模拟)小王大学毕业后,决定利用所学专业进行自主创业.经过市场调查,生产某小型电子产品需投入年固定成本为3万元,每生产x 万件,需另投入流动成本为W(x)万元.在年产量不足8万件时,W(x)=13x 2+x(万元);在年产量不小于8万件时,W(x)=6x +100x -38(万元).每件产品售价为5元.通过市场分析,小王生产的商品当年能全部售完.(1)写出年利润L(x)(万元)关于年产量x(万件)的函数解析式;(注:年利润=年销售收入-固定成本-流动成本)(2)年产量为多少万件时,小王在这一商品的生产中所获利润最大?最大利润是多少? [解析] (1)因为每件产品售价为5元,则x 万件产品的销售收入为5x 万元,依题意得: 当0<x<8时,L(x)=5x -⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 2+x -3=-13x 2+4x -3.当x≥8时,L(x)=5x -⎝ ⎛⎭⎪⎫6x +100x -38-3=35-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +100x .所以L(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-13x 2+4x -3,0<x<8,35-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +100x ,x≥8.(2)当0<x<8时,L(x)=-13(x -6)2+9,此时,当x =6时,L(x)取得最大值L(6)=9(万元).当x≥8时,L(x)=35-⎝⎛⎭⎪⎫x +100x ≤35-2x ·100x=35-20=15(万元).此时,当且仅当x =100x,即x =10时,L(x)取得最大值15万元.因为9<15,所以当年产量为10万件时,小王在这一商品的生产中所获利润最大,最大利润为15万元. 名师点拨 MING SHI DIAN BO (1)解决此类问题时一定要关注函数的定义域.(2)利用模型f(x)=ax +bx 求解最值时,注意取得最值时等号成立的条件.〔变式训练3〕某村计划建造一个室内面积为800 m 2的矩形蔬菜温室、在矩形温室内,沿左、右两侧与后侧内墙各保留1 m 宽的通道,沿前侧内墙保留3 m 宽的空地.当矩形温室的边长各为40_m ,20_m 时,蔬菜的种植面积最大?最大面积是648_m 2.[解析] 设矩形温室的左侧边长为x m ,则后侧边长为800x m ,所以蔬菜种植面积y =(x -4)·⎝ ⎛⎭⎪⎫800x -2=808-2⎝⎛⎭⎪⎫x +1 600x (4<x<400). 因为x +1 600x≥2x ·1 600x=80,所以y≤808-2×80=648.当且仅当x =1 600x ,即x =40时取等号,此时800x=20,y max =648.即当矩形温室的相邻边长分别为40 m ,20 m 时,蔬菜的种植面积最大,最大面积是648 m 2.。
高考数学初等函数知识点函数模型及其应用导语:常见的函数模型有一次函数模型、二次函数模型、指数函数模型、对数函数模型、分段函数模型等,下面就由为大家带来高考数学初等函数知识点:函数模型及其应用,大家一起去看看怎么做吧!1.我们目前已学习了以下几种函数:一次函数y=kx+b(k≠0),二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),指数函数y=ax(a>0且a≠1),对数函数y=logax(a>0且a≠1),幂函数y=xa(a为常数)2.用函数模型解决实际问题的根本步骤:第一步,审清题意,设立变量 ;第二步,根据所给模型,列出函数关系式;第三步,利用函数关系求解;第四步,再将所得结论转译成具体问题的解答.3.在处理曲线拟合与预测的问题时,通常需要以下几个步骤:(1)能够根据原始数据、表格、绘出散点图;(2)通过考查散点图,画出“最贴近”的曲线,即拟合曲线;(3)根据所学函数知识,求出拟合曲线的函数解析式;(4)利用函数关系,根据条件对所给问题进行预测和控制,以便为决策和管理提供依据.4.解疑释惑(1)怎样理解“数学建模”和实际问题的关系?一般来说,对问题进行修改和简化,形成一种比拟精确和简洁的表述,这时可称之为“实际模型”,它和“实际原形”不同,因为它被简化了,不是实际问题所有方面都得到了表达.而是在得到一个“实际模型”之后,再用数学符号和表达式来代替实际问题中的变量和关系,得到的结果是一个“数学模型”. (2)怎样才能搞好“数学建模”?在“数学建模”中要把握好以下几个问题:1理解问题:阅读理解,读懂文字表达,认真审题,理解实际背景.弄清楚问题的实际背景和意义,设法用数学语言来描述问题.2数学建模:把握新信息,勇于探索,善于联想,灵活化归,根据题意建立变量或参数间的数学关系,实现实际问题数学化,引进数学符号,构建数学模型,常用的数学模型有方程、不等式、函数.3求解模型:以所学的数学性质为工具对建立的数学模型进行求解. ○4检验模型:将所求的结果代回模型中检验,对模拟的结果与实际情形比拟,以确定模型的有效性,如果不满意,要考虑重新建模.5评价与应用:如果模型与实际情形比拟吻合,要对计算的结果作出解释并给出其实际意义,最后对所建立的模型给出运用范围.如果模型与实际问题有较大出入,那么要对模型改良,并重复上述步骤.(3)“数学建模”中要注意什么问题?1有的应用题文字表达冗长,或者选择的知识背景较为陌生,处理时,要注意认真、耐心地阅读和理解题意.2解决函数应用题时要注意用变化的观点分析和探求具体问题中的数量关系,寻找量与量之间的内在联系,然后将这些内在联系与数学知识联想,建立函数关系式或列出方程,利用函数性质或方程观点来求解,那么可使应用题化生为熟,尽快得到解决. 5.规律总结(1)如果实际问题中的规律很难用一个统一的关系式表示,可考虑用分段函数来表示它.另外,在实际问题的计算中应注意统一单位.(2)分类讨论建立函数模型在实际问题中较为常见,应引起充分注意. (3)建立“数学模型”常用的分析方法:(1)关系分析法:即通过寻找关键词和关键量之间的数量关系的方法来建立问题的数学模型的方法.(2)列表分析法:即通过列表的方式探索问题的数学模型的方法.(3)图象分析法:即通过对图象中的数量关系分析来建立问题的数学模型的方法.。
3.2.1 几类不同增长的函数模型知识点一常见的增长模型1.线性函数模型线性函数模型y=kx+b(k>0)的增长特点是直线上升,其增长速度不变.2.指数函数模型能利用指数函数(底数a>1)表达的函数模型叫指数函数模型.指数函数模型的特点是随自变量的增大,函数值的增长速度越来越快,常形象地称为指数爆炸.3.对数函数模型能用对数函数(底数a>1)表达的函数模型叫做对数函数模型,对数函数增长的特点是随自变量的增大,函数值增长速度越来越慢.4.幂函数模型幂函数y=x n(n>0)的增长速度介于指数增长和对数增长之间.函数模型的选取(1)当描述增长速度变化很快时,常常选用指数函数模型.(2)当要求不断增长,但又不会增长过快,也不会增长到很大时,常常选用对数函数模型.(3)幂函数模型y=x n(n>0)则可以描述增长幅度不同的变化,n值越小(n≤1)时,增长较慢;n值较大(n>1)时,增长较快.知识点二指数函数y=a x(a>1),对数函数y=log a x(a>1)和幂函数y=x n(n>0)增长速度的比较1.在区间(0,+∞)上,函数y=a x(a>1),y=log a x(a>1)和y=x n(n>0)都是增函数,但增长速度不同,且不在同一个“档次”上.2.在区间(0,+∞)上随着x的增大,y=a x(a>1)增长速度越来越快,会超过并远远大于y=x n(n>0)的增长速度,而y=log a x(a>1)的增长速度则会越来越慢.[小试身手]1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数y=x2比y=2x增长的速度更快些.( )(2)当a>1,n>0时,在区间(0,+∞)上,对任意的x,总有log a x<x n<a x成立.( )答案:(1)×(2)×2.下列函数中,随x的增大,增长速度最快的是( )A.y=3x B.y=1 000xC.y=log2x D.y=x3解析:指数函数模型增长速度最快.答案:A3.设a=log123,b=⎝⎛⎭⎪⎫130.2,c=213,则( )A.a<b<c B.c<b<a C.c<a<b D.b<a<c解析:∵由指数函数、对数函数的性质可知:a=log123<log121=0,0<b=⎝⎛⎭⎪⎫130.2<1,c=213>1,∴有a<b<c.故选A.答案:A4.某同学最近5年内的学习费用y(千元)与时间x(年)的关系如图所示,则可选择的模拟函数模型是( )A.y=ax+b B.y=ax2+bx+cC.y=a·e x+b D.y=aln x+b解析:由散点图和四个函数的特征可知,可选择的模拟函数模型是y=ax2+bx+c.答案:B类型一几类函数模型的增长差异例1 (1)下列函数中,增长速度最快的是( )A.y=2 018x B.y=x2 018C.y=log2 018x D.y=2 018x(2)四个自变量y1,y2,y3,y4随变量x变化的数据如表:x 1 5 10 15 20 25 30y1 2 26 101 226 401 626 901y2 2 32 1 024 32 768 1.05×106 3.36×107 1.07×109y3 2 10 20 30 40 50 60y4 2 4.322 5.322 5.907 6.322 6.644 6.907 则关于x呈指数型函数变化的变量是________.【解析】(1)比较幂函数、指数函数与对数函数、一次函数可知,指数函数增长速度最快.(2)以爆炸式增长的变量呈指数函数变化.从表格中可以看出,四个变量y1,y2,y3,y4均是从2开始变化,且都是越来越大,但是增长速度不同,其中变量y2的增长速度最快,画出它们的图象(图略),可知变量y2关于x呈指数型函数变化.【答案】(1)A (2)y2,(1)由题意,指数函数增长速度最快.(2)观察变量y1,y2,y3,y4的变化情况→找出增长速度最快的变量→该变量关于x呈指数型函数变化跟踪训练1 分析指数函数y=2x与对数函数y=log2x在区间[1,+∞)上的增长情况.解析:指数函数y=2x,当x由x1=1增加到x2=3时,x2-x1=2,y2-y1=23-21=6;对数函数y=log2x,当x由x1=1增加到x2=3时,x2-x1=2,而y2-y1=log23-log21≈1.585 0.由此可知,在区间[1,+∞)上,指数函数y=2x随着x的增长函数值的增长速度快,而对数函数y=log2x 的增长速度缓慢.在同一平面直角坐标系内作出函数y=2x和y=log2x的图象,从图象上可观察出函数的增长变化情况.如图:类型二三类函数图象综合运用例2 判断方程2x=x2有几个实根.【解析】设y1=x2,y2=2x,作出这两个函数的图象,由图象知,方程一定有一个负根,当x>0时,开始y1=x2在y2=2x图象的下方,但此时由于y1=x2比y2=2x增长的速度快,所以存在x0当x>x0时,y1=x2的图象就会在y2=2x的上方,故此时产生一个实根x0,但最终还是y2=2x比y1=x2增长得快,故存在x1,当x>x1时,y2=2x的图象又在y1=x2的上方,故又产生一个实根x1,以后就永远是y2=2x比y1=x2增长得快了,故再没有实根了,故此方程有三个实根.(1)根据指数函数与幂函数增减得快慢以及图象的上下位置判断出是否有实根.(2)对于较复杂的方程根的个数问题,利用数形结合法较为方便,其解题步骤为:①先设出两个可画图象的函数;②画出两个函数的图象;③由图象观察,其交点横坐标的个数即为方程实数解的个数.方法归纳由图象判断指数函数、对数函数和幂函数的方法根据图象判断增长型的指数函数、对数函数和幂函数时,通常是观察函数图象上升得快慢,即随着自变量的增长,图象最“陡”的函数是指数函数,图象趋于平缓的函数是对数函数.跟踪训练2 函数f(x)=lg x,g(x)=0.3x-1的图象如图所示.(1)指出曲线C1,C2分别对应哪一个函数;(2)比较两函数的增长差异(以两图象交点为分界点,对f(x),g(x)的大小进行比较).解析:(1)由题图知,C1对应的函数为g(x)=0.3x-1,C2对应的函数为f(x)=lg x.(2)当x∈(0,x1)时,g(x)>f(x);当x∈(x1,x2)时,g(x)<f(x);当x∈(x2,+∞)时,g(x)>f(x).f(x)=lgx图象是曲线.g(x)=0.3x-1图象是直线.类型三函数模型的选择问题例3 某皮鞋厂今年1月份开始投产,并且前4个月的产量分别为1万双,1.2万双,1.3万双,1.37万双.由于产品质量好、款式新颖,前几个月的销售情况良好.为了推销员在推销产品时,接受订单不至于过多或过少,需要估计以后几个月的产量.厂里分析,产量的增加是由于工人生产熟练和理顺了生产流程.厂里也暂时不准备增加设备和工人.假如你是厂长,就月份x,产量为y给出三种函数模型: y=ax+b,y=ax2+bx+c,y=ab x+c,你将利用哪一种模型去估算以后几个月的产量?【解析】由题意,将产量随时间变化的离散量分别抽象为A(1,1),B(2,1.2),C(3,1.3),D(4,1.37)这4个数据.(1)设模拟函数为y =ax +b 时,将B,C 两点的坐标代入函数式,得⎩⎪⎨⎪⎧3a +b =1.3,2a +b =1.2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =0.1,b =1.所以有关系式y =0.1x +1.由此可得结论为:在不增加工人和设备的条件下,产量会每月上升1 000双,这是不太可能的. (2)设模拟函数为y =ax 2+bx +c 时,将A,B,C 三点的坐标代入函数式,得⎩⎪⎨⎪⎧a +b +c =1,4a +2b +c =1.2,9a +3b +c =1.3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-0.05,b =0.35,c =0.7.所以有关系式y =-0.05x 2+0.35x +0.7.结论为:由此法计算4月份的产量为1.3万双,比实际产量少700双,而且由二次函数性质可知,产量自4月份开始将每月下降(图象开口向下 ,对称轴为x =3.5),不合实际.(3)设模拟函数为y =ab x+c 时,将A,B,C 三点的坐标代入函数式,得⎩⎪⎨⎪⎧ab +c =1,①ab 2+c =1.2,②ab 3+c =1.3.③由①,得ab =1-c,代入②③,得⎩⎪⎨⎪⎧b 1-c +c =1.2,b 21-c +c =1.3.则⎩⎪⎨⎪⎧c =1.2-b 1-b ,c =1.3-b21-b 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧b =0.5,c =1.4.则a =1-c b =-0.8.所以有关系式y =-0.8×0.5x +1.4.结论为:当把x =4代入得y =-0.8×0.54+1.4=1.35.比较上述三个模拟函数的优劣,既要考虑到误差最小,又要考虑生产的实际,如:增产的趋势和可能性.经过筛选,以指数函数模拟为最佳,一是误差小,二是由于厂房新建,随着工人技术和管理效益逐渐提高,一段时间内产量会明显上升,但经过一段时间之后,如果不更新设备,产量必然趋于稳定,而该指数函数模型恰好反映了这种趋势.因此选用指数函数y =-0.8×0.5x+1.4模拟比较接近客观实际.通过数据验证,确定系数,然后分析确定函数变化情况,最终找出与实际最接近的函数模型. 方法归纳数学知识来源于客观实际,服务于实际问题.数学是人们认识世界、改造世界的工具,其中函数是描述客观世界变化规律的基本数学模型,不同的变化规律需要不同的函数模型来描述.面临一个实际问题,选择合适的数学模型是一件非常重要的事情,根据三种不同的增长模型的特点,选择符合自己的模型,才能产生更大的经济效益.跟踪训练3 1626年,有人从印第安人手里以60荷兰基尔特(相当于24美元)的代价借用纽约的曼哈顿岛,并在借据上注明:归还此岛时,对方要还本付息,年利率是6%,但借据上没有注明利息是按单利计算还是按复利计算.事隔354年之后的1980年,双方当事人的后代到法院打官司说是利息支付不公,要求法院判明是非.法官请数学家作了计算,结果使法官大吃一惊.请问按两种方法计算出的本息和分别是多少?解析:若按单利算,本息和是24×6%×354+24=533.76(美元).若按复利算,本息和是24(1+6%)354≈2.2×1010(美元).理解单利、复利的概念.利用公式来计算.[基础巩固](25分钟,60分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.下列函数中,随x的增大,增长速度最快的是( )A.y=1 B.y=xC.y=2x D.y=log3x解析:结合函数y=1,y=x,y=2x及y=log3x的图象可知,随着x的增大,增长速度最快的是y=2x.答案:C2.如图所示给出了红豆生长时间t(月)与枝数y(枝)的散点图,那么最能拟合诗句“红豆生南国,春来发几枝”所提到的红豆生长时间与枝数的关系的函数模型是( )A.指数函数:y=2t B.对数函数:y=log2tC.幂函数:y=t3 D.二次函数:y=2t2解析:由散点图可知,与指数函数拟合最贴切,故选A.答案:A3.已知a,b,c,d四个物体沿同一方向同时开始运动,假设其经过的路程和时间x的函数关系分别是f1(x)=x2,f2(x)=x 12,f3(x)=log2x,f4(x)=2x,如果运动时间足够长,则运动在最前面的物体一定是( )A.a B.bC.c D.d解析:根据四种函数的变化特点,指数函数是一个变化最快的函数.当运动时间足够长时,最前面的物体一定是按照指数函数运动的物体.答案:D4.在同一坐标系中画出函数y=log a x,y=a x,y=x+a的图象,可能正确的是( )解析:函数y=a x与y=log a x的单调性相同,由此可排除C;直线y=x+a在y轴上的截距为a,则选项A中0<a<1,选项B中a>1,显然y=a x的图象不符,排除A,B,选D.答案:D5.y1=2x,y2=x2,y3=log2x,当2<x<4时,有( )A.y1>y2>y3 B.y2>y1>y3C.y1>y3>y2 D.y2>y3>y1解析:在同一平面直角坐标系内画出这三个函数的图象(图略),在区间(2,4)内,从上到下图象依次对应的函数为y2=x2,y1=2x,y3=log2x,故y2>y1>y3.答案:B二、填空题(每小题5分,共15分)6.已知函数f(x)=3x,g(x)=2x,当x∈R时,f(x)与g(x)的大小关系为________.解析:在同一直角坐标系中画出函数f(x)=3x,g(x)=2x的图象,如图所示,由于函数f(x)=3x的图象在函数g(x)=2x图象的上方,则f(x)>g(x).答案:f(x)>g(x)7.据报道,青海湖水在最近50年内减少了10%,如果按此规律,设2013年的湖水量为m,从2013年起,过x年后湖水量y与x的函数关系是________.解析:设湖水量每年为上年的q%,则(q%)50=0.9,所以q%=0.9150,所以x年后湖水量y=m·(q%)x=m·0.950x.答案:y =0.950x ·m8.某工厂8年来某种产品总产量C 与时间t(年)的函数关系如图所示,以下四种说法:①前三年产量增长的速度越来越快;②前三年产量增长的速度越来越慢;③第三年后这种产品停止生产;④第三年后产量保持不变,其中说法正确的序号是________.解析:由t∈[0,3]的图象联想到幂函数y =x α(0<α<1),反应了C 随时间的变化而逐渐增长但速度越来越慢.由t∈[3,8]的图象可知,总产量C 没有变化,即第三年后停产,所以②③正确.答案:②③三、解答题(每小题10分,共20分)9.每年的3月12日是植树节,全国各地在这一天都会开展各种形式的植树活动,某市现有树木面积10万平方米,计划今后5年内扩大树木面积,现有两种方案如下:方案一:每年植树1万平方米; 方案二:每年树木面积比上一年增加9%. 哪个方案较好?解析:方案一:5年后树木面积为:10+1×5=15(万平方米). 方案二:5年后树木面积是10(1+9%)5≈15.386(万平方米), 因为15.386>15,所以方案二较好.10.某公司拟投资100万元,有两种投资方案可供选择:一种是年利率为10%,按单利计算,5年后收回本金和利息;另一种是年利率为9%,按每年复利一次计算,5年后收回本金和利息.哪一种投资更有利?这种投资比另一种投资5年可多得利息多少元?(结果精确到0.01万元)解析:本金100万元,年利率为10%,按单利计算,5年后的本息和是100×(1+10%×5)=150(万元). 本金100万元,年利率为9%,按每年复利一次计算,5年后的本息和是100×(1+9%)5≈153.86(万元). 由此可见,按年利率为9%每年复利一次计算的投资方式要比按年利率为10%单利计算的更有利,5年后多得利息3.86万元. [能力提升](20分钟,40分)11.四个函数在第一象限中的图象如图所示,a 、b 、c 、d 所表示的函数可能是( )∵8lg 3-lg 2=80.477-0.301≈45.45,∴x>45.45.故经过46 h,细胞总数超过1010个.14.某医疗研究所开发一种新药,如果成人按规定的剂量服用,据监测:服药后每毫升血液中的含药量y 与时间t 之间近似满足如图所示的曲线.(1)写出服药后y 与t 之间的函数关系式;(2)据测定,每毫升血液中含药量不少于4 μg 时治疗疾病有效,假若某病人一天中第一次服药为上午7:00,问:一天中怎样安排服药时间(共4次)效果最佳?解析:(1)依题意得y =⎩⎪⎨⎪⎧6t ,0≤t≤1,-23t +203,1<t≤10.(2)设第二次服药时在第一次服药后t 1小时,则-23t 1+203=4,解得t 1=4,因而第二次服药应在11:00.设第三次服药在第一次服药后t 2小时,则此时血液中含药量应为前两次服药后的含药量的和,即有-23t 2+203-23(t 2-4)+203=4,解得t 2=9,故第三次服药应在16:00.设第四次服药在第一次服药后t 3小时(t 3>10),则此时第一次服进的药已吸收完,血液中含药量应为第二、第三次的和,即有-23(t 3-4)+203-23(t 3-9)+203=4,解得t 3=13.5,故第四次服药应在20:30.。
数学函数概念知识点总结一、函数的基本概念1. 函数的定义函数是一种数学关系,它将某个集合的每个元素都对应到另一个集合的唯一元素上。
通常用f(x)表示函数,其中f表示函数名,x表示自变量。
2. 自变量和因变量在函数中,自变量是输入的值,因变量是输出的值。
自变量通常用x表示,因变量通常用y表示。
3. 函数的定义域和值域函数的定义域是指自变量的取值范围,值域是指因变量的取值范围。
函数在定义域上的取值构成了函数的值域。
4. 函数的图像函数的图像是函数在坐标系上的表示,通常用曲线或者点来表示函数的图像。
函数的图像可以帮助我们直观地理解函数的性质和特点。
5. 函数的性质函数可以有多种性质,包括奇偶性、周期性、单调性等。
这些性质可以通过函数的图像和代数表达式来进行分析和判断。
二、常见的函数类型1. 一次函数一次函数是指函数的最高次项为1的函数,通常表示为y=ax+b,其中a和b为常数。
一次函数的图像是一条直线,斜率a决定了直线的斜率,常数b决定了直线与y轴的交点。
2. 二次函数二次函数是指函数的最高次项为2的函数,通常表示为y=ax^2+bx+c,其中a、b、c为常数且a不等于0。
二次函数的图像是抛物线,a决定了抛物线的开口方向,b决定了抛物线在x轴上的位置,c决定了抛物线在y轴上的位置。
3. 幂函数幂函数是指函数的表达式为y=ax^n的函数,其中a为常数,n为整数。
幂函数的图像通常呈现出不同的形状,包括指数增长、指数衰减以及平方、立方等曲线形状。
4. 指数函数指数函数是一种特殊的幂函数,表达式为y=a^x,其中a为底数,x为指数。
指数函数的图像通常呈现出指数增长或者指数衰减的趋势。
5. 对数函数对数函数是指函数的表达式为y=log_a(x),其中a为底数。
对数函数的图像通常呈现出对数增长或者对数衰减的趋势。
6. 三角函数三角函数包括正弦函数、余弦函数、正切函数等,它们是以圆上的角度为自变量的周期函数。
三角函数在物理、工程、天文等领域有着广泛的应用。
初中所有函数知识点归纳函数是数学中的一种基本概念,也是初中数学中非常重要的内容。
在初中阶段,学生主要学习了一次函数、二次函数和分段函数等几种常见类型的函数,下面对这些内容进行归纳。
一、一次函数:1. 函数的定义:一次函数是指函数表达式为 y = kx + b 的函数,其中 k 和 b 是常数,且k ≠ 0。
2.函数图像:一次函数的图像是一条直线,通过其中两个点就能确定这条直线。
3.函数性质:一次函数是一个线性函数,特点是斜率恒定,即直线的倾斜度保持一致。
4.斜率:斜率是一次函数的重要特征,用来描述函数图像的倾斜程度。
二、二次函数:1. 函数的定义:二次函数是指函数表达式为 y = ax^2 + bx + c 的函数,其中 a、b 和 c 是常数,且a ≠ 0。
2.函数图像:二次函数的图像是一个抛物线,开口方向由a的正负确定。
3.函数性质:二次函数的最高次项是二次的,代表抛物线的弯曲程度。
4.零点和顶点:二次函数的零点即方程的根,顶点是抛物线的顶点,二次函数的顶点坐标为(-b/2a,f(-b/2a))。
三、分段函数:1.函数的定义:分段函数是指在不同的区间采用不同的函数表达式来定义的函数。
2.函数图像:分段函数的图像是由不同的线段或抛物线拼接而成。
3.区间和定义域:分段函数的定义域是所有给定函数的定义域的并集,区间是定义域的数据范围。
四、函数的运算:1.函数的加减法:两个函数的加减法运算规则是将对应的x值代入函数表达式后进行运算得到对应的y值,即(f+g)(x)=f(x)±g(x)。
2.函数的乘法:两个函数的乘法运算是将对应的x值代入函数表达式后进行运算得到对应的y值,即(f*g)(x)=f(x)*g(x)。
3.函数的除法:两个函数的除法运算是将对应的x值代入函数表达式后进行运算得到对应的y值,即(f/g)(x)=f(x)/g(x)。
五、函数的应用:1.函数的问题解决:函数在数学中有很多实际应用,如利用函数关系解决实际问题,通过函数图像分析问题等。
高考函数知识点类型高考函数部分是数学考试中难度较大的内容之一,涉及的知识点也较为繁杂。
为了帮助同学们更好地掌握这一部分内容,以下将按照不同类型进行归纳和总结。
一、基本函数类型1. 线性函数线性函数是指一次函数,其函数表达式一般为f(x)=kx+b,其中k和b为常数。
解题时需要掌握线性函数的性质和常见题型,包括直线的斜率和截距、两直线关系等。
2. 幂函数幂函数是指形如f(x)=ax^m的函数,其中a和m为常数。
学生需要了解幂函数的图像特点、单调性、极限等概念,并能运用这些知识进行相关题目的解答。
3. 指数函数指数函数是指形如f(x)=a^x的函数,其中a为常数。
学生应该熟悉指数函数的图像、性质以及指数方程的解法,能够灵活应用于实际问题的求解。
4. 对数函数对数函数是指形如f(x)=loga(x)的函数,其中a为常数。
学生需要了解对数函数的图像、性质和对数方程的解法,并能熟练运用于各种相关问题的解答。
二、复合函数类型1. 函数的复合复合函数是指将一个函数的输出作为另一个函数的输入,通过不断复合得到一个新的函数。
学生需要了解复合函数的定义和性质,并能够进行相关题目的分析和求解。
2. 反函数反函数是指满足f(f^(-1)(x))=x和f^(-1)(f(x))=x的函数。
学生需要掌握反函数的概念和性质,能够进行反函数关系的判断和求解。
三、函数的图像与性质1. 对称性函数的对称性包括奇偶对称和轴对称两种类型。
学生需要能够通过函数的表达式或者图像判断函数的对称性,并能够应用对称性解决相关问题。
2. 单调性函数的单调性是指函数在定义域上的增减性质。
学生需要学会判断函数的单调性、求解函数的最值以及应用单调性解决相关问题。
3. 零点与极值点零点是指函数曲线与x轴相交的点,极值点是指函数的最值点。
学生需要能够准确判断函数的零点和极值点,并且理解相关概念的几何意义。
四、函数的应用1. 函数的模型建立将实际问题转化为函数模型是函数应用的一种重要方式。
3、2、1、2几类不同增长的函数模型一、【学习目标】1、指数函数、对数函数、二次函数的增长差异;2、幂函数、指数函数、对数函数的应用.二、【自学内容和要求及自学过程】阅读下列材料,结合教材第99-101页内容,回答下列问题材料一:我们知道,对数函数y=x a log (a>1),指数函数y=a x(a>1)与幂函数y=x n (n>0)在区间(0,+∞)上都是增函数.但这三类函数的增长是有差异的.请观察下图,下图是函数y=log 2x,y=2x ,y=x 2的图像:我们可以得到,在区间(0,+∞)上函数y=log 2x,y=2x ,y=x 2均为单调 (增、减)函数, 的图象与另外两函数的图象没有交点,且总在另外两函数的图象的下方,y=2x 的图象与y=x 2的图象有两个交点 .材料二:在计算器或计算机中,610*05.1常表示成1.05E+06或1.05E6.其中字母“E ”表示610的“底数”10,之后的整数6即为610的指数.如下图和下表所示为函数y=2x 与y=x 2的图像在大范围内的图像:<1>请你根据材料一所述,在材料一的图像上标出使下列两个不等式222log x x x <<和x x x 2log 22<<成立的自变量x 取值范围;<2>由问题<1>你能得出怎样结论?<3>通过材料二,你能得出什么结论?结论:<1>取值范围分别是 ;<2>y=2x 的图象与y=x 2的图象有两个交点(2,4)和(4,16),这表明2x 与x 2在自变量不同的区间内有不同的大小关系,有时2x <x 2,有时 .<3>当自变量x 越来越大时,可以看到 的图象就像与x 轴垂直一样,2x 的值快速增长,x 2比起2x 来,几乎有些微不足道.归纳:<I>一般地,对于指数函数y=ax(a>1)和幂函数y=x n (n>0),通过探索可以发现,在区间(0,+∞)上,无论n 比a 大多少,尽管在x 的一定变化范围内,a x 会小于x n ,但由于a x 的增长快于x n 的增长,因此总存在一个x 0,当x>x 0时,就会有 .同样地,对于对数函数y=log a x(a>1)和幂函数y=x n (n>0),在区间(0,+∞)上,随着x 的增大, 增长得越来越慢,图象就像是渐渐地与x 轴平行一样.尽管在x 的一定变化范围内,log a x 可能会大于x n ,但由于 的增长慢于 的增长,因此总存在一个x 0,当x>x 0时,就会有 .<II>综上所述,尽管对数函数log a x(a>1),指数函数y=a x (a>1)与幂函数y=x n (n>0)在区间(0,+∞)上都是增函数,但它们的增长速度不同,而且不在同一个“档次”上.随着x 的增大, 的增长速度越来越快,会超过并远远大于y=x n (n>0)的增长速度,而 的增长速度则会越来越慢.因此,总会存在一个x 0,当x>x 0时,就会有 .虽然幂函数y=x n (n>0)增长快于对数函数 增长,但它们与指数增长比起来相差甚远,因此指数增长又称【“指数爆炸”】.三、【练习与巩固】例1:某市的一家报刊摊点,从报社买进《晚报》的价格是每份0.20 元,卖出价是每份0.30元,卖不掉的报纸可以以每份0.05元的价格退回报社.在一个月(以30天计)里,有20天每天可卖出400份,其余10天每天只能卖出250份,但每天从报社买进的份数必须相同,这个摊主每天从报社买进多少份,才能使每月所获的利润最大?并计算他一个月最多可赚得多少元?结论:设摊主每天从报社买进x 份,显然当x ∈[250,400]时,每月所获利润才能最大.于是每月所获利润我们可以列一个函数关系式为y=20·0.30x+10·0.30·250+10·0.05·(x-250)-30·0.20x=0.5x+625,x ∈[250,400].因函数y 在[250,400]上为增函数,故当x=400时,y 有最大值825元. 例2某医药研究所开发一种新药,如果成人按规定的剂量服用,据监测:服药后每毫升血液中的含药量y 与时间t 之间近似满足如图所示的曲线.<1>写出服药后y 与t 之间的函数关系式;<2>据测定:每毫升血液中含药量不少于4微克时治疗疾病有效,假若某病人一天中第一次服药时间为上午7:00,问一天中怎样安排服药的时间(共4次)效果最佳?练习:教材第101页练习1、2、3四、【作业】1、必做题:①某地植被被破坏,土地沙漠化越来越严重,最近三年测得沙漠增加值分别为0.2、0.4、0.76万公顷,则沙漠增加数y 公顷关于年数x 的函数较为近似的函数模型是下列哪一个()、、、x x y y x x y x y x 162log 2.010/2)2(1.02.0+==+==②如果正整数m 满足m m 102105121<<-,则=m )3010.02lg ≈(③燕子每年秋天都要从北方飞往南方过冬,研究燕子的科学家发现,两岁燕子的飞行速度可以表示为函数)1.0(log 52Q v =,单位m/s ,其中Q 表示燕子的耗氧量.<1>计算:燕子静止时耗氧量是多少个单位;<2>当一只燕子的耗氧量是80个单位时,它的飞行速度是多少?④已知200<<x ,利用图像说明x x 25.0log 、的大小关系. 2、选做题:请同学们总结归纳一下这节课的知识点.。
3.2函数模型及其应用3.2.1几类不同增长的函数模型【知识提炼】三种函数模型的性质y=a x(a>1)y=log x(a>1)y=x n(n>0)a在(0,+∞)上增函数增函数 增函数的增减性______________图象的变化随x 增大逐渐近似 随x 增大逐渐近随n 值而不同 趋势与 y 轴 平行 似与 x 轴平行②存在一个x0,当x>x0时,有x n a【即时小测】1.思考下列问题(1)在区间(0,+∞)上,当a>1,n>0时,是否总有log a x<x n<a x成立?提示:不是,但总存在x0,使得当a>1,n>0,x>x0时,log a x<x n<a x成立.(2)能否举例说明“指数爆炸”增长的含义?提示:如1个细胞分裂x次后的数量为y=2x,此为“指数增长”,其“增长量”是成倍增加的,从图象上看出,存在x0,当x>x0时,数量增加特别快,足以体现“爆炸”的效果.2.已知变量y=1+2x,当x减少1个单位时,y的变化情况是()A.y减少1个单位B.y增加1个单位C.y减少2个单位D.y增加2个单位【解析】选C.由y=1+2x可知,当x减少1个单位时,y相应减少2个单位.3.某超市每月的利润的平均增长率为2%,若12月份的利润是当年1月份利润的m倍,则m等于()A.(1.02)12B.(1.02)11C.(0.98)12D.(0.98)11【解析】选B.设1月份的利润为a,则当年12月份的利润为a(1+2%)11,故m=(1.02)11.4.在函数y=3x,y=log3x,y=3x,y=x3中增长速度最快的是. 【解析】由指数函数、对数函数、幂函数、一次函数的增长差异可判断出y=3x的增长速度最快.答案:y=3x5.如图所示曲线反映的是函数模型的增长趋势.【解析】由图象知,此函数的增长速度越来越慢,因此反映的是幂函数模型或对数型函数模型的增长速度.答案:幂函数或对数型【知识探究】知识点几类函数模型的增长差异观察图形,回答下列问题:问题1:函数t(x),f(x),g(x),h(x)随着x的增大,函数值有什么共同的变化趋势?问题2:函数t(x),f(x),g(x),h(x)增长的速度有什么不同?【总结提升】1.四类不同增长的函数模型(1)增长速度不变的函数模型是一次函数模型.(2)增长速度最快即呈现爆炸式增长的函数模型是指数型函数模型.(3)增长速度较慢的函数模型是对数型函数模型.(4)增长速度平稳的函数模型是幂函数模型.2.几类函数模型的选择(1)一次函数模型:当x增加一个单位时,y增加或减少的量为定值,则y是x的一次函数,一次函数的图象为直线.(2)二次函数模型:二次函数是常用的重要模型,y是x或其他量的二次函数,常用来求最大值或最小值问题,要注意定义域.(3)指数函数模型、对数函数模型:当问题中每期(或每年、每段等)的增长率相同,则为指数函数模型或对数函数模型,一般与增长率、衰减率、利息等现实生活联系紧密.【知识拓展】求解数学应用题必须突破的三关(1)阅读理解关:一般数学应用题的文字阅读量都比较大,要通过阅读审题,找出关键词、句,理解其意义.(2)建模关:即建立实际问题的数学模型,将其转化为数学问题.(3)数理关:运用恰当的数学方法去解决已建立的数学模型.【题型探究】类型一几类函数模型的增长差异【典例】1.(2015·怀柔高一检测)四个变量y1,y2,y3,y4随变量x变化的数据如下表:关于x呈指数函数变化的变量是.2.函数f(x)=1.1x,g(x)=lnx+1,h(x)=的图象如图所示,试分别指出各曲线对应的函数,并比较三个函数的增长差异(以1,e,a,b,c,d为分界点).【解题探究】1.典例1表格中四个变量y1,y2,y3,y4随变量x变化最快的是哪一组?提示:由表中的数据可以看出y2随着x变化,数值增长的速度最快.2.典例2中判断各曲线对应的函数的关键是什么?1,e,a,b,c,d的含义是什么?提示:关键是依据指数函数、对数函数、幂函数的增长速度,判断各曲线对应的函数.1,e,a,b,c,d的含义是相应曲线交点的横坐标.【解析】1.从表格观察函数值y1,y2,y3,y4的增加值,哪个变量的增加值最大,则该变量关于x呈指数函数变化.从表格中可以看出,变量y2,y3,y4均是从2开始变化,变量y1,y2,y3,y4都是越来越大,但是增长速度不同,其中变量y2的增长速度最快,根据指数函数变化的特点,可知变量y2随着x变化呈指数函数变化.答案:y22.由指数爆炸、对数增长、幂函数增长的差异可得曲线C1对应的函数是f(x)=1.1x,曲线C2对应的函数是h(x)= ,曲线C3对应的函数是g(x)=lnx+1.由题图知,当0<x<1时,f(x)>h(x)>g(x);当1<x<e时,f(x)>g(x)>h(x);当e<x<a时,g(x)>f(x)>h(x);当a<x<b时,g(x)>h(x)>f(x);当b<x<c时,h(x)>g(x)>f(x);当c<x<d时,h(x)>f(x)>g(x);当x>d 时,f(x)>h(x)>g(x).【方法技巧】常见的函数模型及增长特点(1)线性函数模型:线性函数模型y=kx+b(k>0)的增长特点是直线上升, 其增长速度不变.(2)指数函数模型:能用指数型函数f(x)=ab x+c(a,b,c为常数,a>0,b>1)表达的函数模型,其增长特点是随着自变量x的增大,函数值增长的速度越来越快,常称之为“指数爆炸”.(3)对数函数模型:能用对数型函数f(x)=mlog a x+n(m,n,a为常数,m>0,x>0,a>1)表达的函数模型,其增长的特点是开始阶段增长得较快,但随着x的逐渐增大,其函数值变化得越来越慢,常称之为“蜗牛式增长”.(4)幂函数模型:能用幂型函数f(x)=axα+b(a,b,α为常数,a≠0, α≠1)表达的函数模型,其增长情况由a和α的取值确定,常见的有二次函数模型和反比例函数模型.【变式训练】有一组数据如下表:现准备用下列函数中的一个近似表示这些数据满足的规律,则其中最接近的一个是()A.v=log2tB.v=tC.v=D.v=2t-2【解析】选C.取t=1.99≈2,代入A,得v=log22=1≠1.5,代入B,得v==-1≠1.5,代入C,得v==1.5,代入D,得v=2×2-2≠1.5.经计算可知最接近的一个是选项C.类型二指数函数、对数函数与幂函数模型的比较【典例】(2015·赤峰高一检测)函数f(x)=2x和g(x)=x3的图象如图所示.设两函数的图象交于点A(x1,y1),B(x2,y2),且x1<x2.(1)请指出图中曲线C1,C2分别对应的函数.(2)结合函数图象,判断f(6),g(6),f(2011),g(2011)的大小.【解题探究】本例图中两图象分别过哪几个关键点?增加的速度怎样?它们交点的横坐标x1,x2大约在什么范围内?提示:曲线C1过原点,曲线C2与y轴有交点,曲线C2增加的速度快.又因为f(1)>g(1),f(2)<g(2),f(9)<g(9),f(10)>g(10),所以1<x1<2,9<x2<10.【解析】(1)C1对应的函数为g(x)=x3,C2对应的函数为f(x)=2x.(2)因为f(1)>g(1),f(2)<g(2),f(9)<g(9),f(10)>g(10),所以1<x1<2,9<x2<10,所以x1<6<x2,2011>x2.从图象上可以看出,当x1<x<x2 时,f(x)<g(x),所以f(6)<g(6).当x>x2时,f(x)>g(x),所以f(2011)>g(2011).又因为g(2011)>g(6),所以f(2011)>g(2011)> g(6)>f(6).【延伸探究】1.(改变条件)若将“函数f(x)=2x”改为“f(x)=3x”,又如何求解(1) 呢?【解析】由图象的变化趋势以及指数函数和幂函数的增长速度可知:C1对应的函数为g(x)=x3,C2对应的函数为f(x)=3x.2.(改变问法)本例条件不变,(2)中结论若改为:试结合图象,判断f(8),g(8),f(2015),g(2015)的大小.【解析】因为f(1)>g(1),f(2)<g(2),f(9)<g(9),f(10)>g(10),所以1<x1<2,9<x2<10,所以x1<8<x2,2015>x2.从图象上可以看出,当x1<x<x2时,f(x)<g(x),所以f(8)<g(8).当x>x2时,f(x)>g(x),所以f(2015)>g(2015).又因为g(2015)>g(8),所以f(2015)>g(2015)>g(8)>f(8).【方法技巧】由图象判断指数函数、对数函数和幂函数的方法根据图象判断增长型的指数函数、对数函数和幂函数时,通常是观察函数图象上升得快慢,即随着自变量的增长,图象最“陡”的函数是指数函数,图象趋于平缓的函数是对数函数.【补偿训练】(2015·包头高一检测)函数f(x)=lgx,g(x)=0.3x-1的图象如图所示:(1)试根据函数的增长差异指出曲线C1,C2分别对应的函数.(2)比较两函数的增长差异(以两图象交点为分界点,对f(x),g(x)的大小进行比较).【解析】(1)曲线C1对应的函数为g(x)=0.3x-1,C2对应的函数为f(x)=lgx.(2)当0<x<x1时,g(x)>f(x);当x1<x<x2时,f(x)>g(x);当x>x2时,g(x)>f(x);当x=x1或x=x2时,g(x)=f(x).【延伸探究】1.(改变问法)本题条件不变,试根据图象确定x1与1,x2与10的大小关系 .【解析】根据C2对应的函数关系式为f(x)=l gx,结合图象与x的交点为(1,0)可知,x1<1;由于f(10)=l g10=1,g(10)=0.3×10-1=2,g(10)>f(10),根据图象,可知x2<10.2.(改变问法)本题条件不变,试根据图象比较f(1.5),g(1.5),f(2015),g(2015)的大小.【解析】由于f(3)=lg3>0,g(3)=0.3×3-1<0,f(10)=lg10=1,g(10)=0.3×10-1=2,g(10)>f(10),结合图象可知3<x2<10,由于当1<x<3时,f(x)>g(x),故f(1.5)>g(1.5);由于x2<10,故当x>10时,g(x)>f(x),故g(2015)>f(2015),又因为f(2015)>f(1.5),所以g(2015)>f(2015)>f(1.5)>g(1.5).类型三函数模型的选择问题【典例】1.(2015·临汾高一检测)某公司为了适应市场需求,对产品结构做了重大调整.调整后初期利润增长迅速,后来增长越来越慢,若要建立恰当的函数模型来反映该公司调整后利润y与产量x的关系,则可选用()A.一次函数B.二次函数C.指数型函数D.对数型函数2.(2015·邯郸高一检测)某工厂生产某种产品,每件产品的出厂价为50元,其成本价为25元,因为在生产过程中平均每生产一件产品有0.5立方米污水排出,为了净化环境,工厂设计两套方案对污水进行处理,并准备实施.方案一:工厂的污水先净化处理后再排出,每处理1立方米污水所用原料费2元,并且每月排污设备损耗费为30000元;方案二:工厂将污水排到污水处理厂统一处理,每处理1立方米污水需付14元的排污费.问:(1)工厂每月生产3000件产品时,你作为厂长,在不污染环境,又节约资金的前提下应选择哪种方案?通过计算加以说明.(2)若工厂每月生产6000件产品,你作为厂长,又该如何决策呢?【解题探究】1.典例1中由“初期利润增长迅速,后来增长越来越慢”,联想到哪类函数的增长特性?提示:符合对数函数的增长特点.2.典例2中要进行两种方案的选择,需对两种方案进行什么比较?提示:需分为每月生产3000件产品,每月生产6000件产品两种情况下分别计算出两种方案的利润,进行比较利润大小,作出选择.【解析】1.选D.一次函数保持均匀的增长,不符合题意;二次函数在对称轴的两侧有增也有降;而指数函数是爆炸式增长,不符合“增长越来越慢”;因此,只有对数函数最符合题意,先快速增长,后来越来越慢.2.设工厂每月生产x件产品时,依方案一的利润为y1,依方案二的利润为y2,由题意知y1=(50-25)x-2×0.5x-30000=24x-30000,y2=(50-25)x-14×0.5x=18x.(1)当x=3000时,y1=42000,y2=54000,因为y1<y2,所以应选择方案二处理污水.(2)当x=6000时,y1=114000,y2=108000,因为y1>y2,所以应选择方案一处理污水.【方法技巧】解函数应用题的四个步骤第一步:阅读、理解题意,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,领悟从背景中概括出来的数学实质.审题时要抓住题目中的关键量,善于联想、化归,实现应用问题向数学问题的转化.。
几种不同类型的函数模型一 函数模型及数学建模函数模型是解决实际问题的重要数学模型,将实际问题中的变量关系用函数表现出来,然后对函数进行研究得出相关数学结论,并依此解决实际问题.那么如何建立数学模型呢?可按以下步骤完成.(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择模型;(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)求模:求解数学模型,得出数学结论;(4)还原:将数学结论还原为实际问题.建模过程示意图:二 几种常见的函数模型1.一次函数模型:f(x)=kx +b(k 、b 为常数,k ≠0);2.反比例函数模型:f(x)=k x+b(k 、b 为常数,k ≠0); 3.二次函数模型:f(x)=ax 2+bx +c(a 、b 、c 为常数,a ≠0);4.指数函数模型:f(x)=ab x +c(a 、b 、c 为常数,a ≠0,b>0,b ≠1);5.对数函数模型:f(x)=mlog a x +n(m 、n 、a 为常数,a>0,a ≠1);6.幂函数模型:f(x)=ax n +b(a 、b 、n 为常数,a ≠0,n ≠1);7.分段函数模型:这个函数模型实则是以上两种或多种模型的综合,因此应用也十分广泛.三 指、对、幂三种函数模型增长速度的比较正确认识“直线上升”、“指数爆炸”、“对数增长”和幂函数的增长差异.直线上升反映了一次函数(一次项系数大于零)的增长趋势,其增长速度均匀(恒为常数);在区间(0,+∞)上,尽管函数y =a x (a>1),y =log a x(a>1)和y =x n (n>0)都是增函数,但它们的增长速度不在同一个“档次”上. 随着x 的增大,y =a x (a>1)的增长速度越来越快,会超过并远远大于y =x n (n>0)的增长速度,而y =log a x(a>1)的增长速度则会越来越慢,因此总会存在一个x 0,当x>x 0时,就有log a x<x n <a x ,此式揭示了在充分远处三种函数的变化规律.总结:(1)在区间(0,+∞)上,函数y=a x (a>1),y=log a x(a>1)和y=x n (n>0)都是增函数,但它们的增长速度不同,而且不在同一个“档次”上;(2)随着x 的增大,y=a x (a>1)的增长速度越来越快,会超过并远远大于y=x n (n>0)的增长速度,表现为指数爆炸;(3)随着x 的增大,y=log a x(a>1)的增长速度会越来越慢;(4)随着x 的增大,y=a x (a>1)的图象逐渐表现为与y 轴平行一样,而y=log a x(a>1)的图象逐渐表现为与x 轴平行一样;(5)当a>1,n>0时,总会存在一个x 0,当x>x 0时,有a x >x n >log a x ;(6)当0<a<1,n<0时,总会存在一个x 0,当x>x 0时,有log a x<x n <a x一次函数模型例1 为了发展电信事业方便用户,电信公司对移动电话采用不同的收费方式,其中所使用的“如意卡”和“便民卡”在某市范围内每月(30天)的通话时间x(分)与通话费y 1(元)、y 2(元)的关系分别如图(1)、图(2)所示.图(1) 图(2)(1)分别求出通话费y 1,y 2与通话时间x 之间的函数关系式;(2)请帮助用户计算,在一个月(30天)内使用哪种卡便宜.思路点拨:由题目可知函数模型为直线型,可先用待定系数法求出解析式,然后再进行函数值大小的比较.解:(1)由图象可设y 1=k 1x +29,y 2=k 2x ,把点B(30,35),C(30,15)分别代入y 1,y 2得k 1=15,k 2=12.∴y 1=15x +29(x≥0),y 2=12x(x≥0).(2)令y 1=y 2,即15x +29=12x ,则x =9623.当x =9623时,y 1=y 2,两种卡收费一致;当x<9623时,y 1>y 2,即便民卡便宜;当x>9623时,y 1<y 2,即如意卡便宜. 函数的图象是表示函数的三种方法之一,正确识图、用图、译图是解决函数应用题的基本技能和要求.本题由于过原点的直线是正比例函数图象,因此运用了待定系数法求得一次函数解析式,然后利用函数解析式解决了实际问题.借助函数图象表达题目中的信息,读懂图象是关键.例2 一个报刊推销员从报社买进报纸的价格是每份0.20元,卖出的价格是每份0.30元,卖不完的还可以以每份0.08元的价格退回报社.在一个月(以30天计算)内有20天每天可卖出400份,其余10天每天只能卖出250份,但每天从报社买进报纸的份数都相同,问应该从报社买进多少份才能使每月所获得的利润最大?并计算每月最多能获得的利润.解:设每天从报社买进设每月所获利润为y ∵y=0.8x +550在[250,400]上是增函数,∴当x =400时,y 取得最大值870.即每天从报社买进400份报纸时,每月获得的利润最大,最大利润为870元. 二次函数模型例3 以100元/件的价格购进一批羊毛衫,以高于进价的相同价格出售.羊毛衫的销售有淡季与旺季之分.标价越高,购买人数越少.我们称刚好无人购买时的最低标价为羊毛衫的最高价格.某商场经销某品牌的羊毛衫,无论销售淡季还是旺季,进货价都是100元/件.针对该品牌羊毛衫的市场调查显示:①购买该品牌羊毛衫的人数是标价的一次函数;②该品牌羊毛衫销售旺季的最高价格是淡季最高价格的32倍;③在销售旺季,商场以140元/件价格销售时能获取最大利润.(1)分别求出该品牌羊毛衫销售旺季的最高价格与淡季的最高价格;(2)在淡季销售时,商场要获取最大利润,羊毛衫的标价应定为多少?思路点拨:首先用标价x 表示出购买人数和旺季价格,进而可表示出利润函数,再利用函数关系解决相关问题.解:(1)设在旺季销售时羊毛衫的标价为x 元/件,购买人数为kx +b(k<0),则旺季的最高价格为-b k元/件,利润函数L(x)=(x -100)(kx +b)=kx 2-(100k -b)x -100b ,x∈[100,-b k ].当x =100k -b 2k =50-b 2k时,L(x)最大.由题意知50-b 2k =140,解得-b k =180.即旺季的最高价格是180(元/件),则淡季的最高价格是180×23=120(元/件).(2)设在淡季销售时羊毛衫的标价为t 元/件,购买人数为mt +n(m<0),则淡季的最高价格为-n m=120(元/件),即n =-120m ,利润函数L(t)=(t -100)(mt -120m)=m(t -110)2-100m ,t∈[100,120].当t =110时,L(t)最大.所以,在淡季销售时,商场要获取最大利润,羊毛衫的标价应定为110元/件.二次函数模型是初等数学阶段研究的最为广泛的多项式函数,由于具有二次函数、二次方程、二次不等式、二次曲线等四个“二次”互为关联的重要特征,因此在应用型问题中是最为重要的模型.此外作为一个考点,由于二次函数涉及函数单调性、区间最值等诸多方面,因此有理由相信,今后这类试题仍将是重点.本题最为重要的特点是逆向运用二次函数最值问题,通过旺季最值的取得来获得参变量之间的关系进而对淡季羊毛衫的价格作出判断与预测.这种方法值得去关注.指数函数模型例4 按复利计算利率的一种储蓄,本金为a ,每期利率为r ,设本利和为y ,存期为x ,写出本利和y 随存期x 变化的函数式.如果存入本金1000元,每期利率为2.25%,试计算5期后的本利和是多少?思路点拨:复利是计算利息的一种方法,即把前一期的利息和本金加在一起作本金,再计算下一期的利息 解:已知本金为a 元.1期后的本利和为y 1=a +a×r=(1+r)a ;2期后的本利和为y 2=a(1+r)+a(1+r)r =a(1+r)2;3期后的本利和为y 3=a(1+r)3;…x 期后的本利和为y =a(1+r)x .将a =1000(元),r =2.25%,x =5代入上式得y =1000×(1+2.25%)5=1000×(1.0225)5≈1117.68(元).故复利函数式为y =a(1+r)x,5期后的本利和为1117.68元.在实际问题中,常常遇到有关平均增长率的问题,如果原来产值的基础数为N ,平均增长率为P ,则对于时间x 的总产值y ,可以用公式y =N(1+P)x 来表示,解决平均增长率的问题时要用到这个函数式.例5 光线通过一块玻璃,其强度要损失10%,把几块这样的玻璃重叠起来,设光线原来的强度为a ,通过x 块玻璃后强度为y.(1)写出y 关于x 的函数关系式;(2)至少通过多少块玻璃后,光线强度减弱到原来的13以下?(lg 3≈0.4771) 解:(1)y =a(1-10%)x (x∈N *)(2)∵y≤13a ,∴a(1-10%)x ≤13a ,∴0.9x ≤13,x≥log 0.913=-lg 32 lg 3-1≈10.4,∴x =11.对数函数模型例6 燕子每年秋天都要从北方飞向南方过冬,研究燕子的科学家发现,两岁燕子的飞行速度可以表示为函数v=5log 2Q 10,单位是m/s ,其中Q 表示燕子的耗氧量. (1)计算:燕子静止时的耗氧量是多少个单位?(2)当一只燕子的耗氧量是80个单位时,它的飞行速度是多少?思路点拨:该问题已经给出了函数模型,故赋值后可求出Q 的值,进而求出v 的值.解:(1)由题知,当燕子静止时,它的速度v =0,代入题给公式可得:0=5log 2Q 10,解得Q =10.即燕子静止时的耗氧量是10个单位.(2)将耗氧量Q =80代入题给公式得:v =5log 28010=5log 28=15(m/s). 即当一只燕子的耗氧量是80个单位时,它的飞行速度为15 m/s.直接以对数函数为模型的应用题不是很多,此类问题一般是先给出对数函数模型,利用对数运算性质求解. 例7 某中学的研究性学习小组为考察一个小岛的湿地开发情况,从某码头乘汽艇出发,沿直线方向匀速开往该岛,靠近岛时,绕小岛环行两周后,把汽艇停靠岸边,上岸考察,然后又乘汽艇沿原航线提速返回.设t 为出发后的某一时刻,S 为汽艇与码头在时刻t 的距离,下列图象中能大致表示S =f(t)的函数关系的为( C )解析:当汽艇沿直线方向匀速开往该岛时,S =vt ,图象为一条线段;当环岛两周时,S 两次增至最大,并减少到与环岛前的距离S 0;上岛考察时,S =S 0; 返回时,S =S 0-vt ,图象为一条线段.所以选C.例8 用清水洗衣服,若每次能洗去污垢的34,要使存留的污垢不超过1%,则至少要洗的次数是( B ) A 3 B 4 C 5 D 6解析:设至少要洗x 次,则(1-34)x ≤1100,所以x≥1lg2≈3.32,因此至少要洗4次. 例9 函数y =f(x)与y =g(x)的图象如图:则函数y =f(x)·g(x)的图象可能是( A )解析:明确函数图象在x 轴上下方与函数值符号改变的关系,数值相乘“同号为正、异号为负”.∵函数y =f(x)·g(x)的定义域是函数y =f(x)与y =g(x)的定义域的交集(-∞,0)∪(0,+∞),图象不经过坐标原点,故可以排除C 、D.由于当x 为很小的正数时f(x)>0且g(x)<0,故f(x)·g(x)<0.故选A.例 10 下列函数中,随x 值的增大,增长速度最快的是( D )(A)y =50x(x∈Z) (B)y=1000x (C)y =0.4×2x -1 (D)y =110000·e x解析:指数“爆炸式”增长,y =0.4×2x -1和y =110000·e x 虽然都是指数型函数,但y =110000·e x 的底数e 较大些,增长速度更快.例11 把长为12厘米的细铁丝截成两段,各自围成一个正三角形,求这两个正三角形面积之和的最小值解析:设一个正三角形的边长为x(cm),则另一个正三角形的边长为12-3x 3=4-x(cm),两个正三角形的面积和为S =34x 2+34(4-x)2=32[(x -2)2+4](0<x <4).当x =2(cm)时,S min =23(cm 2). 例12 当2<x<4时,2x ,x 2,log 2x 的大小关系是( B )(A)2x >x 2>log 2x (B)x 2>2x >log 2x (C)2x >log 2x>x 2 (D)x 2>log 2x>2x解析:法一:在同一平面直角坐标系中分别画出函数y =log 2x ,y =x 2,y =2x ,在区间(2,4)上从上往下依次是y =x 2,y =2x ,y =log 2x 的图象,所以x 2>2x >log 2x.法二:比较三个函数值的大小,作为选择题,可以采用特殊值代入法.可取x =3,经检验易知选B. 例13 已知函数的图象如图所示,试写出它的一个可能的解析式__________________.解:可由图象的两点特征去确定.第一点:过两定点(0,1),(10,3).第二点:增长情况.答案:y =lg(99100x 2+1)+1(x≥0)(答案不唯一)例14 奇瑞曾在2009年初公告:2009年生产目标定为39.3万辆;而奇瑞董事长极力表示有信心达成这个生产目标,并在09年实现更为平衡的增长.我们不妨来看看近三年奇瑞的政绩吧:2006年,奇瑞汽车年销量8万辆;2007年,奇瑞汽车年销量18万辆;2008年,奇瑞汽车年销量30万辆;如果我们分别将06,07,08,09定义为第一,二,三,四年.现在你有两个函数模型:二次函数模型f(x)=ax 2+bx +c(a≠0),指数函数模型g(x)=a·b x +c(a≠0,b>0,b≠1),哪个模型能更好地反映奇瑞公司年销量y 与年份x 的关系?解:建立年销量y 与年份x 的函数,可知函数必过点(1,8),(2,18),(3,30).(1)构造二次函数模型f(x)=ax 2+bx +c(a≠0),将点坐标代入,可得⎩⎪⎨⎪⎧ a +b +c =8,4a +2b +c =18,9a +3b +c =30,解得a =1,b =7,c =0,则f(x)=x 2+7x ,故f(4)=44,与计划误差为4.7. (2)构造指数函数模型g(x)=a·b x +c(a≠0,b >0,b≠1),将点坐标代入,可得⎩⎪⎨⎪⎧ ab +c =8,ab 2+c =18,ab 3+c =30,解得a =1253,b =65,c =-42,则g(x)=1253·(65)x -42,故g(4)=1253·(65)4-42=44.4,与计划误差为5.1. 由(1)(2)可得,f(x)=x 2+7x 模型能更好地反映奇瑞公司年销量y 与年份x 的关系.例15 近年来,太阳能技术运用的步伐日益加快.2002年全球太阳能电池的年生产量达到670兆瓦,年生产量的增长率为34%.以后四年中,年生产量的增长率逐年递增2%(如,2003年的年生产量的增长率为36%).(1)求2006年全球太阳能电池的年生产量(结果精确到0.1兆瓦);(2)目前太阳能电池产业存在的主要问题是市场安装量远小于生产量,2006年的实际安装量为1420兆瓦.假设以后若干年内太阳能电池的年生产量的增长率保持在42%,到2010年,要使年安装量与年生产量基本持平(即年安装量不少于年生产量的95%),这四年中太阳能电池的年安装量的平均增长率至少应达到多少(结果精确到0.1%)?解:(1)由已知得2003,2004,2005,2006年太阳能电池的年生产量的增长率依次为36%,38%,40%,42%.则2006年全球太阳能电池的年生产量为670×1.36×1.38×1.40×1.42≈2499.8(兆瓦).(2)设太阳能电池的年安装量的平均增长率为x ,则+4+4≥95%,解得x≥0.615. 因此,这四年中太阳能电池的年安装量的平均增长率至少应达到61.5%.例16 假设你有一笔资金用于投资,现有三种投资方案供你选择,这三种方案的回报如下:方案一:每天回报40元;方案二:第一天回报10元,以后每天比前一天多回报10元;方案三:第一天回报0.4元,以后每天的回报比前一天翻一番。