高中数学第二章函数2.3函数的应用Ⅰ课堂探究新人教B版必修

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2.3 函数的应用(Ⅰ)
课堂探究
探究一一次函数模型的应用
1.一次函数模型的实际应用:
一次函数模型应用时,本着“问什么,设什么,列什么”这一原则.
2.一次函数的最值求解:
一次函数求最值,常转化为求解不等式ax+b≥0(或≤0),解答时,注意系数a的正负,也可以结合函数图象或其单调性来求最值.
【典型例题1】 (1)某厂日生产文具盒的总成本y(元)与日产量x(套)之间的关系为y =6x+30 000.而出厂价格为每套12元,要使该厂不亏本,至少日生产文具盒( )
A.2 000套 B.3 000套 C.4 000套 D.5 000套
(2)商店出售茶壶和茶杯,茶壶定价为每个20元,茶杯每个5元,该商店推出两种优惠办法:
(1)买一个茶壶赠一个茶杯;
(2)按总价的92%付款.
某顾客需购买茶壶4个,茶杯若干个(不少于4个),若购买茶杯x(个),付款y(元),分别建立两种优惠办法中y与x之间的函数解析式,并讨论该顾客买同样多的茶杯时,两种办法哪一种更优惠?
(1)解析:因利润z=12x-(6x+30 000),所以z=6x-30 000,由z≥0解得x≥5 000,故至少日生产文具盒5 000套.
答案:D
(2)解:由优惠办法(1)可得函数解析式为y1=20×4+5(x-4)=5x+60(x≥4,且x∈N).
由优惠办法(2)可得y2=(5x+20×4)×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,当购买34个茶杯时,两种办法付款相同;
当4≤x<34时,y1<y2,即优惠办法(1)更省钱;
当x>34时,y1>y2,优惠办法(2)更省钱.
探究二二次函数模型的应用
二次函数模型的解析式为g(x)=ax2+bx+c(a≠0).在函数建模中,它占有重要的地位.在根据实际问题建立函数解析式后,可利用配方法、判别式法、换元法、函数的单调性等方法来求函数的最值,从而解决实际问题中的最值问题.二次函数求最值最好结合二次函数的图象来解答.
【典型例题2】某水果批发商销售每箱进价为40元的苹果,假设每箱售价不得低于50元且不得高于55元.市场调查发现,若每箱以50元的价格销售,平均每天销售90箱,价格每提高1元,平均每天少销售3箱.
(1)求平均每天的销售量y(箱)与销售单价x(元/箱)之间的函数关系式;
(2)求该批发商平均每天的销售利润w(元)与销售单价x(元/箱)之间的函数关系式;
(3)当每箱苹果的售价为多少元时,可以获得最大利润?最大利润是多少?
思路分析:本题中平均每天的销售量y(箱)与销售单价x(元/箱)是一个一次函数关系,虽然x∈[50,55],x∈N,但仍可把问题看成一次函数模型的应用问题;平均每天的销售利润w(元)与销售单价x(元/箱)是一个二次函数关系,可看成是一个二次函数模型的应用题.解:(1)根据题意,得y=90-3(x-50),
化简,得y=-3x+240(50≤x≤55,x∈N).
(2)因为该批发商平均每天的销售利润=平均每天的销售量×每箱销售利润.
所以w=(x-40)(-3x+240)=-3x2+360x-9 600(50≤x≤55,x∈N).
(3)因为w=-3x2+360x-9 600=-3(x-60)2+1 200,所以当x<60时,w随x的增大而增大.
又50≤x≤55,x∈N,所以当x=55时,w有最大值,最大值为1 125.
所以当每箱苹果的售价为55元时,可以获得最大利润,且最大利润为1 125元.
点评此题中要清楚平均每天的销售利润=平均每天的销售量×每箱销售利润,解答时还要注意利用上一问的结论.
探究三分段函数模型的应用
1.分段函数的“段”一定要分得合理,不重不漏.
2.分段函数的定义域为对应每一段自变量取值范围的并集.
3.分段函数的值域求法:逐段求函数值的范围,最后比较再下结论.
【典型例题3】某公司生产一种产品,每年投入固定成本0.5万元,此外每生产100件这种产品还需要增加投资0.25万元,经预测可知,市场对这种产品的年需求量为500件,
当出售的这种产品的数量为t(单位:百件)时,销售所得的收入约为5t-1
2
t2(万元).
(1)若该公司的年产量为x(单位:百件),试把该公司生产并销售这种产品所得的年利润表示为年产量x的函数;
(2)当这种产品的年产量为多少时,当年所得利润最大?
思路分析:利润=销售收入-总的成本.由于本题中的销量只能为500件,但生产的数量不确定,所以模型确定为分段函数模型.
解:(1)当0<x≤5时,产品全部售出,
当x>5时,产品只能售出500件.
所以f (x ) =()2215(0.50.25)(05)21555(0.50.25)52x x x x x x ⎧⎛⎫-<≤ ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪⨯⨯> ⎪⎪⎝
⎭⎩-+,--+,
即f (x )=()21 4.750.5(05)2120.255.x x x x x ⎧<≤⎪⎨⎪>⎩
-+-,-
(2)当0<x ≤5时,f (x )=-12
x 2+4.75x -0.5, 所以当x =4.75(百件)时,f (x )有最大值,
f (x )max =10.781 25(万元).
当x >5时,f (x )<12-0.25×5=10.75(万元).
故当年产量为475件时,当年所得利润最大.
点评 本题易归为二次函数模型处理,即x >5这种情况易漏掉.
探究四 易错辨析
易错点 忽视实际问题中x 的范围而致误
【典型例题4】 如图所示,在矩形ABCD 中,已知AB =a ,BC =b (a >b ),在AB ,AD ,CB ,CD 上分别截取AE =AH =CF =CG =x (x >0),设四边形EFGH 的面积为y
.
(1)写出四边形EFGH 的面积y 与x 之间的函数关系式;
(2)求当x 为何值时,y 取得最大值,最大值是多少?
错解:(1)由题意,可知△AEH ≌△CGF ,△DGH ≌△BEF ,且BE =DG =a -x ,BF =DH =b -x .
∴S △AEH =12x 2,S △BFE =12
(a -x )(b -x ). ∴S 四边形EFGH =S 矩形ABCD -2S △AEH -2S △BFE =ab -x 2-(a -x )(b -x )=-2x 2
+(a +b )x . 即y =-2x 2+(a +b )x .
(2)由(1)知,y =-2x 2
+(a +b )x =-24a b x +⎛⎫- ⎪⎝
⎭2+2
()8a b +,
∴由二次函数的性质得,
当x =4a b +时,y max =2
()8
a b +. 错因分析:(1)中没有注意实际问题中x 的取值范围;
(2)中没有讨论对称轴与区间的关系,从根本上是由(1)中没明确定义域而造成最后的错误.
正解:(1)由题意,可知△AEH ≌△CGF ,△DGH ≌△BEF ,
且BE =DG =a -x ,BF =DH =b -x .
∴S △AEH =12x 2,S △BFE =12
(a -x )(b -x ). ∴S 四边形EFGH =S 矩形ABCD -2S △AEH -2S △BFE =ab -x 2
-(a -x )(b -x )=-2x 2+(a +b )x (0<x ≤b ),
即y =-2x 2+(a +b )x (0<x ≤b ).
(2)由(1)知,y =-2x 2+(a +b )x =-24a b x +⎛⎫- ⎪⎝
⎭2+2()8a b + (0<x ≤b ). 若0<4a b +≤b ,即a >b ≥3a 时,y max =2
()8
a b +, 此时x =4
a b +; 若4a b +>b ,即0<b <3
a 时,函数y =-2x 2+(a +
b )x 在(0,b ]上是增函数. ∴当x =b 时,y max =-2b 2+(a +b )b =ab -b 2.
点评 对实际问题中的函数解析式一定要注意自变量x 要受实际问题的约束,看似一个细节失误,它将会造成严重问题,比如,本题就直接造成了第(2)问的错误解法,因此大家不要因小失大.。