第一篇:函數(shù)模型的應(yīng)用實例教學(xué)設(shè)計[定稿]
函數(shù)模型的應(yīng)用實例教學(xué)設(shè)計
教學(xué)目標(biāo):
1、能夠利用給定的函數(shù)模型或建立確定性函數(shù)模型解決實際問題.2、感受運用函數(shù)概念建立模型的過程和方法,對給定的函數(shù)模型進(jìn)行簡單的分析評價.3、體會數(shù)學(xué)在實際問題中的應(yīng)用價值.教學(xué)過程:
一、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課
通過一個情境,了解建立一次函數(shù)模型和指數(shù)函數(shù)型模型。一次函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù),不只是理論上的數(shù)學(xué)問題,它們都與現(xiàn)實世界有著緊密的聯(lián)系,我們?nèi)绾卫眠@些函數(shù)模型來解決實際問題?利用這些函數(shù)模型預(yù)測未來,改造世界。
二、實例分析
實例
1、一輛汽車在某段路程中的行駛速度與時間的關(guān)系如圖所示:(1)求圖中陰影部分的面積,并說明所求面積的實際含義;設(shè)問:圖中每一個矩形的面積的意義是什么? 單位時間內(nèi)行駛的路程。
陰影部分的面積為360,陰影部分的面積表示汽車在這5小時內(nèi)行駛的路程為360km(2)試建立汽車行駛路程 S km與時間t h的函數(shù)解析式,并作出相應(yīng)的圖象.設(shè)問:如何建立函數(shù)關(guān)系式?根據(jù)S= vt建立函數(shù)關(guān)系。單位小時內(nèi)速度不同,所以構(gòu)成了一次函數(shù)的分段形式.(3)假設(shè)這輛汽車的里程表在行駛這段路程前的讀數(shù)為2004km,試建立汽車行駛這段路程時汽車?yán)锍瘫碜x數(shù) s km與時間 t h的函數(shù)解析式,與(2)的結(jié)論有何關(guān)系?
汽車的行駛里程=里程表讀數(shù)-2004,分段函數(shù)的定義域是指每個范圍的并集.說明:1.本例所給出的函數(shù)模型是一個速度-時間圖象,向另一種圖象模型和解析式模型轉(zhuǎn)化,建立了分段函數(shù)模型。
2.解決應(yīng)用題的一般步驟:
①審題:弄清題意,分清條件和結(jié)論,理順數(shù)量關(guān)系;
②建模:將文字語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言,利用數(shù)學(xué)知識,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型; ③解模:求解數(shù)學(xué)模型,得出數(shù)學(xué)結(jié)論;
④還原:將用數(shù)學(xué)知識和方法得出的結(jié)論,還原為實際問題的意義.
實例2.人口問題是當(dāng)今世界各國普遍關(guān)注的問題。認(rèn)識人口數(shù)量的變化規(guī)律,可以為有效控制人口增長
y ?y0e提供依據(jù)。早在1798年,英國經(jīng)濟學(xué)家馬爾薩斯就提出了自然狀態(tài)下的人口增長模型:
r?t(1)如果以各年人口增長率的平均值作為我國這一時期的人口增長率(精確到0.000 1),用馬爾薩斯人口增
長模型建立我國在這一時期的具體人口增長模型,并檢驗所得模型與實際人口數(shù)據(jù)是否相符;設(shè)問:描述所涉及數(shù)量之間關(guān)系的函數(shù)模型是否是確定的,確定這種函數(shù)模型需要幾個因素? y0和r 設(shè)問:根據(jù)表中數(shù)據(jù)如何確定函數(shù)模型? 先求1951-1959年各年的人口增長率,再求年平均增長率r,確定y0的值,從而確定人口增長模型.y?55196e得到馬爾薩斯人口增長模型:
0.0221t,t?N設(shè)問:對所確定的函數(shù)模型怎樣進(jìn)行檢驗?根據(jù)檢驗結(jié)果對函數(shù)模型又應(yīng)作出如何評價? 作出人口增長函數(shù)的圖象,再在同一直角坐標(biāo)系上根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出散點圖,觀察散點是否在圖象上.由圖可以看出,所得模型1950-1959年的實際人口數(shù)據(jù)基本吻合.(2)如果按數(shù)據(jù)表的增長趨勢,大約在哪一年我國的人口達(dá)到13億? 該模型只能大致描述自然狀態(tài)下的人口增長情況,而對于受到人為影響的人口增長情況,如計劃生育。如果不實行計劃生育,我國將面臨難以承受的壓力,計劃生育政策,利國利民.設(shè)問:如何根據(jù)所確定的函數(shù)模型具體預(yù)測我國某個時期的人口數(shù),實質(zhì)是何種計算方法? 已知函數(shù)值,求自變量的值.設(shè)問:依據(jù)表中增長趨勢,你算一算我國2050年的人口數(shù)? 利用函數(shù)模型既能解決現(xiàn)實問題,也可預(yù)測未來走向.說明:本題體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的思想,檢驗?zāi)P?,更體現(xiàn)模型的實際應(yīng)用價值。
練習(xí)1:某人開汽車以60km/h的速率從A地到150km遠(yuǎn)處的 B 地,在B地停留1小時后,再以50km/h的速率返回A 地。把汽車與A地的距離S表示為從A地出發(fā)時開始經(jīng)過的時間t(小時)的函數(shù),并畫出函數(shù)的圖像。
?60t?0?t?2.5??S??150?2.5?t?3.5??150?50(t?3.5)?3.5?t?6.5??練習(xí)2:水庫蓄水量隨時間而變化,現(xiàn)有t表示時間,以月為單位,年初為起點,根據(jù)歷年數(shù)據(jù),某水庫的蓄水量V(t)(單位:億立方米)關(guān)于t的近似函數(shù)關(guān)系式為
(1)該水庫的蓄求量小于40的時期稱為枯水期.以 i?1?t?i2???t?14t?0?t?10?V(t)????4?t?10??3t?40??40?10?t?12?
i月份 ?i?1,2,12?表示第 問一年內(nèi)哪幾個月份是枯水期?
(2)求一年內(nèi)該水庫的最大蓄水量.設(shè)問:想一想:生活中我們該如何節(jié)約用水?
三、小結(jié): 本節(jié)重點是:
1、體驗函數(shù)模型是用來解決客觀世界中存在的有關(guān)實際問題;
2、建立分段函數(shù)的函數(shù)模型時,要注意定義域“不重、不漏”的原則;
3、利用函數(shù)模型既能解決現(xiàn)實問題,也可預(yù)測未來走向。
4、建立(確定)函數(shù)模型的基本步驟: 第一步:審題
讀懂題中的文字?jǐn)⑹?,理解敘述所反映的實際背景,領(lǐng)悟從背景中概括出來的數(shù)學(xué)實質(zhì),尤其是理解題中所給的圖形、表格的現(xiàn)實意義,進(jìn)而把握住新信息,確定相關(guān)變量的關(guān)系。第二步:建模
確定相關(guān)變量后,根據(jù)問題已知條件,運用已掌握的數(shù)學(xué)知識、物理知識及其他相關(guān)知識建立函數(shù)關(guān)系式,將實際問題轉(zhuǎn)化為一個數(shù)學(xué)問題,實現(xiàn)問題的數(shù)學(xué)化,即所謂建立數(shù)學(xué)模型。第三步:求模
利用數(shù)學(xué)的方法將得到的常規(guī)數(shù)學(xué)問題(即數(shù)學(xué)模型)予以解答,求得結(jié)果。第四步:還原再轉(zhuǎn)譯為具體問題作出解答。
四、作業(yè):(1)教材107頁1、2、4.(2)社會實踐題:找到身邊的函數(shù)應(yīng)用模型實例兩例。
第二篇:3.2 函數(shù)模型及其應(yīng)用 教學(xué)設(shè)計 教案
教學(xué)準(zhǔn)備
1.教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能 能夠利用給定的函數(shù)模型或建立確定性函數(shù)模型解決實際問題.2.過程與方法 進(jìn)一步感受運用函數(shù)概念建立函數(shù)模型的過程和方法,對給定的函數(shù)模型進(jìn)行簡單的分析評價.2.教學(xué)重點/難點
重點 利用給定的函數(shù)模型或建立確定性質(zhì)函數(shù)模型解決實際問題.難點 將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,并對給定的函數(shù)模型進(jìn)行簡單的分析評價.3.教學(xué)用具
投影儀等.4.標(biāo)簽
數(shù)學(xué),函數(shù)的應(yīng)用
教學(xué)過程
(一)創(chuàng)設(shè)情景,揭示課題.現(xiàn)實生活中有些實際問題所涉及的數(shù)學(xué)模型是確定的,但需我們利用問題中的數(shù)據(jù)及其蘊含的關(guān)系來建立.對于已給定數(shù)學(xué)模型的問題,我們要對所確定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析評價,驗證數(shù)學(xué)模型的與所提供的數(shù)據(jù)的吻合程度.(二)實例嘗試,探求新知
例1.一輛汽車在某段路程中的行駛速度與時間的關(guān)系如圖所示.1)寫出速度v關(guān)于時間t的函數(shù)解析式;
2)寫出汽車行駛路程y關(guān)于時間t的函數(shù)關(guān)系式,并作圖象; 3)求圖中陰影部分的面積,并說明所求面積的實際含義;
4)假設(shè)這輛汽車的里程表在汽車行駛這段路程前的讀數(shù)為2004km,試建立汽車行駛這段路程時汽車?yán)锍瘫碜x數(shù)s與時間t的函數(shù)解析式,并作出相應(yīng)的圖象.本例所涉及的數(shù)學(xué)模型是確定的,需要利用問題中的數(shù)據(jù)及其蘊含的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型,此例分段函數(shù)模型刻畫實際問題.教師要引導(dǎo)學(xué)生從條塊圖象的獨立性思考問題,把握函數(shù)模型的特征.注意培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力,讓學(xué)生懂得圖象是函數(shù)對應(yīng)關(guān)系的一種重要表現(xiàn)形式.例2.人口問題是當(dāng)今世界各國普遍關(guān)注的問題,認(rèn)識人口數(shù)量的變化規(guī)律,可以為有效控制人口增長提供依據(jù).早在1798,英國經(jīng)濟家馬爾薩斯就提出了自然狀態(tài)下的人口增長模型:
其中t表示經(jīng)過的時間,表示
時的人口數(shù),r表示人口的年均增長率.下表是1950~1959年我國的人口數(shù)據(jù)資料:(單位:萬人)
1)如果以各年人口增長率的平均值作為我國這一時期的人口增長率(精確到0.0001),用馬爾薩斯人口增長模型建立我國在這一時期的具體人口增長模型,并檢驗所得模型與實際人口數(shù)據(jù)是否相符;
2)如果按表中的增長趨勢,大約在哪一年我國的人口將達(dá)到13億? 探索以下問題:
1)本例中所涉及的數(shù)量有哪些?
2)描述所涉及數(shù)量之間關(guān)系的函數(shù)模型是否是確定的,確定這種模型需要幾個因素?
3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)如何確定函數(shù)模型?
4)對于所確定的函數(shù)模型怎樣進(jìn)行檢驗,根據(jù)檢驗結(jié)果對函數(shù)模型又應(yīng)做出如何評價? 如何根據(jù)確定的函數(shù)模型具體預(yù)測我國某個時間的人口數(shù),用的是何種計算方法?
本例的題型是利用給定的指數(shù)函數(shù)模型
解決實際問題的一類問題,引
與t.導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到確定具體函數(shù)模型的關(guān)鍵是確定兩個參數(shù)完成數(shù)學(xué)模型的確定之后,因為計算較繁,可以借助計算器.在驗證問題中的數(shù)據(jù)與所確定的數(shù)學(xué)模型是否吻合時,可引導(dǎo)學(xué)生利用計算器或計算機作出所確定函數(shù)的圖象,并由表中數(shù)據(jù)作出散點圖,通過比較來確定函數(shù)模型與人口數(shù)據(jù)的吻合程度,并使學(xué)生認(rèn)識到表格也是描述函數(shù)關(guān)系的一種形式.引導(dǎo)學(xué)生明確利用指數(shù)函數(shù)模型對人口增長情況的預(yù)測,實質(zhì)上是通過求一個對數(shù)值來確定t的近似值.課堂練習(xí):某工廠今年1月、2月、3月生產(chǎn)某種產(chǎn)品的數(shù)量分別為1萬件,1.2萬件,1.3萬件,為了估計以后每個月的產(chǎn)量,以這三個月的產(chǎn)品數(shù)量為依據(jù)用一個函數(shù)模擬該產(chǎn)品的月產(chǎn)量t與月份的x關(guān)系,模擬函數(shù)可以選用二次函數(shù)或函數(shù).已知4月份該產(chǎn)品的產(chǎn)量為1.37萬件,請問用以上哪個函數(shù)作為模擬函數(shù)較好,并說明理由.探索以下問題:
1)本例給出兩種函數(shù)模型,如何根據(jù)已知數(shù)據(jù)確定它們? 2)如何對所確定的函數(shù)模型進(jìn)行評價?
本例是不同函數(shù)的比較問題,要引導(dǎo)學(xué)生利用待定系數(shù)法確定具體的函數(shù)模型.引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到比較函數(shù)模型優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是4月份產(chǎn)量的吻合程度,這也是對函數(shù)模評價的依據(jù).本例滲透了數(shù)學(xué)思想方法,要培養(yǎng)學(xué)生有意識地運用.三.歸納小結(jié),發(fā)展思維.利用給定函數(shù)模型或建立確定的函數(shù)模型解決實際問題的方法; 1)根據(jù)題意選用恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù)模型來描述所涉及的數(shù)量之間的關(guān)系; 2)利用待定系數(shù)法,確定具體函數(shù)模型; 3)對所確定的函數(shù)模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u價; 4)根據(jù)實際問題對模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?從以上各例體會到:根據(jù)收集到的數(shù)據(jù),作出散點圖,然后通過觀察圖象,判斷問題適用的函數(shù)模型,借助計算器或計算機數(shù)據(jù)處理功能,利用待定系數(shù)法得出具體的函數(shù)解析式,再利用得到的函數(shù)模型解決相應(yīng)的問題,這是函數(shù)應(yīng)用的一個基本過程.圖象、表格和解析式都可能是函數(shù)對應(yīng)關(guān)系的表現(xiàn)形式.在實際應(yīng)用時,經(jīng)常需要將函數(shù)對應(yīng)關(guān)系的一種形式向另一種轉(zhuǎn)化.(四)布置作業(yè):教材P120習(xí)題32(A組)第6~9題.課堂小結(jié)
1)根據(jù)題意選用恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù)模型來描述所涉及的數(shù)量之間的關(guān)系; 2)利用待定系數(shù)法,確定具體函數(shù)模型; 3)對所確定的函數(shù)模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u價; 4)根據(jù)實際問題對模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?課后習(xí)題
作業(yè):教材P107習(xí)題3.2(A組)第5、6題.板書 略
第三篇:3.2 函數(shù)模型及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計教案
教學(xué)準(zhǔn)備
1.教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能 能夠收集圖表數(shù)據(jù)信息,建立擬合函數(shù)解決實際問題。
2、過程與方法 體驗收集圖表數(shù)據(jù)信息、擬合數(shù)據(jù)的過程與方法,體會函數(shù)擬合的思想方法。
3、情感、態(tài)度、價值觀 深入體會數(shù)學(xué)模型在現(xiàn)實生產(chǎn)、生活及各個領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用及其重要價值。
2.教學(xué)重點/難點
重點:收集圖表數(shù)據(jù)信息、擬合數(shù)據(jù),建立函數(shù)模解決實際問題。難點:對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行擬合,建立起函數(shù)模型,并進(jìn)行模型修正。
3.教學(xué)用具
投影儀等.4.標(biāo)簽
數(shù)學(xué),函數(shù)的應(yīng)用
教學(xué)過程 教學(xué)設(shè)想
(一)創(chuàng)設(shè)情景,揭示課題
2003年5月8日,西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院緊急啟動“建立非典流行趨勢預(yù)測與控制策略數(shù)學(xué)模型”研究項目,馬知恩教授率領(lǐng)一批專家晝夜攻關(guān),于5月19日初步完成了第一批成果,并制成了要供決策部門參考的應(yīng)用軟件。
這一數(shù)學(xué)模型利用實際數(shù)據(jù)擬合參數(shù),并對全國和北京、山西等地的疫情進(jìn)行了計算仿真,結(jié)果指出,將患者及時隔離對于抗擊非典至關(guān)重要、分析報告說,就全國而論,菲非典病人延遲隔離1天,就醫(yī)人數(shù)將增加1000人左右,推遲兩天約增加工能力100人左右;若外界輸入1000人中包含一個病人和一個潛伏病人,將增加患病人數(shù)100人左右;若4月21日以后,政府示采取隔離措施,則高峰期病人人數(shù)將達(dá)60萬人。這項研究在充分考慮傳染病控制中心每日工資發(fā)布的數(shù)據(jù),建立了非典流行趨勢預(yù)測動力學(xué)模型和優(yōu)化控制模型,并對非典未來的流行趨勢做了分析預(yù)測。本例建立教學(xué)模型的過程,實際上就是對收集來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行擬合,從而找到近似度比較高的擬合函數(shù)。
(二)嘗試實踐
探求新知
例1.某地區(qū)不同身高的未成年男性的體重平均值發(fā)下表(身高:cm;體重:kg)
1)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù),建立恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù)模型,使它能比較近似地反映這個地區(qū)未成年男性體重與身高ykg與身高xcm的函數(shù)模型的解析式。
2)若體重超過相同身高男性平均值的1.2倍為偏胖,低于0.8倍為偏瘦,那么這個地區(qū)一名身高為4375px,體重為78kg的在校男生的體重是事正常? 探索以下問題:
1)借助計算器或計算機,根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),畫出它們相應(yīng)的散點圖; 2)觀察所作散點圖,你認(rèn)為它與以前所學(xué)過的何種函數(shù)的圖象較為接近? 3)你認(rèn)為選擇何種函數(shù)來描述這個地區(qū)未成年男性體重數(shù)關(guān)系比較合適?
4)確定函數(shù)模型,并對所確定模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z驗和評價.5)怎樣修正所確定的函數(shù)模型,使其擬合程度更好?
本例給出了通過測量得到的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表,要想由這些數(shù)據(jù)直接發(fā)現(xiàn)函數(shù)模型是困難的,要引導(dǎo)學(xué)生借助計算器或計算機畫圖,幫助判斷.根據(jù)散點圖,利用待定系數(shù)法確定幾種可能的函數(shù)模型,然后進(jìn)行優(yōu)劣比較,選定擬合度較好的函數(shù)模型.在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生對模型進(jìn)行適當(dāng)修正,并做出一定的預(yù)測.此外,注意引導(dǎo)學(xué)生體會本例所用的數(shù)學(xué)思想方法.與身高的函例2.將沸騰的水倒入一個杯中,然后測得不同時刻溫度的數(shù)據(jù)如下表:
1)描點畫出水溫隨時間變化的圖象;
2)建立一個能基本反映該變化過程的水溫y(℃)關(guān)于時間x的函數(shù)模型,并作出其圖象,觀察它與描點畫出的圖象的吻合程度如何.3)水杯所在的室內(nèi)溫度為18℃,根據(jù)所得的模型分析,至少經(jīng)過幾分鐘水溫才會降到室溫?再經(jīng)過幾分鐘會降到10℃?對此結(jié)果,你如何評價? 本例意圖是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步體會,利用擬合函數(shù)解決實際問題的思想方法,可依照例1的過程,自主完成或合作交流討論.課堂練習(xí):某地新建一個服裝廠,從今年7月份開始投產(chǎn),并且前4個月的產(chǎn)量分別為1萬件、1.2萬件、1.3萬件、1.37萬件.由于產(chǎn)品質(zhì)量好,服裝款式新穎,因此前幾個月的產(chǎn)品銷售情況良好.為了在推銷產(chǎn)品時,接收定單不至于過多或過少,需要估測以后幾個月的產(chǎn)量,你能解決這一問題嗎? 探索過程如下:
1)首先建立直角坐標(biāo)系,畫出散點圖;
2)根據(jù)散點圖設(shè)想比較接近的可能的函數(shù)模型: 一次函數(shù)模型:二次函數(shù)模型:
冪函數(shù)模型:
指數(shù)函數(shù)模型:
(>0,)利用待定系數(shù)法求出各解析式,并對各模型進(jìn)行分析評價,選出合適的函數(shù)模型;由于嘗試的過程計算量較多,可同桌兩個同學(xué)分工合作,最后再一起討論確定.(三)歸納小結(jié),鞏固提高.通過以上三題的練習(xí),師生共同總結(jié)出了利用擬合函數(shù)解決實際問題的一般方法,指出函數(shù)是描述客觀世界變化規(guī)律的重要數(shù)學(xué)模型,是解決實際問題的重要思想方法.利用函數(shù)思想解決實際問題的基本過程如下:
(四)布置作業(yè):
作業(yè):教材P107習(xí)題32(B組)第1、2題:
課堂小結(jié)
通過以上三題的練習(xí),師生共同總結(jié)出了利用擬合函數(shù)解決實際問題的一般方法,指出函數(shù)是描述客觀世界變化規(guī)律的重要數(shù)學(xué)模型,是解決實際問題的重要思想方法.利用函數(shù)思想解決實際問題的基本過程如下:
課后習(xí)題 作業(yè):
教材P107習(xí)題32(B組)第1、2題:
板書 略
第四篇:3.4 函數(shù)模型及其應(yīng)用 教學(xué)設(shè)計 教案
教學(xué)準(zhǔn)備
1.教學(xué)目標(biāo)
函數(shù)應(yīng)用
2.教學(xué)重點/難點
函數(shù)應(yīng)用建模
3.教學(xué)用具 4.標(biāo)簽
教學(xué)過程
1.某企業(yè)去年銷售收入1000萬元,年成本為生產(chǎn)成本500萬元與年廣告成本200萬元兩部分.若年利潤必須按p%納稅,且年廣告費超出年銷售收入2%的部分也按p%納稅,其他不納稅.已知該企業(yè)去年共納稅120萬元.則稅率p%為
()A.10%
B.12% C.25%
D.40% 解析:利潤300萬元,納稅300·p%萬元,年廣告費超出年銷售收入2%的部分為 200-1000×2%=180(萬元),納稅180·p%萬元,共納稅300·p%+180·p%=120(萬元),p%==25%.答案:C 2.生產(chǎn)一定數(shù)量的商品的全部費用稱為生產(chǎn)成本,某企業(yè)一個月生產(chǎn)某種商品x萬件時的生產(chǎn)成本為C(x)=x2+2x+20(萬元).一萬件售價是20萬元,為獲取更大利潤,該企業(yè)一個月應(yīng)生產(chǎn)該商品數(shù)量為
()A.36萬件
B.18萬件
C.22萬件
D.9萬件
解析:利潤L(x)=20x-C(x)=-(x-18)2+142,當(dāng)x=18時,L(x)有最大值. 答案:B 3.某商店已按每件80元的成本購進(jìn)某商品1000件,根據(jù)市場預(yù)測,銷售價為每件100元時可全部售完,定價每提高1元時銷售量就減少5件,若要獲得最大利潤,銷售價應(yīng)定為每件
()A.100元
B.110元 C.150元
D.190元 解析:設(shè)售價提高x元,則依題意 y=(1 000-5x)×(20+x)=-5x2+900x+20 000 =-5(x-90)2+60 500.故當(dāng)x=90時,ymax=60 500,此時售價為每件190元. 答案:D 4.已知A、B兩地相距150千米,某人開汽車以60千米/小時的速度從A地到達(dá)B地,在B地停留1小時后再以50千米/小時的速度返回A地,汽車離開A地的距離x(千米)與時間t(小時)之間的函數(shù)表達(dá)式是
()A.x=60t B.x=60t+50t C.x= D.x=
解析:到達(dá)B地需要=2.5小時,所以當(dāng)0≤t≤2.5時,x=60t; 當(dāng)2.5<t≤3.5時,x=150;
當(dāng)3.5<t≤6.5時,x=150-50(t-3.5). 答案:D 5.某電視新產(chǎn)品投放市場后第一個月銷售100臺,第二個月銷售200臺,第三個月銷售400臺,第四個月銷售790臺,則下列函數(shù)模型中能較好地反映銷量y與投放市場的月數(shù)x之間關(guān)系的是
()A.y=100x
B.y=50x2-50x+100 C.y=50×2x
D.y=100log2x+100 解析:根據(jù)函數(shù)模型的增長差異和題目中的數(shù)據(jù)可知,應(yīng)為指數(shù)型函數(shù)模型. 答案:C
二、填空題
6.某廠有許多形狀為直角梯形的鐵皮邊角料(如圖),為降低消耗,開源節(jié)流,現(xiàn)要從這些邊角料上截取矩形鐵片(如圖陰影部分)備用,則截取的矩形面積的最大值為________.
解析:依題意知:=,即x=(24-y),∴陰影部分的面積
S=xy=(24-y)y=(-y2+24y),∴當(dāng)y=12時,S有最大值為180.答案:180 7.(2011·浙江高考)某商家一月份至五月份累計銷售額達(dá)3860萬元,預(yù)測六月份銷售額為500萬元,七月份銷售額比六月份遞增x%,八月份銷售額比七月份遞增x%,九、十月份銷售總額與七、八月份銷售總額相等.若一月份至十月份銷售總額至少達(dá)7000萬元,則x的最小值是________.
解析:七月份的銷售額為500(1+x%),八月份的銷售額為500(1+x%)2,則一月份到十月份的銷售總額是3 860+500+2 [500(1+x%)+500(1+x%)2],根據(jù)題意有
3860+500+2[500(1+x%)+500(1+x%)2]≥7 000,即25(1+x%)+25(1+x%)2≥66,令t=1+x%,則25t2+25t-66≥0,解得t≥或者t≤-(舍去),故1+x%≥,解得x≥20.答案:20
三、解答題
8.某公司生產(chǎn)一種電子儀器的固定成本為20000元,每生產(chǎn)一臺儀器需增加投入100元,已知總收益滿足函數(shù): R(x)=.其中x是儀器的月產(chǎn)量.
(1)將利潤表示為月產(chǎn)量的函數(shù)f(x);
(2)當(dāng)月產(chǎn)量為何值時,公司所獲利潤最大?最大利潤為多少元?(總收益=總成本+利潤)解:(1)設(shè)每月產(chǎn)量為x臺,則總成本為20 000+100x,從而f(x)=.(2)當(dāng)0≤x≤400時,f(x)=-(x-300)2+25 000,∴當(dāng)x=300時,有最大值25 000;
當(dāng)x>400時,f(x)=60 000-100x是減函數(shù),f(x)<60 000-100×400<25 000.∴當(dāng)x=300時,f(x)的最大值為25 000.∴每月生產(chǎn)300臺儀器時,利潤最大,最大利潤為25 000元.
9.當(dāng)前環(huán)境問題已成為世界關(guān)注的焦點,2009年哥本哈根世界氣候大會召開后,為減少汽車尾氣對城市空氣的污染,某市決定對出租車實行使用液化氣替代汽油的改裝工程,原因是液化氣燃燒后不產(chǎn)生二氧化硫、一氧化氮等有害氣體,對大氣無污染,或者說污染非常?。F(xiàn)有以下數(shù)據(jù):
①當(dāng)前汽油價格為2.8元/升,市內(nèi)出租車耗油情況是一升汽油大約跑12千米;②當(dāng)前液化氣價格為3元/千克,一千克液化氣平均可跑15~16千米;③一輛出租車日平均行程為200千米. 請根據(jù)以上數(shù)據(jù)回答問題:
(1)從經(jīng)濟角度衡量一下使用液化氣和使用汽油哪一種更經(jīng)濟(即省錢);(2)假設(shè)出租車改裝液化氣設(shè)備需花費5000元,請問多長時間省出的錢等于改裝設(shè)備花費的錢?
解:(1)設(shè)出租車行駛的時間為t天,所耗費的汽油費為W元,耗費的液化氣費為W′元,由題意可知,W=200×=(t≥0,t∈N+),200×≤W′≤200×,即37.5t≤W′≤40t(t≥0,t∈N+),又>40t,即W>W′,所以使用液化氣比使用汽油省錢.(2)①設(shè)37.5t+5 000=,解得t≈545.5,又t≥0,t∈N+,所以t=546.②設(shè)40t+5 000=,解得t=750.所以,若改裝液化氣設(shè)備,則當(dāng)行駛天數(shù)t∈[546,750]且t∈N+時,省出的錢可以等于改裝設(shè)備花費的錢.
10.某人要做一批地磚,每塊地磚(如圖1所示)是邊長為0.4米的正方形ABCD,點E、F分別在邊BC和CD上,且CE=CF,△CFE、△ABE和四邊形AEFD均由單一材料制成,制成△CFE、△ABE和四邊形AEFD的三種材料的每平方米價格之比依次為3∶2∶1.若將此種地磚按圖2所示的形式鋪設(shè),能使中間的深色陰影部分成四邊形EFGH.(1)求證:四邊形EFGH是正方形;
(2)E、F在什么位置時,做這批地磚所需的材料費用最?。?/p>
解:(1)證明:圖2是由四塊圖1所示地磚組成,由圖1依次逆時針旋轉(zhuǎn)90°,180°,270°后得到,∴EF=FG=GH=HE.∴△CFE為等腰直角三角形. ∴四邊形EFGH是正方形.(2)設(shè)CE=x,則BE=0.4-x,每塊地磚的費用為W,制成△CFE、△ABE和四邊形AEFD三種材料的每平方米價格依次為3a、2a、a(元),W=x2·3a+×(0.4-x)×0.4×2a+ a =a(x2-0.2x+0.24)=a[(x-0.1)2+0.23](0<x<0.4),由a>0,當(dāng)x=0.1時,W有最小值,即總費用最?。?答:當(dāng)CE=CF=0.1米時,總費用最?。?/p>
第五篇:高中數(shù)學(xué)論文集A版高一年級函數(shù)模型的應(yīng)用實例內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計
A版高一年級函數(shù)模型的應(yīng)用實例內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計
寧波市武嶺中學(xué)
楊建軍 315502 yjianjunls@163.com 一個實際問題的解決方案應(yīng)該是有多種的,因此本課采用“預(yù)設(shè)和生成”的教育理念,兼容多種方案,使學(xué)生真正能夠在利用函數(shù)模型來解決實際問題的同時,如何來處理與采納某種方案。本教學(xué)設(shè)計注重了學(xué)生的探究能力的培養(yǎng),突出了學(xué)生的主體地位,體現(xiàn)了新課程的其它新的理念。
本課是在學(xué)習(xí)了初中一次、二次及反比例函數(shù)與高中基本函數(shù)模型的基礎(chǔ)上,通過建立和運用函數(shù)基本模型,體驗數(shù)學(xué)建模、擬合等數(shù)學(xué)基本思想,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識和數(shù)學(xué)應(yīng)用意識。本授課班級雙基能力較強,但是由于學(xué)生剛剛接觸對數(shù)型函數(shù)等新知識點,有可能對于建立這些函數(shù)模型比較困難。1 教學(xué)三維目標(biāo)、重點、難點、準(zhǔn)備。1.1教學(xué)三維目標(biāo)
(1)知識與技能:使學(xué)生學(xué)會建立恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù)模型,并利用所得函數(shù)模型解釋有關(guān)現(xiàn)象或?qū)τ嘘P(guān)發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。
(2)過程與方法:通過例題與作業(yè)中的具體實例,讓學(xué)生了解函數(shù)模型的廣泛應(yīng)用。
(3)情感態(tài)度與價值觀:利用函數(shù)模型解決問題前,進(jìn)行擬合檢驗,培養(yǎng)學(xué)生的負(fù)責(zé)態(tài)度。
1.2教學(xué)重點:由面臨的實際問題建立函數(shù)模型,檢驗函數(shù)模型,并利用得到的函數(shù)模型解決問題。
1.3教學(xué)難點:如何根據(jù)面臨的實際問題建立函數(shù)模型。1.4教學(xué)準(zhǔn)備:PPT制作與幾何畫板制作。2 教學(xué)過程。
(學(xué)生):(對5種基本初等函數(shù)進(jìn)行回顧)(教師):(打開PPT)函數(shù)建模的基本思想與方法:
把實際問題用數(shù)學(xué)語言抽象概括,從數(shù)學(xué)角度來反映或近似地反映實際問題,得出的關(guān)于實際問題的數(shù)學(xué)描述稱為數(shù)學(xué)建模。數(shù)學(xué)建模的形式是多樣的。解應(yīng)用題的關(guān)鍵是建立數(shù)學(xué)建模,把實際問題通過分析、聯(lián)想、抽象轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。函數(shù)知識內(nèi)容豐富、應(yīng)用廣泛,不僅數(shù)學(xué)問題,而且社會生活、生產(chǎn)和自然科學(xué)領(lǐng)域中有許多問題都需要用函數(shù)知識來解決,如成本最底、利潤最高、用料最省、路程最短等??蓺w納為函數(shù)的最值問題。
運用建模思想解函數(shù)應(yīng)用題的一般步驟是: 讀(閱讀材料,審題,找基本量或關(guān)系);
建(提取信息,抽象成數(shù)學(xué)語言,根據(jù)相關(guān)定義及數(shù)學(xué)知識建立模型); 求(根據(jù)數(shù)學(xué)思想和方法,求解函數(shù)模型,得出結(jié)論);
還(把數(shù)學(xué)結(jié)論還原到實際問題中,通過分析、判斷、檢驗得到實際正確解答,寫出答案)。
一.由變量之間的依存關(guān)系建立函數(shù)關(guān)系;
二.由所掌握的數(shù)據(jù)資料,即根據(jù)確定性,隨機性數(shù)據(jù)建立函數(shù)關(guān)系,這種往往要畫散點圖。
例:某地新建一個服裝廠,從今年7月份開始投產(chǎn),并且前4個月的產(chǎn)量分別為1萬件,1.2萬件,1.3萬件,1.37萬件。由于產(chǎn)品質(zhì)量好服裝款式新穎,因此前幾個月的產(chǎn)品銷售情況良好,為使推銷員在推銷產(chǎn)品時,接收定單不至于過多或過少,需要估測以后幾個月的產(chǎn)量,假如你是廠長,將會采用什么辦法?
(學(xué)生):畫散點圖。(學(xué)生們接下來畫散點圖,過1分鐘。)板書:畫散點圖
圖1(教師):(打開幾何畫板),如圖1所示各點:把4個點分別記為A、B、C、D。觀察這4個點有何聯(lián)系?
(學(xué)生):這4個點基本上在同一條直線上。(學(xué)生):應(yīng)該是一次函數(shù),是y?ax?b,(a?0)。
板書:由圖可知:①用一次函數(shù)f(x)?ax?b,(a?0)擬合,把B、C坐標(biāo)值代入,得 2 ?f(2)?2a?b?1.2?a?0.1,故f(x)?0.1x?1。????f(3)?3a?b?1.3?b?1∴f(1)?1.1與實際的誤差為0.1,f(4)?1.4與實際的誤差為0.03(教師):(打開幾何畫板),如圖1藍(lán)線所示:
(教師):我們仔細(xì)地觀察圖形,發(fā)現(xiàn)A、D都在直線的下方,我們可以——(學(xué)生):二次函數(shù)可以嗎?(有點不肯定)
板書:②用二次函數(shù)g(x)?ax2?bx?c,(a?0)擬合,把A、B、C坐標(biāo)值代入,得?g(1)?a?b?c?1?a??0.05??2?g(2)?4a?2b?c?1.2??b?0.35,故g(x)??0.05x?0.35x?0.7 ?g(3)?9a?3b?c?1.3?c?0.7??∴g(4)??0.05?42?0.35?4?0.7?1.3與實際誤差為0.07(教師):(打開幾何畫板),如圖1黑線所示。
(教師):觀察這些數(shù)據(jù),我們可以發(fā)現(xiàn)隨著自變量的增加函數(shù)值也在增加,但是增加的速度是越來越慢的,那我們可以——
(學(xué)生甲):對數(shù)函數(shù)。(學(xué)生乙):冪函數(shù)。(學(xué)生丙):指數(shù)函數(shù)。(教師):要求掌握的是可以用
11次的冪函數(shù),從經(jīng)過的點來看不是次的冪函數(shù),但是我們221次的冪型函數(shù)來擬合。212板書:③用冪型函數(shù)q(x)?ax?b,(a?0)擬合,把A、B坐標(biāo)值代入,得
1?q(1)?a?b?1?a?0.48,故q(x)?0.48x2?0.52 ????q(2)?2a?b?1.2?b?0.52∴q(3)?1.35與實際誤差為0.05,q(4)?1.48與實際誤差為0.11,(教師):(打開幾何畫板),如圖1紅線所示:
(教師):因為圖象不經(jīng)過(0,1)這個點,可以肯定不是指數(shù)函數(shù)。
(學(xué)生):課本上有個例子是用y?a?b來擬合的,是不是這個也可以的?(學(xué)生基本上已經(jīng)開始打開思路)
板書:④用指數(shù)型函數(shù)s(t)?a?b?c,(a?0)擬合,把A、B、C坐標(biāo)值代入,得
xx 3
(1)?s(1)?a?b?c?1?2?s(2)?a?b?c?1.2(2),?s(3)?a?b3?c?1.3(3)??a?b2?a?b?0.2?a??0.8(2)-(1)、(3)-(1)得?,∴c?1.4 ??3b?0.5??a?b?a?b?0.3故s(x)??0.8?0.5x?1.4。∴s(4)?1.35與實際的誤差為0.02
(教師):(打開幾何畫板),如圖1綠線所示:
(學(xué)生):(議論,基本能想到在整個函數(shù)式子后面加一個常數(shù),很少想到圖象的左右平移,即在x后邊加一個常數(shù))
(教師):同學(xué)們都能想到在整個式子后加一個常數(shù),我們知道這是圖象的上下平移;難道同學(xué)們就不能想到圖象的左右平移,那這樣的式子應(yīng)該是——
(學(xué)生):x后邊加一個常數(shù)。
板書:⑤用對數(shù)型函數(shù)t(x)?loga(x?b)?c,(a?0且a?1)擬合,把A、B、C坐標(biāo)值
??t(1)?loga(1?b)?c?1(1)?loga?代入,得?t(2)?loga(2?b)?c?1.2(2),(2)-(1)、(3)-(1)得??t(3)?log(3?b)?c?1.3(3)?logaa???0.22?b?a?1?b(4)2?b33?b2)?(),∵(a0.2)3?(a0.3)2,∴(??3?b1?b1?b(5)?a0.3?1?b?2?b52?0.38250.25)?()?123,∴b??0.382,a?(a)?(1?b1?0.382,b??0.382代入(1)得c?1.100,把a?1232?b?0.21?b,3?b?0.31?b故t(x)?log123(x?0.382)?1.100,∴t(4)?1.367與實際的誤差為0.003(教師):剛才我們算了一個比較小的誤差,現(xiàn)在這個誤差是更小的。(教師):(打開幾何畫板),如圖1墨綠線所示:
(教師):從圖象中我們可以看到D點更加接近于曲線,所以說假如你們作為廠長的話,你們選擇的函數(shù)模型應(yīng)該是t(x)?log123(x?0.382)?1.100,以這個函數(shù)模型作為依據(jù)來估計以后幾個月的需求量。由實際的趨勢我們也可以知道當(dāng)一種新的產(chǎn)品投入市場后的一段時間內(nèi),假如產(chǎn)品好的話,肯定會比較暢銷。過了這段時間由于市場飽和及工廠設(shè)備或另一 4 種新的產(chǎn)品出現(xiàn)等情況,必定要導(dǎo)致原來產(chǎn)品的平穩(wěn)期。所以說我們也應(yīng)該選擇這一函數(shù)模型。在剛才的函數(shù)模擬中有同學(xué)提出是否可以在式子前乘上一個系數(shù),這是完全可以的。由于時間的關(guān)系我們就不繼續(xù)展開了,同學(xué)們可以在課后去研究一下是否可行。
實際上對于這樣一個具體的問題,我們假如繼續(xù)去模擬新的函數(shù)模型有可能會更加吻合。這里只能說沒有最好的,只有更好的,所以說答案也是不一定唯一的。馬爾薩斯人口增長模型也是在他經(jīng)過無數(shù)次的擬合后得到的一個模型。
下面我們來看一下我們剛才的基本過程:(打開PPT)(如圖2)(說明:各方塊在PPT中是逐一出現(xiàn)的)
圖2 實行了新的課程之后,我們要學(xué)習(xí)的一門重要學(xué)科就是《研究性學(xué)習(xí)》。剛才的過程給了我們一個比較好的實例,如何來解決實際的問題,對于同學(xué)們搜集到的數(shù)據(jù)如何進(jìn)行處理。
(打開PPT)小結(jié):(1)(2)(3)(說明:小結(jié)部分可由學(xué)生自己總結(jié)得到)作業(yè):某廠生產(chǎn)一種機器的固定投入為0.5萬元,但每生產(chǎn)100 臺,需要另投入0.25萬元.市場對此產(chǎn)品的需求量為500臺,銷售收入函數(shù)為1R(x)?5x??x2(萬元),其中x是產(chǎn)品售出的數(shù)量(單位:百臺).2(1)把利潤表示為年產(chǎn)量的函數(shù);(2)年產(chǎn)量是多少時,工廠所得利潤最大?(3)年產(chǎn)量是多少時,工廠才不會虧本?
3 板書設(shè)計
函數(shù)建模: ③ 小結(jié): 步驟: ④ 解:① ⑤ 作業(yè):
② 4 教學(xué)反思。
作為新課改下的一節(jié)研究性的課堂教學(xué),主要有以下幾個理念的體現(xiàn):(1)“預(yù)設(shè)和生成”的教育理念
一個問題擺上講臺,首先要有自己的一份思想,同時人與人的思想都不相同,總是有許多學(xué)生能夠提出新的問題,這時我們要學(xué)會去引導(dǎo)與解決。
(2)導(dǎo)積極主動、勇于探索的學(xué)習(xí)方式
新課程里倡導(dǎo)的是學(xué)生的主動探索、動手實踐、合作交流、閱讀自學(xué)等學(xué)習(xí)方式。這節(jié)課里的5種函數(shù)模型基本上都是學(xué)生在主動探索中來發(fā)現(xiàn),這樣有助于發(fā)展他們的創(chuàng)新意識。
(3)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力
同學(xué)們在運用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識解決問題時,不斷地運用了直觀感知、數(shù)據(jù)處理、觀察發(fā)現(xiàn)、歸納類比、反思與建構(gòu)等思維過程。
(4)發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識
越來越多的學(xué)生認(rèn)為高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)已經(jīng)是越來越?jīng)]用了。實際上數(shù)學(xué)越來越多地在生活、經(jīng)濟、政治、文化等領(lǐng)域中發(fā)揮了不可替代的作用。
(5)與時俱進(jìn)地體現(xiàn)“雙基”
我國的數(shù)學(xué)教學(xué)具有重視基礎(chǔ)知識教學(xué)、基本技能訓(xùn)練和能力培養(yǎng)的傳統(tǒng)。新課改要求著我們繼續(xù)發(fā)揚這種傳統(tǒng),但也要適當(dāng)?shù)母淖?。例如一些計算可以由計?shù)器來完成,不加入一些人為性的計算技巧等。
(6)注重信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合
現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用正在對數(shù)學(xué)課程內(nèi)容、數(shù)學(xué)教學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)等方面產(chǎn)生深刻的影響。本節(jié)課中的散點圖以及各函數(shù)圖象如果不是在幾何畫板中來完成就會影響了時間又影響了各函數(shù)擬合效果。
參考文獻(xiàn):1.課標(biāo)教案 數(shù)學(xué)A版 必修1 人民教育出版社、延邊教育出版社 2006.7 2.數(shù)學(xué)教材標(biāo)準(zhǔn)學(xué)案 數(shù)學(xué) 必修1 中國廣播電視出版社 2006.6 3.數(shù)學(xué)教材學(xué)習(xí)講義 內(nèi)蒙古人民出版社 2005.8 4.數(shù)學(xué)1 必修 人民教育出版社 2004.5 5.數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) 人民教育出版社 2003.4