高中数学函数应用问题学案:函数题不容忽视“四种错”

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高中数学函数应用问题学案:函数题不容忽视“四种错”

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函数应用问题中不容忽视的“四种错”
(浙江省绍兴县鲁迅中学柯桥校区 施建昌 312030)
函数的应用问题主要是指将实际问题转化为函数问题,就是“数学建模”,它是解决数学应用题的重要方法.在建模时常会因出现“忽视从实际出发”、“理解不全面”、“与事实不符”和“时间间隔计算出错”四种解题误区,下面就函数应用问题中的这四个误区进行举行分析:
一、忽视从实际出发确定函数的定义域致错
例1、某工厂拟建一座平面图(如图)为矩形且面积为200平方米的三级污水处理池,由于地形限制,长、宽都不能超过16米,如果池外壁建造单价为每米400元,中间两条隔壁建造单价为每米248元,池底建造单价为每平方米80元(池壁的厚度忽略不计,且池无盖)(1)、写出总造价(元)与污水处理池长(米)的函数关系式,并指出其定义域.
(2)求污水处理池的长和宽各为多少时,污水处理池的总造价最低?并求出最低总造价.
错解:(1)污水处理池的长为米,则宽为米,总造价
=
(2),当且仅当,即
最低造价为44800元.
错因分析:上述解法中的思路是正确的,第(1)问列的式子也正确,但是定义域是不严格的,应由已知条件进一步缩小范围:.第(2)问中应用不等式解最值时忽视等号成立的条件为,但在定义域内取不到18,所以应根据函数的单调性进行分析求解.
正解:(1),则定义域为
(2)长和宽分别为16米,米时,总造价最低且为45000元.
二、由于对实际问题理解不全面而致错
例2、在一个交通拥挤及事故易发路段,为了确保交通安全,交通部门规定,在此路段内的车速(单位:)的平方和车身长(单位:)的乘积与车距成正比,且最小车距不得少于半个车身长.假定车身长为(单位:),且当车速为时,车距恰为车身长,问交通繁忙时应规定怎样的车速,才能在此路段的车流量最大?
错解:,将代入得,,又将代入得,由题意得,
将,
综上所知:取最大值.
错因分析:上述解法中的结果虽然正确,但解题过程中是错误的,即虽然车速要求不低于,所以在求解过程中应分此两种情况分类求解,得到分段函数.
正解:依题意,得,
则,显然,当时,是的增函数,时,,
当时,,当且仅当时,,综上所述,当时车流量Q取到最大值.
三、结果与事实不符而致错
例3、WAP手机上网每月使用量在500分钟以下(包括500分钟),按30元计费;超过500分钟的部分按0.15/分钟计费。假如上网时间过短(小于60分钟的),使用量在1分钟以下不计费,在1分钟以上(包括1分钟)按0.5元/分钟计费。WAP手机上网不收通话费和漫游费。
(1)写出上网时间x分钟与所付费用y元之间的函数关系式;
(2)12月小王WAP上网使用量为20小时,要付多少钱?
(3)小王10月份付了90元的WAP上网费,那么他上网的时间是多少?
错解:1)设上网时间为分钟,由已知条件所付费用关于的函数关系式为
(2)当分钟,,应付元,
(3)90元已超过30元,所以上网时间超过500分钟,由解析式可得上网时间为600分钟。
错解分析:此题错解主要是对“超过500分钟的部分按0.15/分钟计费”中的“超过部分”理解出错,产生了与事实相违的结论,如第(2)小题上了1200分钟的网,要180元,是30元包月用500分钟的6倍,而时间上才2倍多,与事实不符;又如第(3)小题,用了90元,几乎是30元的3倍,而可上网时间才多了100分钟,与事实不符.
正解:(1)设上网时间为分钟,由已知条件所付费用关于的函数关系式为
(2)当分钟,,应付元,
(3)90元已超过30元,所以上网时间超过500分钟,由解析式可得上网时间为900分钟。
四、时间间隔计算出错
例4、某工厂转换机制,在两年内生产值的月增长率都是,则这两年内第二年某月的产值比第一年相应月产值的增长率是多少?
错解:设第一年某月的产值为,则第二年相应月的产值是,依题意所求增长率是.
错解分析:对于增长率问题,主要是应用公式,对于往往指基数所在时间后跨过时间的间隔数.
正解:不妨设第一年2月份的产值为,则3月份的产值为,4月份的产值为,依次类推,到第二年2月份是第一年2月份后的第12个月,即一个时间间隔是一个月,这里跨过了12个月,故第二年2月份产值是,又由增长率的概念知,这两年内的第二年某月的产值比第一年相应月的增长率为:.
函数应用问题解题时要掌握好函数应用问题解题的一般步骤,注意避免进入以上两个误区.具体的解题步骤一般有“审题”、“建模”、“求模”、“还原”四步,审题:弄清题意,分清条件结论,理顺数量关系;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;求模:求解数学模型,得到数学结论;还原:将用数学方法得到的结论还原为实际问题的意义.
变式练习题
1、已知A、B两地相距150千米,某人开汽车以60千米/小时的速度从A到达B地,在B地停留1小时后再以50千米/小时的速度返回A地,把汽车离开A地的距离表示为时间的函数,表达式为
解析:由A到B共用时,停留1小时距离不变,由B返回时距离逐渐减小,
2、某种产品每件80元可售出30件,如果每件定价120元,则每天可售出20件,如果售出件数是定价的一次函数,则这个函数解析式为
解析:设售出件数为件,定价为元,则有或,设一次函数为,则有,因此一次函数为.另因,则,又,因此可得,即有,.
3、某人骑车沿直线旅行,先前进了a千米,休息了一段时间,又原路返回b千米(0再前进c千米,则此人离起点的距离y与时间x的关系示意图是( ).
解析:观察排除法.因“前进了a千米后休息了一段时间”, 排除A;接着“又原路返回b千米(04、开始时水桶甲中有升水,水通过水桶甲的底部小孔流入水桶乙中,分钟后剩余的水符合指数衰减曲线(是正常数),假设经过分钟时水桶甲和水桶乙的水量相等,那么经过多少分钟时水桶甲的水剩余2升?
解析:由题意,当时,,即,故,
设经过分钟时水桶甲的水剩余2升,则,,,
答:经过6分钟时水桶甲的水剩余2升

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