§3函数应用性问题
一、复习要点 1.应用函数知识解应用题的方法步骤: (1)正确地将实际问题转化为函数模型,这是解应用题的关键.转化来源于对已知条件的归纳、综合、分析与抽象,并与熟知的函数模型相比较,以确定函数模型的种类; (2)用相关的函数知识,进行合理设计,确立最佳解题方案,进行数学上的计算求解; (3)把计算获得的结果回到实际问题中去解释实际问题,即对实际问题进行总结作答. 2.解函数应用问题常见的错误: (1)不会将实际问题抽象转化为函数模型,或转化不全面; (2)在求解过程中忽略实际问题对变量参数的限制条件. 二、例题讲解 例1 某地区地理环境偏僻,严重制约着经济发展,某种土特产品只能在本地销售.该地区政府每投资x万元,所获利润为P=-(1/160)(x-40)2+10万元.为顺应开发大西北的宏伟决策,该地区政府在制订经济发展十年规划时,拟开发此种土特产品,而开发前后用于该项目投资的专项财政拨款每年都是60万元.若开发该产品,必须在前5年中,每年从60万元专款中拿出30万元投资修通一条公路,且5年可以修通.公路修通后该土特产品在异地销售,每投资x万元,可获利润Q=-(159/160)(60-x)2+(119/2)(60-x)万元.试问:从十年的总利润来看,该项目有无开发价值?讲解:若按原来投资环境不变,由题设知,每年只要从60万元专款中拿出40万元投资,可获最大利润10万元.这样10年总利润的最大值为W=10×10=100(万元).若对该产品开发,则前5年中,当x=30时,Pmax=(75/8),前5年的总利润为W1=(75/8)×5=(375/8)(万元). 设后5年中,x万元用于本地销售投资,60-x万元用于异地销售投资,则总利润W2=[-(1/160)(x-40)2+10]×5+[-(159/160)x2+(119/2)x]×5=-5(x-30)2+4500. 从而当x=30时,W2的最大利润为4500万元.于是10年总利润的最大值为375/8+4500万元. ∵ 375/8+4500>100, ∴ 该项目具有极大的开发价值. 例2 某工厂今年1月、2月、3月生产某产品的数量分别为1万件、1.2万件、1.3万件,为了估测以后每个月的产量,以这三个月的产品数量为依据,用一个函数模拟该产品的月产量y与月份x的关系.模拟函数可以选用二次函数或函数y=abx+c(其中a、b、c为常数).已知4月份该产品的产量为1.37万件,请问:用以上哪个函数作为模拟函数较好?并说明理由. 讲解:根据题意,该产品的月产量y是月份x的函数,可供选用的函数有两种,其中哪一种函数确定的4月份该产品的产量愈接近于1.37万件,哪种函数作为模拟函数就较好.故应先确定出这两个函数的具体解析式. 设y1=f(x)=px2+qx+r(p、q、r为常数,且p≠0),y2=g(x)=abx+c(a、b、c为常数).由已知得
f(1)=1, g(1)=1,
f(2)=1.2, g(2)=1.2,
f(3)=1.3 g(3)=1.3.
即 p+q+r=1, 及 ab+c=1,
4p+2q+r=1.2, ab2+c=1.2,
9p+3q+r=1.3 ab3+c=1.3.
解得 p=-0.05,q=0.35,r=0.7;a=-0.8,b=0.5,c=1.4. ∴f(x)=-0.05x2+0.35x+0.7,g(x)=-0.8×0.5x+1.4. ∵f(4)=-0.05×42+0.35×4+0.7=1.3, g(4)=-0.8×0.54+1.4=1.35, ∴g(4)更接近于1.37,故选用y=-0.8×0.5x+1.4作为模拟函数较好. 确定两种函数的解析式是解答本题的关键. 例3 在交通拥挤及事故多发地段,为了确保交通安全,规定在此地段内,车距d是车速v(千米/小时)的平方与车身长(S米)的积的正比例函数,且最小车距不得小于车身长的一半.现假定车速为50千米/小时,车距恰为车身长. (1)试写出d关于v的分段函数式(其中S为常数); (2)问应规定怎样的车速,才能使此地段的车流量Q=(1000v)/(d+S)最大? 讲解:(1)本题是从实际生活中抽象出来的实际应用性问题,入手较容易.车距d是车速v(千米/小时)的平方与车身长(S米)的积的正比例函数,由此可建立如下数学模型: d=kv2S, ① 其中S为常量,v、d为变量,k为比例系数,是待定的常数.由题设知,当v=50千米/小时时,d=S.由此可确定k的值. 由S=k·502·S,得k=1/2500. ∴d=(1/2500)v2S. ② 为了交通安全,从实际出发,提出了一个限制条件“最小车距不得小于车身长的一半”,从而增加了题目的难度,也为“函数分段”提供了依据. 由题意得 d=(1/2500)v2S≥(1/2)S, ∴v2≥(2500/2),即v≥25 (千米/小时)
∴d= (1/2)S (v<25 ),
(1/2500)v2S (v≥25 ).
(2)当v<25 时, Q=(1000v/d+S)=(1000v/(1/2)S+S=(2000v/3S); 当v≥25 时, Q=1000v/[(1/2500)v2S+S]=2500000/[(v+(2500/v))S]. ∴车流量Q与车速v的函数关系是
Q=
(2000v/3S) (v<25 ),
[(2500000/(v+(2500/v))S] (v≥25 ).
∵v+(2500/v)在[25 ,50]上是减函数,在[50,+∞)上是增函数. ∴当v=50时,(v+(2500/v))min=100,从而Qmax=(25000/S). 又当v<25 时,Q=(2000v/3S)<(2000×25 /3S)<(25000/S), ∴当v=50千米/小时,车流量最大. 三、专题训练 1.将进货单价为80元的商品400个按90元一个售出时能全部卖完,已知这种商品每个涨价1元,其销售数就减少20个.为了赚得最大利润,售价应定为( ). A.每个110元 B.每个105元 C.每个100元 D.每个95元 2.某物体一天中的温度T是时间t的函数:T(t)=t3-3t+60,时间单位是小时,温度单位为℃,t=0表示12:00,其后t取值为正,则上午8时的温度为( ). A.8℃ B.112℃ C.58℃ D.18℃ 3.在本埠投寄平信,每封信不超过20g时付邮费0.60元,超过20g而不超过40g付邮费1.20元,依次类推,每增加20g需增加邮费0.60元(信的重量在100g以内).如果某人所投寄一封信的重量为72.5g,那么她应付邮费( ).A.2.1元B.2元C.2.3元D.2.4元4.图2-5是某工厂8年来某种产品产量c与时间t(年)的函数关系,下面有四种说法:

①前三年中产量增加的速度越来越快; ②前三年中产量增长速度越来越慢; ③第三年后,这种产品停止生产; ④第三年后,产量保持不变.其中说法正确的是( ). A.②③ B.②④ C.①③ D.①④ 5.甲同学家到乙同学家的途中有一公园,甲到公园的距离与乙到公园的距离都是2km.甲10时出发前往乙家,乙10时半从家中出发迎甲,图2-6表示甲从家出发到乙家为止经过的路程y(km)与时间x(分)的关系,其中甲在公园中休息的时间是10分钟,那么y=f(x)的函数表达式是_________.

6.在测量某物理量的过程中,因仪器和观察的误差,使得几次测量分别得到a1,a2,…,an共n个数据.我们规定所测量物理量的“最佳近似值”a是这样一个量:与其它近似值比较,a与各数据的差的平方和最小.依此规定,从a1,a2,…,an推出的a=_________. 7.做一个容积为4m3的圆柱形油桶,若两底材料600元/m2,侧面材料300元/m2,则最节省的材料费约为_________元(取 =1.5). 8.某商品进货价每件50元,销售价每件x元,据市场调查,当50≤x≤80时,每天销售的件数为p=(105/(x-40)2).若想每天获得利润最大,销售价应确定为多少元? 9.某食品专卖店为了弄清某食品的市场行情,进行了为期20天的调查,对每天的价格和销售量作好记录,将结果描在坐标平面上,可近似地得到价格(每件P元)与天数的关系如图2-7所示,销售量Q(百件)与天数的关系如图2-8(半圆)所示.

(1)求销售收入y(元)与天数(x)的函数关系式; (2)销售收入最高的大约是哪一天?此食品每件定价多少元最好?(精确到1元) 10.华宇航天有限公司试制一种仅由金属A和金属B合成的合金,现已试制出这种合金400克,它的体积为50立方厘米.已知金属A的比重d小于每立方厘米9克,大于每立方厘米8.8克;金属B的比重约为每立方厘米7.2克. (1)试用d分别表示出此合金中金属A、金属B克数的函数关系式; (2)求已试制的合金中金属A、金属B的克数在什么范围内取值.