解法1:设矩形栏目的高为a cm,宽为b cm,则ab=9000.
广告的高为a+20,宽为2b+25,其中a>0,b>0. 广告的面积S=(a+20)(2b+25)
=2ab+40b+25a+500=18500+25a+40b ≥18500+2
25a?40b=18500+1000ab?24500.
58a,代入①式得a=120,从而b=75.
①
当且仅当25a=40b时等号成立,此时b=
即当a=120,b=75时,S取得最小值24500.
故广告的高为140 cm,宽为175 cm时,可使广告的面积最小.
解法2:设广告的高为宽分别为x cm,y cm,则每栏的高和宽分别为x-20,
>20,y>25
两栏面积之和为2(x-20)广告的面积S=xy=x(整理得S=
360000x?2018000x?20y?252?18000,由此得y=18000x?20?25x,
18000x?20?25,
y?252,其中x
?25)=
?25(x?20)?18500.
因为x-20>0,所以S≥2
360000x?20360000x?20?25(x?20)?18500?24500.
当且仅当?25(x?20)时等号成立,
18000x?20此时有(x-20)2=14400(x>20),解得x=140,代入y=即当x=140,y=175时,S取得最小值24500,
+25,得y=175,
故当广告的高为140 cm,宽为175 cm时,可使广告的面积最小.
点评:本题主要考查运用所学数学知识和方法解决实际问题的能力。以及函数概念、性质和不等式证明的基本方法。
题型6:指数、对数型函数
例11.有一个湖泊受污染,其湖水的容量为V立方米,每天流入湖的水量等于流出湖的水量。现假设下雨和蒸发平衡,且污染物和湖水均匀混合
用g(t)?pr?[g(0)?pr]er?tv(p?0),表示某一时刻一立方米湖水中所含污染物的克数(我
们称其湖水污染质量分数),g(0)表示湖水污染初始质量分数。
(1)当湖水污染质量分数为常数时,求湖水污染初始质量分数; (2)分析g(0)?pr时,湖水的污染程度如何。
解析: (1)设0?t1?t2,
prr?t1vr?t2v因为g(t)为常数,g(t1)?g(t2),即[g(0)?则g(0)?pr][e?e]?0,
;
(2)设0?t1?t2,
prr?t1vr?t2vg(t1)?g(t2)?[g(0)?rr][e?e]
=[g(0)?pr]?evt2r?et1?t2vt1
ev因为g(0)?pr?0,0?t1?t2,g(t1)?g(t2)。污染越来越严重。
点评:通过研究指数函数的性质解释实际问题。我们要掌握底数0?a?1,a?1两种基本情况下函数的性质特别是单调性和值域的差别,它能帮我们解释具体问题。譬如向题目中出现的“污染越来越严重”还是“污染越来越轻”
例12.现有某种细胞100个,其中有占总数
12的细胞每小时分裂一次,即由1个细胞分
10裂成2个细胞,按这种规律发展下去,经过多少小时,细胞总数可以超过10个?(参考数据:lg3?0.477,lg2?0.301).
解析:现有细胞100个,先考虑经过1、2、3、4个小时后的细胞总数, 1小时后,细胞总数为?100?2小时后,细胞总数为3小时后,细胞总数为
21??3294112?100?2?1212??329432?100;
94?100; ?100;
212?100??100??100?2??100?2?2784小时后,细胞总数为
12?278?100?12?278?100?2?8116?100;
x?3?可见,细胞总数y与时间x(小时)之间的函数关系为: y?100???,x?N?
?2?3?3??3?由100????1010,得???108,两边取以10为底的对数,得xlg?8,
2?2??2?8∴x?,
lg3?lg2xx∵
8lg3?lg2?80.477?0.301?45.45,
∴x?45.45.
答:经过46小时,细胞总数超过1010个。
点评:对于指数函数、对数函数要熟练应用近似计算的知识,来对事件进行合理的解析。 (2008广东文17) (本小题满分12分)
某单位用2160万元购得一块空地,计划在该地块上建造一栋至少10层、每层2000平方米的楼房.经测算,如果将楼房建为x(x≥10)层,则每平方米的平均建筑费用为560+48x(单位:元).为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少层? (注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地费用=【解析】设楼房每平方米的平均综合费为f(x)元,则
? f?x???5604x8??216?01000010800??5?60x?48x?10,x?Z
2000xx购地总费用建筑总面积)
?? f??x??48?10800x2, 令 f??x??0 得 x?15
当 x?15 时,f??x??0 ;当 0?x?15时,f??x??0
因此 当x?15时,f(x)取最小值f?15??2000; 答:为了楼房每平方米的平均综合费最少,该楼房应建为15层。
五.【思维总结】
1.将实际问题转化为函数模型,比较常数函数、一次函数、指数函数、对数函数模型的增长差异,结合实例体会直线上升、指数爆炸、对数增长等不同函数类型增长的含义。
2.怎样选择数学模型分析解决实际问题
数学应用问题形式多样,解法灵活。在应用题的各种题型中,有这样一类题型:信息由表格数据的形式给出,要求对数据进行合理的转化处理,建立数学模型,解答有关的实际问题。解答此类题型主要有如下三种方法:
(1)直接法:若由题中条件能明显确定需要用的数学模型,或题中直接给出了需要用的数学模型,则可直接代入表中的数据,问题即可获解;
(2)列式比较法:若题所涉及的是最优化方案问题,则可根据表格中的数据先列式,然后进行比较;
(3)描点观察法:若根据题设条件不能直接确定需要用哪种数学模型,则可根据表中的数据
在直角坐标系中进行描点,作出散点图,然后观察这些点的位置变化情况,确定所需要用的数学模型,问题即可顺利解决。下面举例进行说