(2)由于y=f(x)在各段区间上均为单调递增函数, 4???4?所以当x∈?0,5?时,y≤f?5?=11.52<26.4;
?????44??4?当x∈?5,3?时,y≤f?3?=22.4<26.4;
?????4?
当x∈?3,+∞?时,
??
令24x-9.6=26.4,解得x=1.5 由5x=7.5,甲用户用水量为7.5 t, 付费s1=4×1.80+3.5×3=17.70(元); 由3x=4.5,乙用户用水量为4.5 t, 付费s2=4×1.80+0.5×3=8.70(元). 类型三 指数函数、对数函数模型的应用
【例3】 目前某县有100万人,经过x年后为y万人.如果年平均增长率是1.2%,请回答下列问题.
(1)写出y关于x的函数解析式;
(2)计算10年后该县的人口总数(精确到0.1万人);
(3)计算大约多少年后该县的人口总数将达到120万(精确到1年). 解 (1)当x=1时,
y=100+100×1.2%=100(1+1.2%); 当x=2时,
y=100(1+1.2%)+100(1+1.2%)×1.2%=100(1+1.2%)2; 当x=3时,
y=100(1+1.2%)2+100(1+1.2%)2×1.2%=100(1+1.2%)3; ?
故y关于x的函数解析式为y=100(1+1.2%)x(x∈N)*.
(2)当x=10时,y=100×(1+1.2%)10=100×1.01210≈112.7.故10年后该县约有112.7万人.
(3)设x年后该县人口总数将达到120万, 120
即100×(1+1.2%)x=120,解得x=log1.012100≈16. 故大约16年后该县人口总数将达到120万.
规律方法 (1)指数型函数模型:y=max+b(a>0且a≠1,m≠0),在实际问题中,有关人口增长、银行利率、细胞分裂等增长率问题都可用指数型函数模型来表示. (2)本例是一个有关平均增长率的问题,其基本运算方法是:若原来产值的基础数为N,平均增长率为p,则对于时间x的总产值y可以用y=N(1+p)x来表示. 【训练3】 大西洋鲑鱼每年都要逆流而上2 000 m,游回产地产卵,研究鲑鱼的1x
科学家发现鲑鱼的游速可以表示为函数y=2log3100,单位是m/s,其中x表示鲑鱼的耗氧量的单位数.
(1)当一条鲑鱼的耗氧量是8 100个单位时,它的游速是多少? (2)计算一条鲑鱼静止时耗氧量的单位数;
(3)若鲑鱼A的游速大于鲑鱼B的游速,则这两条鲑鱼谁的耗氧量较大?并说明理由.
11
解 (1)将x=8 100代入函数关系式,得y=2log381=2×4=2,所以一条鲑鱼的耗氧量是8 100个单位时,它的游速是2 m/s. 1x
(2)令y=0时,得2log3100=0,
x
=1,则x=100,所以一条鲑鱼静止时耗氧量为100个单位. 100
1xA1xB
(3)由yA>yB,得2log3100>2log3100, 即
即log3xA>log3xB,则xA>xB,所以鲑鱼A的耗氧量较大. [课堂小结]
1.解应用题的一般思路可表示如下:
2.函数模型的应用实例主要包括三个方面 (1)利用给定的函数模型解决实际问题; (2)建立确定的函数模型解决问题; (3)建立拟合函数模型解决实际问题. 3.函数拟合与预测的一般步骤
(1)能够根据原始数据、表格,绘出散点图.
(2)通过考察散点图,画出“最贴近”的直线或曲线,即拟合直线或拟合曲线.如果所有实际点都落到了拟合直线或曲线上,滴“点”不漏,那么这将是个十分完美的事情,但在实际应用中,这种情况是一般不会发生的.因此,使实际点尽可能均匀分布在直线或曲线两侧,使两侧的点大体相等,得出的拟合直线或拟合曲线就是“最贴近”的了.
(3)根据所学函数知识,求出拟合直线或拟合曲线的函数关系式.
(4)利用函数关系式,根据条件对所给问题进行预测和控制,为决策和管理提供依据.
1.下表是函数值y随自变量x变化的一组数据,它最可能的函数模型是( )
x Y A.一次函数模型 C.指数函数模型
4 15 5 17 6 19 7 21 8 23 9 25 10 27 B.幂函数模型 D.对数函数模型
解析 根据已知数据可知,自变量每增加1函数值增加2,因此函数值的增量是均匀的,故为一次函数模型. 答案 A
2.某新款电视投放市场后第一个月销售了100台,第二个月销售了200台,第三个月销售了400台,第四个月销售了790台,则下列函数模型中能较好地反映销量y与投放市场的月数x(1≤x≤4,x∈N*)之间关系的是( ) A.y=100x C.y=50×2x
B.y=50x2-50x+100 D.y=100x
解析 将题目中的数据代入各函数中,易知指数型函数能较好地与题中的数据相对应. 答案 C
3.一种放射性元素,最初的质量为1,按每年10%衰减,则t年后,这种放射性元素质量w的表达式是w=________. 解析 由题意可知,w=0.9t,t∈N.
答案 0.9t(t∈N)
4.有甲、乙两种商品,经销这两种商品所获得的利润分别为p(万元)和q(万元),它们与投入的资金x(万元)的关系,据经验估计为p=-x2+4x,q=2x,今有3万元资金投入经销甲、乙两种商品,为了获得最大利润,应对甲、乙两种商品分别投入多少资金?总共获得的最大利润是多少万元?
解 设投入甲商品x万元资金、投入乙商品(3-x)万元资金,共获得利润y万元,则y=(-x2+4x)+2(3-x) =-x2+2x+6=-(x-1)2+7, 由于0≤x≤3,所以当x=1时,ymax=7.
答:应对甲商品投入1万元资金、对乙商品投入2万元资金,共获得最大利润为7万元.
基 础 过 关
1.某学校开展研究性学习活动,一名同学获得了下面的一组试验数据:
x y 1.99 1.5 3 4.04 4 7.5 5.1 12 6.12 18.01 现准备用下列四个函数中的一个近似地表示这些数据的规律,其中最接近的一个是( ) A.y=2x-2 C.y=log2x
?1?xB.y=?2?
??1
D.y=2(x2-1)
解析 代入点(2,1.5),(5,12)检验知选D. 答案 D
1
2.某商场的某款手机的价格不断降低,若每隔半年其价格降低4,则现在价格为 2 560元的该款手机,两年后价格可降为( ) A.1 440元 C.1 040元
B.900元 D.810元
1?4?
解析 两年后的价格为2 560×?1-4?=810(元).
??
答案 D
3.某杂志能以每本1.20元的价格销售12万本,假设定价每降低0.1元,销售量就增加4万本,要使总销售收入不低于20万元,则杂志的价格最低为( ) A.0.5元
B.0.8元
C.1元
D.1.1元
解析 设杂志的价格降低了x个0.1元,则此时价格为(1.20-x×0.1)元,卖出(12+4x)万本,设总销售收入为y万元,则y=(1.20-0.1x)(12+4x)=-0.4x2-3.6x+14.4(x∈N*),要使y≥20,即x2-9x+14≤0,解得2≤x≤7,当x=7时,价格最低,为1.20-0.7=0.5(元). 答案 A
x
4.已知长为4,宽为3的矩形,若长增加x,宽减少2,则面积最大.此时x=________,面积S=________.
x
解析 根据题目条件0<2<3,即0 x?1251? 所以S=(4+x)?3-2?=-2(x2-2x-24)=2-2(x-1)2(0 ?? 25 故当x=1时,S取得最大值2. 25 答案 1 2 5.生产某机器的总成本y(万元)与产量x(台)之间的函数关系式是y=x2-75x,若每台机器售价为25万元,则该厂获利润最大时应生产的机器台数为________台. 解析 设安排生产x台,则获得利润f(x)=25x-y=-x2+100x=-(x-50)2+ 2 500. 故当x=50台时,获利润最大. 答案 50 6.为了保护环境,实现城市绿化,某房地产公司要在拆迁地(如图所示的长方形ABCD)上规划出一块长方形地面建小区公园(公园的一边落在CD上),但不超过文物保护区△AEF的边EF.如何设计才能使公园占地面积最大?并求出最大面积(已知AB=CD=200 m,BC=AD=160 m,AE=60 m,AF=40 m). 解 如图所示,设P为EF上一点,矩形CGPH为规划出的公园,PH=x, 则PN=200-x.又因为AE=60,AF=40,