高中函數(shù)的應(yīng)用教案
發(fā)表時間:2020-04-03幾類不同增長的函數(shù)模型(2課時)。
古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教師要準備好教案,這是高中教師需要精心準備的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容,幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢?下面是由小編為大家整理的“幾類不同增長的函數(shù)模型(2課時)”,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
幾類不同增長的函數(shù)模型(2課時)教學(xué)要求:①結(jié)合實例體會直線上升,指數(shù)爆炸,對數(shù)增長等不同增長的函數(shù)模型的意義.
②借助信息技術(shù),利用函數(shù)圖象及數(shù)據(jù)表格,比較指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的增長差異.
③恰當運用函數(shù)的三種表示法(解析式、圖象、表格)并借助信息技術(shù)解決一些實際問題.
④收集一些社會生活中普遍使用的函數(shù)模型(指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、分段函數(shù)等),了解函數(shù)模型的廣泛應(yīng)用.
教學(xué)重點:將實際問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)模型,比較常數(shù)函數(shù)、一次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)模型的增長差異,結(jié)合實例體會直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同函數(shù)類型增長的含義.
教學(xué)難點:怎樣選擇數(shù)學(xué)模型分析解決實際問題.
教學(xué)過程:
一、新課引入:(國際象棋棋盤的獎賞→教科書第三章的章頭圖:澳大利亞兔子數(shù)“爆炸”)
有一大群喝水、嬉戲的兔子,但是這群兔子曾使澳大利亞傷透了腦筋.1859年,有人從歐洲帶進澳洲幾只兔子,由于澳洲有茂盛的牧草,而且沒有兔子的天敵,兔子數(shù)量不斷增加,不到100年,兔子們占領(lǐng)了整個澳大利亞,數(shù)量達到75億只.可愛的兔子變得可惡起來,75億只兔子吃掉了相當于75億只羊所吃的牧草,草原的載畜率大大降低,而牛羊是澳大利亞的主要牲口.這使澳大利亞頭痛不已,他們采用各種方法消滅這些兔子,直至二十世紀五十年代,科學(xué)家采用載液瘤病毒殺死了百分之九十的野兔,澳大利亞人才算松了一口氣.
二、講授新課:
1、例題講解:
①例1.假設(shè)你有一筆資金用于投資,現(xiàn)有三種投資方案供你選擇,這三種方案的回報如下:
方案一:每天回報40元;方案二:第一天回報10元,以后每天比前一天多回報10元;
方案三:第一天回報0.4元,以后每天的回報比前一天翻一番.
請問,你會選擇哪種投資方案?
②探究:在本例中涉及哪些數(shù)量關(guān)系?如何用函數(shù)描述這些數(shù)量關(guān)系?→師生共同分析解答
探究:根據(jù)例1的數(shù)據(jù),你對三種方案分別表現(xiàn)出的回報資金的增長差異有什么認識?
借助計算器或計算機作出函數(shù)圖象,并通過圖象描述一下三種方案的特點嗎?
根據(jù)以上分析,你認為就作出如何選擇?
③例2.某公司為了實現(xiàn)1000萬元利潤的目標,準備制定一個激勵銷售部門的獎勵方案:在銷售利潤達到10萬元時,按銷售利潤進行獎勵,且獎金(單位:萬元)隨銷售利潤(單位:萬元)的增加而增加但獎金不超過5萬元,同時獎金不超過利潤的25%.現(xiàn)有三個獎勵模型:
;;.問:其中哪個模型能符合公司的要求?
④探究:本例涉及了哪幾類函數(shù)模型?本例的實質(zhì)是什么?
根據(jù)問題中的數(shù)據(jù),如何判定所給的獎勵模型是否符合公司要求?
通過對三個函數(shù)模型增長差異的比較,寫出例2的解答.
2、探究與發(fā)現(xiàn):冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的增長差異分析:
你能否仿照前面例題使用的方法,探索研究冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)在區(qū)間上的增長差異,并進行交流、討論、概括總結(jié),形成較為準確、詳盡的結(jié)論性報告.
3、嘗試練習(xí):教材P110練習(xí)1、2;教材P113練習(xí).
4、小結(jié)與反思:直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同函數(shù)模型的增長的含義;數(shù)學(xué)的實用價
三、鞏固練習(xí):1.教材P120習(xí)題32(A組)第1~3題;
2.作業(yè):教材P1252、3、4題
3、課外活動:收集一些社會生活中普遍使用的一次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的實例,對它們的增長速度進行比較;有時同一個實際問題可以建立多個函數(shù)模型,怎樣選用合理的函數(shù)模型?
第三、四課時3.2.2函數(shù)模型的應(yīng)用實例(2課時)
教學(xué)要求:通過一些實例,來感受一次函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的廣泛應(yīng)用,體會解決實際問題中建立函數(shù)模型的過程,從而進一步加深對這些函數(shù)的理解與應(yīng)用.
教學(xué)重點:建立函數(shù)模型的過程.
教學(xué)難點:在實際問題中建立函數(shù)模型.
教學(xué)過程:
一、新課引入:前節(jié)課主要是講授指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的增長差異,本節(jié)課我們主要是通過一些生活中常遇到的實例來進一步說明函數(shù)模型在解決實際問題中的應(yīng)用.
二、講授新課:
1、例題講解:
①例1、在中國輕紡城批發(fā)市場,季節(jié)性服裝當季節(jié)即將來臨時,價格呈上升趨勢.設(shè)某服裝開始時定價為10元,并且每周(7天)漲價2元,5周后開始保持20元的平穩(wěn)銷售;10周后當季節(jié)即將過去時,平均每周降價2元,直到16周末,該服裝已不再銷售.
(1)試建立價格P與周次t之間的函數(shù)關(guān)系;
(2)若此服裝每件進價Q與周次t之間的關(guān)系式為,試問該服裝第幾周每件銷售利潤最大?
(找出實際問題中涉及的函數(shù)變量→引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)變量間的關(guān)系建立函數(shù)模型→利用模型解決實際問題→小結(jié):二次函數(shù)模型)
②練習(xí)(圖表形式):某同學(xué)完成一項任務(wù)共花去9個小時,他記錄的完成工作量的百分數(shù)如下:
時間/小時123456789
完成的百分數(shù)1530456060708090100
(1)如果用T(h)來表示h小時后完成的工作量的百分數(shù),請問T(5)是多少?求出T(h)的解析式,并畫出圖象.(2)如果該同學(xué)在早晨8:00時開始工作,什么時候他未工作?
③例2、人中問題是當今世界各國普遍關(guān)注的問題,認識人口數(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年,英國經(jīng)濟學(xué)家馬爾薩斯(1766-1834)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表示人口的年平均增長率.……(數(shù)據(jù)和問題見P115)
(師生共析→教師小結(jié):指數(shù)型函數(shù)模型→學(xué)生閱讀課本,完善解題過程)
③例3、某地區(qū)不同身高的未成年男性的體重平均值研究:(數(shù)據(jù)和問題見P118)
分小組討論該選用何種函數(shù)模型來刻畫這個地區(qū)未成年男性體重與身高的函數(shù)關(guān)系并分別驗證,總結(jié)討論結(jié)果,找出最恰當?shù)暮瘮?shù)模型,利用函數(shù)模型來解決實際問題.
小結(jié):根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)的特點,通過建立函數(shù)模型,解決實際問題的基本過程:收集數(shù)據(jù)→畫散點圖→選擇函數(shù)模型→求函數(shù)模型→檢驗→符合實際,用函數(shù)模型解釋實際問題;不符合實際,則重新選擇函數(shù)模型,直到符合實際為止.
2、練習(xí):教材P114圖形給出的函數(shù)應(yīng)用研究;利潤研究;
三、鞏固練習(xí):1.閱讀P123、P73、P79等應(yīng)用問題,小結(jié)函數(shù)模型類別
2.已知鐳經(jīng)過100年,質(zhì)量便比原來減少4.24%,設(shè)質(zhì)量為1的鐳經(jīng)過年后的剩留量為,則的函數(shù)解析式為.
3.某新型電子產(chǎn)品2002年投產(chǎn),計劃2004年使其成本降低36℅.則平均每年應(yīng)降低成本℅.
3.有一批影碟(VCD)原銷售價為每臺800元,在甲、乙兩家家電商場均有銷售.甲商場用如下方法促銷:買一臺單價為780元,買兩臺單價都為760元,依次類推,每多買一臺則所買各臺單價均再減少20元,但每臺售價不能低于440元;乙商場一律都按原價的75%銷售.某單位需購買一批此類影碟機,問去哪家商場購買花費較低?4.作業(yè):P1201、2、4、5題
擴展閱讀
幾類不同增長的函數(shù)模型教學(xué)設(shè)計
教學(xué)設(shè)計
3.2.1幾類不同增長的函數(shù)模型
整體設(shè)計
教學(xué)分析
函數(shù)是描述客觀世界變化規(guī)律的基本數(shù)學(xué)模型,不同的變化規(guī)律需要用不同的函數(shù)模型來描述.本節(jié)的教學(xué)目標是認識指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)等函數(shù)模型的增長差異,體會直線上升、指數(shù)爆炸與對數(shù)增長的不同,應(yīng)用函數(shù)模型解決簡單問題.課本對幾種不同增長的函數(shù)模型的認識及應(yīng)用,都是通過實例來實現(xiàn)的.通過教學(xué)讓學(xué)生認識到數(shù)學(xué)來自現(xiàn)實生活,數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活中是有用的.
三維目標
1.借助信息技術(shù),利用函數(shù)圖象及數(shù)據(jù)表格,比較指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的增長差異.
2.恰當運用函數(shù)的三種表示方法(解析式、表格、圖象)并借助信息技術(shù)解決一些實際問題.
3.讓學(xué)生體會數(shù)學(xué)在實際問題中的應(yīng)用價值,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
重點難點
教學(xué)重點:認識指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)等函數(shù)模型的增長差異,體會直線上升、指數(shù)爆炸與對數(shù)增長的不同.
教學(xué)難點:應(yīng)用函數(shù)模型解決簡單問題.
課時安排
2課時
教學(xué)過程
第1課時
作者:林大華
導(dǎo)入新課
思路1.(事例導(dǎo)入)
一張紙的厚度大約為0.01cm,一塊磚的厚度大約為10cm,請同學(xué)們計算將一張紙對折n次的厚度和n塊磚的厚度,列出函數(shù)關(guān)系式,并計算n=20時它們的厚度.你的直覺與結(jié)果一致嗎?
解:紙對折n次的厚度:f(n)=0.012n(cm),n塊磚的厚度:g(n)=10n(cm),f(20)≈105m,g(20)=2m.
也許同學(xué)們感到意外,通過對本節(jié)課的學(xué)習(xí)大家對這些問題會有更深的了解.
思路2.(直接導(dǎo)入)
請同學(xué)們回憶指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的圖象和性質(zhì),本節(jié)我們將通過實例比較它們的增長差異.
推進新課
新知探究
提出問題
(1)如果張紅購買了每千克1元的蔬菜x千克,需要支付y元,把y表示為x的函數(shù).
(2)正方形的邊長為x,面積為y,把y表示為x的函數(shù).
(3)某保護區(qū)有1單位面積的濕地,由于保護區(qū)的努力,使?jié)竦孛娣e每年以5%的增長率增長,經(jīng)過x年后濕地的面積為y,把y表示為x的函數(shù).
(4)分別用表格、圖象表示上述函數(shù).
(5)指出它們屬于哪種函數(shù)模型.
(6)討論它們的單調(diào)性.
(7)比較它們的增長差異.
(8)另外還有哪種函數(shù)模型與對數(shù)函數(shù)相關(guān).
活動:先讓學(xué)生動手做題后再回答,經(jīng)教師提示、點撥,對回答正確的學(xué)生及時表揚,對回答不準確的學(xué)生提示引導(dǎo)考慮問題的思路.
(1)總價等于單價與數(shù)量的積.
(2)面積等于邊長的平方.
(3)由特殊到一般,先求出經(jīng)過1年、2年…
(4)列表畫出函數(shù)圖象.
(5)引導(dǎo)學(xué)生回憶學(xué)過的函數(shù)模型.
(6)結(jié)合函數(shù)表格與圖象討論它們的單調(diào)性.
(7)讓學(xué)生自己比較并體會.
(8)其他與對數(shù)函數(shù)有關(guān)的函數(shù)模型.
討論結(jié)果:(1)y=x.
(2)y=x2.
(3)y=(1+5%)x.
(4)如下表
x123456
y=x123456
y=x2149162536
y=(1+5%)x1.051.101.161.221.281.34
它們的圖象分別為圖1,圖2,圖3.
圖1圖2圖3
(5)它們分別屬于:y=kx+b(直線型),y=ax2+bx+c(a≠0,拋物線型),y=kax+b(指數(shù)型).
(6)從表格和圖象得出它們都為增函數(shù).
(7)在不同區(qū)間增長速度不同,隨著x的增大y=(1+5%)x的增長速度越來越快,會遠遠大于另外兩個函數(shù).
(8)另外還有與對數(shù)函數(shù)有關(guān)的函數(shù)模型,形如y=logax+b,我們把它叫做對數(shù)型函數(shù).
應(yīng)用示例
例1假設(shè)你有一筆資金用于投資,現(xiàn)有三種投資方案供你選擇,這三種方案的回報如下:
方案一:每天回報40元;
方案二:第一天回報10元,以后每天比前一天多回報10元;
方案三:第一天回報0.4元,以后每天的回報比前一天翻一番.
請問,你會選擇哪種投資方案?
活動:學(xué)生先思考或討論,再回答.教師根據(jù)實際,可以提示引導(dǎo):我們可以先建立三種投資方案所對應(yīng)的函數(shù)模型,再通過比較它們的增長情況,為選擇投資方案提供依據(jù).
解:設(shè)第x天所得回報是y元,則方案一可以用函數(shù)y=40(x∈N*)進行描述;方案二可以用函數(shù)y=10x(x∈N*)進行描述;方案三可以用函數(shù)y=0.4×2x-1(x∈N*)進行描述.三個模型中,第一個是常數(shù)函數(shù),后兩個都是遞增函數(shù)模型.要對三個方案做出選擇,就要對它的增長情況進行分析.我們先用計算機計算一下三種所得回報的增長情況.
x/天方案一方案二方案三
y/元增加量/元y/元增加量/元y/元增加量/元
140100.4
240020100.80.4
340030101.60.8
440040103.21.6
540050106.43.2
6400601012.86.4
7400701025.612.8
8400801051.225.6
94009010102.451.2
1040010010204.8102.4
…………………
3040030010214748364.8107374182.4
再作出三個函數(shù)的圖象(圖4).
圖4
由表和圖4可知,方案一的函數(shù)是常數(shù)函數(shù),方案二、方案三的函數(shù)都是增函數(shù),但方案二與方案三的函數(shù)的增長情況很不相同.可以看到,盡管方案一、方案二在第1天所得回報分別是方案三的100倍和25倍,但它們的增長量固定不變,而方案三是“指數(shù)增長”,其“增長量”是成倍增加的,從第7天開始,方案三比其他兩方案增長得快得多,這種增長速度是方案一、方案二無法企及的.從每天所得回報看,在第1~3天,方案一最多;在第4天,方案一和方案二一樣多,方案三最少;在第5~8天,方案二最多;第9天開始,方案三比其他兩個方案所得回報多得多,到第30天,所得回報已超過2億元.
下面再看累積的回報數(shù).通過計算機或計算器列表如下:
因此,投資1~6天,應(yīng)選擇方案一;投資7天,應(yīng)選擇方案一或方案二;投資8~10天,應(yīng)選擇方案二;投資11天(含11天)以上,則應(yīng)選擇方案三.
針對上例可以思考下面問題:
①選擇哪種方案是依據(jù)一天的回報數(shù)還是累積回報數(shù).
②課本把兩種回報數(shù)都列表給出的意義何在?
③由此得出怎樣的結(jié)論.
答案:①選擇哪種方案依據(jù)的是累積回報數(shù).
②讓我們體會每天回報數(shù)的增長變化.
③上述例子只是一種假想情況,但從中我們可以體會到,不同的函數(shù)增長模型,其增長變化存在很大差異.
變式訓(xùn)練
某市移動通訊公司開設(shè)了兩種通訊業(yè)務(wù):“全球通”使用者先繳50元月基礎(chǔ)費,然后每通話1分鐘付話費0.4元;“神州行”不繳月基礎(chǔ)費,每通話1分鐘付話費0.6元,若設(shè)一個月內(nèi)通話x分鐘,兩種通訊業(yè)務(wù)的費用分別為y1元和y2元,那么
(1)寫出y1、y2與x之間的函數(shù)關(guān)系式;
(2)在同一直角坐標系中畫出兩函數(shù)的圖象;
(3)求出一個月內(nèi)通話多少分鐘,兩種通訊業(yè)務(wù)費用相同;
(4)若某人預(yù)計一個月內(nèi)使用話費200元,應(yīng)選擇哪種通訊業(yè)務(wù)較合算.
思路分析:我們可以先建立兩種通訊業(yè)務(wù)所對應(yīng)的函數(shù)模型,再通過比較它們的變化情況,為選擇哪種通訊提供依據(jù).(1)全球通的費用應(yīng)為兩種費用的和,即月基礎(chǔ)費和通話費,神州行的費用應(yīng)為通話費用;(2)運用描點法畫圖,但應(yīng)注意自變量的取值范圍;(3)可利用方程組求解,也可以根據(jù)圖象回答;(4)求出當函數(shù)值為200元時,哪個函數(shù)所對應(yīng)的自變量的值較大.
解:(1)y1=50+0.4x(x≥0),y2=0.6x(x≥0).
(2)圖象如圖5所示.
圖5
(3)根據(jù)圖中兩函數(shù)圖象的交點所對應(yīng)的橫坐標為250,所以在一個月內(nèi)通話250分鐘時,兩種通訊業(yè)務(wù)的收費相同.
(4)當通話費為200元時,由圖象可知,y1所對應(yīng)的自變量的值大于y2所對應(yīng)的自變量的值,即選取全球通更合算.
另解:當y1=200時有0.4x+50=200,∴x1=375;
當y2=200時有0.6x=200,x2=10003.顯然375>10003,
∴選用“全球通”更合算.
點評:在解決實際問題過程中,函數(shù)圖象能夠發(fā)揮很好的作用,因此,我們應(yīng)當注意提高讀圖的能力.另外,本例題用到了分段函數(shù),分段函數(shù)是刻畫現(xiàn)實問題的重要模型.
例2某公司為了實現(xiàn)1000萬元利潤的目標,準備制定一個激勵銷售人員的獎勵方案:在銷售利潤達到10萬元時,按銷售利潤進行獎勵,且獎金y(單位:萬元)隨著利潤x(單位:萬元)的增加而增加,但獎金總數(shù)不超過5萬元,同時獎金不超過利潤的25%.現(xiàn)有三個獎勵模型:y=0.25x,y=log7x+1,y=1.002x,其中哪個模型能符合公司的要求?
活動:學(xué)生先思考或討論,再回答.教師根據(jù)實際,可以提示引導(dǎo):某個獎勵模型符合公司要求,就是依據(jù)這個模型進行獎勵時,獎金總數(shù)不超過5萬元,同時獎金不超過利潤的25%,由于公司總的利潤目標為1000萬元,所以人員銷售利潤一般不會超過公司總的利潤.于是只需在區(qū)間[10,1000]上,檢驗三個模型是否符合公司要求即可.不妨先作出函數(shù)圖象,通過觀察函數(shù)的圖象,得到初步結(jié)論,再通過具體計算,確認結(jié)果.
解:借助計算器或計算機作出函數(shù)y=0.25x,y=log7x+1,y=1.002x的圖象(圖6).
圖6
觀察函數(shù)的圖象,在區(qū)間[10,1000]上,模型y=0.25x,y=1.002x的圖象都有一部分在直線y=5的上方,只有模型y=log7x+1的圖象始終在y=5的下方,這說明只有按模型y=log7x+1進行獎勵時才符合公司的要求.
下面通過計算確認上述判斷.
首先計算哪個模型的獎金總數(shù)不超過5萬.
對于模型y=0.25x,它在區(qū)間[10,1000]上遞增,而且當x=20時,y=5,因此,當x>20時,y>5,所以該模型不符合要求;
對于模型y=1.002x,由函數(shù)圖象,并利用計算器,可知在區(qū)間(805,806)內(nèi)有一個點x0滿足1.002x0=5,由于它在區(qū)間[10,1000]上遞增,因此當x>x0時,y>5,所以該模型也不符合要求;
對于模型y=log7x+1,它在區(qū)間[10,1000]上遞增,而且當x=1000時,y=log71000+1≈4.55<5,所以它符合獎金總數(shù)不超過5萬元的要求.
再計算按模型y=log7x+1獎勵時,獎金是否不超過利潤的25%,即當x∈[10,1000]時,是否有yx=log7x+1x≤0.25成立.
圖7
令f(x)=log7x+1-0.25x,x∈[10,1000].利用計算器或計算機作出函數(shù)f(x)的圖象(圖7),由函數(shù)圖象可知它是遞減的,因此
f(x)<f(10)≈-0.3167<0,即log7x+1<0.25x.
所以當x∈[10,1000]時,log7x+1x<0.25.
說明按模型y=log7x+1獎勵,獎金不超過利潤的25%.
綜上所述,模型y=log7x+1確實能符合公司的要求.
變式訓(xùn)練
市場營銷人員對過去幾年某商品的價格及銷售數(shù)量的關(guān)系做數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)有如下規(guī)律:該商品的價格每上漲x%(x>0),銷售數(shù)量就減少kx%(其中k為正實數(shù)).目前,該商品定價為a元,統(tǒng)計其銷售數(shù)量為b個.
(1)當k=12時,該商品的價格上漲多少,就能使銷售的總金額達到最大?
(2)在適當?shù)臐q價過程中,求使銷售總金額不斷增加時k的取值范圍.
解:依題意,價格上漲x%后,銷售總金額為
y=a(1+x%)b(1-kx%)=ab10000[-kx2+100(1-k)x+10000].
(1)取k=12,y=ab10000-12x2+50x+10000,
所以x=50,
即商品價格上漲50%,y最大為98ab.
(2)因為y=ab10000[-kx2+100(1-k)x+10000],
此二次函數(shù)的開口向下,對稱軸為x=50(1-k)k,在適當漲價過程后,銷售總金額不斷增加,即要求此函數(shù)當自變量x在{x|x>0}的一個子集內(nèi)增大時,y也增大.
所以50(1-k)k>0,解得0<k<1.
點評:這類問題的關(guān)鍵在于列函數(shù)解析式建立函數(shù)模型,然后借助不等式進行討論.
知能訓(xùn)練
光線通過一塊玻璃,其強度要損失10%,把幾塊這樣的玻璃重疊起來,設(shè)光線原來的強度為k,通過x塊玻璃以后強度為y.
(1)寫出y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式;
(2)通過多少塊玻璃以后,光線強度減弱到原來的13以下.(lg3≈0.4771)
解:(1)光線經(jīng)過1塊玻璃后強度為(1-10%)k=0.9k;
光線經(jīng)過2塊玻璃后強度為(1-10%)0.9k=0.92k;
光線經(jīng)過3塊玻璃后強度為(1-10%)0.92k=0.93k;
光線經(jīng)過x塊玻璃后強度為0.9xk.
∴y=0.9xk(x∈N*).
(2)由題意:0.9xk<k3.∴0.9x<13.
兩邊取以10為底的對數(shù),xlg0.9<lg13.
∵lg0.9<0,∴x>lg13lg0.9.
∵lg13lg0.9=lg31-2lg3≈10.4,∴xmin=11.
∴通過11塊玻璃以后,光線強度減弱到原來的13以下.
拓展提升
某池塘中野生水葫蘆的面積與時間的函數(shù)關(guān)系的圖象(如圖8所示).假設(shè)其關(guān)系為指數(shù)函數(shù),并給出下列說法:
①此指數(shù)函數(shù)的底數(shù)為2;
②在第5個月時,野生水葫蘆的面積就會超過30m2;
③野生水葫蘆從4m2蔓延到12m2只需1.5個月;
④設(shè)野生水葫蘆蔓延到2m2、3m2、6m2所需的時間分別為t1、t2、t3,則有t1+t2=t3;
⑤野生水葫蘆在第1到第3個月之間蔓延的平均速度等于在第2到第4個月之間蔓延的平均速度.
哪些說法是正確的?
圖8
解:①說法正確.
∵關(guān)系為指數(shù)函數(shù),
∴可設(shè)y=ax(a>0且a≠1).∴由圖知2=a1.
∴a=2,即底數(shù)為2.
②∵25=32>30,∴說法正確.
③∵指數(shù)函數(shù)增長速度越來越快,
∴說法不正確.
④t1=1,t2=log23,t3=log26,∴說法正確.
⑤∵指數(shù)函數(shù)增長速度越來越快,∴說法不正確.
課堂小結(jié)
活動:學(xué)生先思考或討論,再回答.教師提示、點撥,及時評價.
引導(dǎo)方法:從基本知識和基本技能兩方面來總結(jié).
答案:(1)建立函數(shù)模型;(2)利用函數(shù)圖象性質(zhì)分析問題、解決問題.
作業(yè)
課本習(xí)題3.2A組1,2.
設(shè)計感想
本節(jié)設(shè)計由學(xué)生熟悉的素材入手,結(jié)果卻出乎學(xué)生的意料,由此使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣.課本中兩個例題不僅讓學(xué)生學(xué)會了函數(shù)模型的應(yīng)用,而且體會到它們之間的差異;我們補充的例題與之相映生輝,其難度適中,是各地高考模擬經(jīng)常選用的素材.其中拓展提升中的問題緊貼本節(jié)主題,很好地體現(xiàn)了指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)特點,是不可多得的素材.
第2課時
作者:張建國
導(dǎo)入新課
思路1.(情境導(dǎo)入)
國際象棋起源于古代印度.相傳國王要獎賞國際象棋的發(fā)明者,問他要什么.發(fā)明者說:“請在棋盤的第一個格子里放上1顆麥粒,第2個格子里放上2顆麥粒,第3個格子里放上4顆麥粒,……,依次類推,每個格子里的麥粒數(shù)都是前一個格子里放的麥粒數(shù)的2倍,直到第64個格子.請給我足夠的麥粒以實現(xiàn)上述要求.”國王覺得這個要求不高,就欣然同意了.假定千粒麥子的質(zhì)量為40g,據(jù)查,目前世界年度小麥產(chǎn)量為6億噸,但這仍不能滿足發(fā)明者要求,這就是指數(shù)增長.本節(jié)我們討論指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、二次函數(shù)的增長差異.
思路2.(直接導(dǎo)入)
我們知道,對數(shù)函數(shù)y=logax(a>1),指數(shù)函數(shù)y=ax(a>1)與冪函數(shù)y=xn(n>0)在區(qū)間(0,+∞)上都是增函數(shù).但這三類函數(shù)的增長是有差異的.本節(jié)我們討論指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、二次函數(shù)的增長差異.
推進新課
新知探究
提出問題
(1)在區(qū)間(0,+∞)上判斷y=log2x,y=2x,y=x2的單調(diào)性.
(2)列表并在同一坐標系中畫出三個函數(shù)的圖象.
(3)結(jié)合函數(shù)的圖象找出其交點坐標.
(4)請在圖象上分別標出使不等式log2x<2x<x2和log2x<x2<2x成立的自變量x的取值范圍.
(5)由以上問題你能得出怎樣的結(jié)論?
討論結(jié)果:
(1)在區(qū)間(0,+∞)上函數(shù)y=log2x,y=2x,y=x2均為增函數(shù).
(2)見下表與圖9.
x0.20.61.01.41.82.22.63.03.4…
y=2x1.1491.51622.6393.4824.5956.063810.556…
y=x20.040.3611.963.244.846.76911.56…
y=log2x-2.322-0.73700.4850.8481.1381.3791.5851.766…
圖9
(3)從圖象看出y=log2x的圖象與另外兩函數(shù)的圖象沒有交點,且總在另外兩函數(shù)的圖象的下方,y=2x的圖象與y=x2的圖象有交點.
(4)不等式log2x<2x<x2和log2x<x2<2x成立的自變量x的取值范圍分別是(2,4)和(0,2)∪(4,+∞).
(5)我們在更大的范圍內(nèi)列表作函數(shù)圖象(圖10),
x012345678…
y=2x1248163264128256…
y=x201491625364964…
圖10
容易看出:y=2x的圖象與y=x2的圖象有兩個交點(2,4)和(4,16),這表明2x與x2在自變量不同的區(qū)間內(nèi)有不同的大小關(guān)系,有時2x<x2,有時x2<2x.
但是,當自變量x越來越大時,可以看到,y=2x的圖象就像與x軸垂直一樣,2x的值快速增長,x2比起2x來,幾乎有些微不足道,如圖11和下表所示.
x01020304050607080…
y=2x110241.05E+061.07E+091.10E+121.13E+151.15E+181.18E+211.21E+24…
y=x2010040090016002500360049006400…
圖11
一般地,對于指數(shù)函數(shù)y=ax(a>1)和冪函數(shù)y=xn(n>0),通過探索可以發(fā)現(xiàn),在區(qū)間(0,+∞)上,無論n比a大多少,盡管在x的一定變化范圍內(nèi),ax會小于xn,但由于ax的增長快于xn的增長,因此總存在一個x0,當x>x0時,就會有ax>xn.
同樣地,對于對數(shù)函數(shù)y=logax(a>1)和冪函數(shù)y=xn(n>0),在區(qū)間(0,+∞)上,隨著x的增大,logax增長得越來越慢,圖象就像是漸漸地與x軸平行一樣.盡管在x的一定變化范圍內(nèi),logax可能會大于xn,但由于logax的增長慢于xn的增長,因此總存在一個x0,當x>x0時,就會有l(wèi)ogax<xn.
綜上所述,盡管對數(shù)函數(shù)y=logax(a>1),指數(shù)函數(shù)y=ax(a>1)與冪函數(shù)y=xn(n>0)在區(qū)間(0,+∞)上都是增函數(shù),但它們的增長速度不同,而且不在同一個“檔次”上.隨著x的增大,y=ax(a>1)的增長速度越來越快,會超過并遠遠大于y=xn(n>0)的增長速度,而y=logax(a>1)的增長速度則會越來越慢.因此,總會存在一個x0,當x>x0時,就會有l(wèi)ogax<xn<ax.雖然冪函數(shù)y=xn(n>0)增長快于對數(shù)函數(shù)y=logax(a>1)增長,但它們與指數(shù)增長比起來相差甚遠,因此指數(shù)增長又稱“指數(shù)爆炸”.
應(yīng)用示例
例1某市的一家報刊攤點,從報社買進晚報的價格是每份0.20元,賣出價是每份0.30元,賣不掉的報紙可以以每份0.05元的價格退回報社.在一個月(以30天計)里,有20天每天可賣出400份,其余10天每天只能賣出250份,但每天從報社買進的份數(shù)必須相同,這個攤主每天從報社買進多少份,才能使每月所獲的利潤最大?并計算他一個月最多可賺得多少元?
活動:學(xué)生先思考或討論,再回答.教師根據(jù)實際,可以提示引導(dǎo):
設(shè)攤主每天從報社買進x份,顯然當x∈[250,400]時,每月所獲利潤才能最大.而每月所獲利潤=賣報收入的總價-付給報社的總價.賣報收入的總價包含三部分:①可賣出400份的20天里,收入為20×0.30x;②可賣出250份的10天里,收入為10×0.30×250;③10天里多進的報刊退回給報社的收入為10×0.05×(x-250).付給報社的總價為30×0.20x.
解:設(shè)攤主每天從報社買進x份晚報,顯然當x∈[250,400]時,每月所獲利潤才能最大.于是每月所獲利潤y為
y=20×0.30x+10×0.30×250+10×0.05×(x-250)-30×0.20x=0.5x+625,x∈[250,400].
因函數(shù)y在[250,400]上為增函數(shù),故當x=400時,y有最大值825元.
圖12
例2某醫(yī)藥研究所開發(fā)一種新藥,如果成人按規(guī)定的劑量服用,據(jù)監(jiān)測:服藥后每毫升血液中的含藥量y與時間t之間近似滿足如圖12所示的曲線.
(1)寫出服藥后y與t之間的函數(shù)關(guān)系式;
(2)據(jù)測定:每毫升血液中含藥量不少于4微克時治療疾病有效,假若某病人一天中第一次服藥時間為上午7:00,問一天中怎樣安排服藥的時間(共4次)效果最佳?
解:(1)依題意,得y=6t,0≤t≤1,-23t+203,1t≤10.
(2)設(shè)第二次服藥時在第一次服藥后t1小時,則-23t1+203=4,t1=4.因而第二次服藥應(yīng)在11:00;
設(shè)第三次服藥在第一次服藥后t2小時,則此時血液中含藥量應(yīng)為兩次服藥量的和,即有-23t2+203-23(t2-4)+203=4,解得t2=9,故第三次服藥應(yīng)在16:00;
設(shè)第四次服藥在第一次后t3小時(t3>10),則此時第一次服進的藥已吸收完,此時血液中含藥量應(yīng)為第二、三次的和,-23(t3-4)+203-23(t3-9)+203=4,解得t3=13.5,故第四次服藥應(yīng)在20:30.
變式訓(xùn)練
通過研究學(xué)生的學(xué)習(xí)行為,心理學(xué)家發(fā)現(xiàn),學(xué)生的接受能力依賴于老師引入概念和描述問題所用的時間:講座開始時,學(xué)生興趣激增;中間有一段不太長的時間,學(xué)生的興趣保持較理想的狀態(tài);隨后學(xué)生的注意力開始分散.分析結(jié)果和實驗表明,用f(x)表示學(xué)生接受概念的能力[f(x)的值愈大,表示接受的能力愈強],x表示提出和講授概念的時間(單位:分鐘),可有以下的公式:
(1)開講后多少分鐘,學(xué)生的接受能力最強?能維持多長時間?
(2)開講后5分鐘與開講后20分鐘比較,學(xué)生的接受能力何時強一些?
解:(1)當0<x≤10時,f(x)=-0.1x2+2.6x+43=-0.1(x-13)2+59.9,
知當x=10時,[f(x)]max=f(10)=59;
當10<x≤16時,f(x)=59;當16<x≤30時,f(x)=-3x+107,
知f(x)<-3×16+107=59.
因此,開講后10分鐘,學(xué)生的接受能力最強,并能持續(xù)6分鐘.
(2)∵f(5)=-0.1×(5-13)2+59.9=53.5,f(20)=-3×20+107=47<53.5,
∴開講后5分鐘時學(xué)生的接受能力比開講后20分鐘強.
點評:解析式與圖象的轉(zhuǎn)換是函數(shù)應(yīng)用的重點,關(guān)于分段函數(shù)問題更應(yīng)重點訓(xùn)練.
知能訓(xùn)練
某蔬菜基地種植西紅柿,由歷年市場行情得知,從二月一日起的300天內(nèi),西紅柿市場售價與上市時間的關(guān)系用圖13(1)的一條折線表示;西紅柿的種植成本與上市時間的關(guān)系用圖13(2)的拋物線段表示.
(1)寫出圖13(1)表示的市場售價與時間的函數(shù)關(guān)系P=f(t);
寫出圖13(2)表示的種植成本與時間的函數(shù)關(guān)系式Q=g(t);
(2)認定市場售價減去種植成本為純收益,問何時上市的西紅柿純收益最大?
(1)(2)
圖13
(注:市場售價和種植成本的單位:元/102kg,時間單位:天)
活動:學(xué)生在黑板上書寫解答.教師在學(xué)生中巡視其他學(xué)生的解答,發(fā)現(xiàn)問題及時糾正.
解:(1)由圖13(1)可得市場售價與時間的函數(shù)關(guān)系為f(t)=300-t,0≤t≤200,2t-300,200t≤300.
由圖13(2)可得種植成本與時間的函數(shù)關(guān)系為g(t)=1200(t-150)2+100,0≤t≤300.
(2)設(shè)t時刻的純收益為h(t),
則由題意得h(t)=f(t)-g(t).
即h(t)=-1200t2+12t+1752,0≤t≤200,-1200t2+72t-10252,200t≤300.
當0≤t≤200時,配方整理,得h(t)=-1200(t-50)2+100,
所以當t=50時,h(t)取得區(qū)間[0,200]上的最大值100;
當200<t≤300時,配方整理,得h(t)=-1200(t-350)2+100,
所以當t=300時,h(t)取得區(qū)間[200,300]上的最大值87.5.
綜上,由100>87.5可知,h(t)在區(qū)間[0,300]上可以取得最大值100,此時t=50,即從二月一日開始的第50天時,上市的西紅柿純收益最大.
點評:本題主要考查由函數(shù)圖象建立函數(shù)關(guān)系式和求函數(shù)最大值的問題,考查運用所學(xué)知識解決實際問題的能力.
拓展提升
探究內(nèi)容
①在函數(shù)應(yīng)用中如何利用圖象求解析式.
②分段函數(shù)解析式的求法.
③函數(shù)應(yīng)用中的最大值、最小值問題.
舉例探究:某跨國公司是專門生產(chǎn)健身產(chǎn)品的企業(yè),第一批產(chǎn)品A上市銷售40天內(nèi)全部售完,該公司對第一批產(chǎn)品A上市后的國內(nèi)外市場銷售情況進行調(diào)研,結(jié)果如圖14(1)、圖14(2)、圖14(3)所示.其中圖14(1)的折線表示的是國外市場的日銷售量與上市時間的關(guān)系;圖14(2)的拋物線表示的是國內(nèi)市場的日銷售量與上市時間的關(guān)系;圖14(3)的折線表示的是每件產(chǎn)品A的銷售利潤與上市時間的關(guān)系.
圖14
(1)分別寫出國外市場的日銷售量f(t)、國內(nèi)市場的日銷售量g(t)與第一批產(chǎn)品A上市時間t的關(guān)系式;
(2)第一批產(chǎn)品A上市后的哪幾天,這家公司的國內(nèi)和國外日銷售利潤之和超過6300萬元?
分析:1.利用圖象求解析式,先要分清函數(shù)類型再利用待定系數(shù)法求解析式.
2.在t∈[0,40]上,有幾個分界點,請同學(xué)們思考應(yīng)分為幾段.
3.回憶函數(shù)最值的求法.
解:(1)f(t)=2t,0≤t≤30,-6t+240,30t≤40,
g(t)=-320t2+6t(0≤t≤40).
(2)每件A產(chǎn)品銷售利潤h(t)=3t,0≤t≤20,60,20t≤40.
該公司的日銷售利潤
當0≤t≤20時,F(xiàn)(t)=3t(-320t2+8t),先判斷其單調(diào)性.
設(shè)0≤t1<t2≤20,
則F(t1)-F(t2)=3t1(-320t21+8t1)-3t2(-320t22+8t2)<0.
∴F(t)在區(qū)間[0,20]上為增函數(shù).
∴F(t)max=F(20)=6000<6300.
當20<t≤30時,
令60(-320t2+8t)>6300,
則703<t<30;
當30<t≤40時,F(xiàn)(t)=60(-320t2+240)<60(-320×302+240)=6300,
故在第24,25,26,27,28,29天日銷售利潤超過6300萬元.
點評:1.利用圖象求解析式,先要分清函數(shù)類型再利用待定系數(shù)法求解析式,重點是找出關(guān)鍵點.
2.在t∈[0,40]上,有幾個分界點,t=20,t=30兩點把區(qū)間分為三段.
3.二次函數(shù)的最值可用配方法,另外利用單調(diào)性求最值也是常用方法之一.
課堂小結(jié)
本節(jié)學(xué)習(xí)了:①指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、二次函數(shù)的增長差異.②冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的應(yīng)用.
作業(yè)
課本習(xí)題3.2A組3,4.
設(shè)計感想
本節(jié)設(shè)計從精彩的故事開始,讓學(xué)生從故事中體會數(shù)學(xué)帶來的震撼,然后借助計算機感受不同函數(shù)模型的巨大差異.接著通過最新題型訓(xùn)練學(xué)生利用函數(shù)模型解決實際問題的能力;并且重點訓(xùn)練了由圖象轉(zhuǎn)化為函數(shù)解析式的能力,因為這是高考的一個重點.本節(jié)的每個例題都很精彩,可靈活選用.
備課資料
【備選例題】
【例1】某西部山區(qū)的某種特產(chǎn)由于運輸?shù)脑?,長期只能在當?shù)劁N售,當?shù)卣畬υ擁椞禺a(chǎn)的銷售投資收益為:每年投入x萬元,可獲得利潤P=-1160(x-40)2+100萬元.當?shù)卣當M在新的十年發(fā)展規(guī)劃中加快發(fā)展此特產(chǎn)的銷售,其規(guī)劃方案為:在規(guī)劃后對該項目每年都投入60萬元的銷售投資,在未來10年的前5年中,每年都從60萬元中撥出30萬元用于修建一條公路,5年修成,通車前該特產(chǎn)只能在當?shù)劁N售;公路通車后的5年中,該特產(chǎn)既在本地銷售,也在外地銷售,在外地銷售的投資收益為:每年投入x萬元,可獲利潤Q=-159160(60-x)2+1192(60-x)萬元.
問從10年的累積利潤看,該規(guī)劃方案是否可行?
解:在實施規(guī)劃前,由題設(shè)P=-1160(x-40)2+100(萬元),知每年只需投入40萬,即可獲得最大利潤100萬元.
則10年的總利潤為W1=100×10=1000(萬元).
實施規(guī)劃后的前5年中,由題設(shè)P=-1160(x-40)2+100,知每年投入30萬元時,有最大利潤Pmax=7958(萬元).
前5年的利潤和為7958×5=39758(萬元).
設(shè)在公路通車的后5年中,每年用x萬元投資于本地的銷售,而用剩下的(60-x)萬元用于外地區(qū)的銷售投資,則其總利潤為
W2=-1160(x-40)2+100×5+-159160x2+1192x×5
=-5(x-30)2+4950.
當x=30時,(W2)max=4950(萬元).
從而10年的總利潤為39758+4950(萬元).
∵39758+4950>1000,
∴該規(guī)劃方案有極大實施價值.
§3.2.1幾類不同增長的函數(shù)模型學(xué)案
一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負責,作為高中教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的§3.2.1幾類不同增長的函數(shù)模型學(xué)案,希望能為您提供更多的參考。
§3.2.1幾類不同增長的函數(shù)模型學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標
對于基本的實際問題能抽象出數(shù)學(xué)模型。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
(預(yù)習(xí)教材P95~P98,找出疑惑之處)
閱讀:澳大利亞兔子數(shù)“爆炸”
有一大群喝水、嬉戲的兔子,但是這群兔子曾使澳大利亞傷透了腦筋.1859年,有人從歐洲帶進澳洲幾只兔子,由于澳洲有茂盛的牧草,而且沒有兔子的天敵,兔子數(shù)量不斷增加,不到100年,兔子們占領(lǐng)了整個澳大利亞,數(shù)量達到75億只.可愛的兔子變得可惡起來,75億只兔子吃掉了相當于75億只羊所吃的牧草,草原的載畜率大大降低,而牛羊是澳大利亞的主要牲口.這使澳大利亞頭痛不已,他們采用各種方法消滅這些兔子,直至二十世紀五十年代,科學(xué)家采用載液瘤病毒殺死了百分之九十的野兔,澳大利亞人才算松了一口氣.
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標
1.結(jié)合實例體會直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同增長的函數(shù)模型意義,理解它們的增長差異;
2.借助信息技術(shù),利用函數(shù)圖象及數(shù)據(jù)表格,比較指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的增長差異;
3.恰當運用函數(shù)的三種表示法(解析式、圖象、表格)并借助信息技術(shù)解決一些實際問題.
學(xué)習(xí)重點:將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,結(jié)合實例體會直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同函數(shù)類型增長的含義。
學(xué)習(xí)難點:如何選擇和利用不同函數(shù)模型增長差異性分析解決實際問題。
二、學(xué)習(xí)過程
典型例題
例1假設(shè)你有一筆資金用于投資,現(xiàn)有三種投資方案供你選擇,這三種方案的回報如下:
方案一:每天回報40元;
方案二:第一天回報10元,以后每天比前一天多回報10元;
方案三:第一天回報0.4元,以后每天的回報比前一天翻一番.
請問,你會選擇哪種投資方案?
反思:
①在本例中涉及哪些數(shù)量關(guān)系?如何用函數(shù)描述這些數(shù)量關(guān)系?
②根據(jù)此例的數(shù)據(jù),你對三種方案分別表現(xiàn)出的回報資金的增長差異有什么認識?借助計算器或計算機作出函數(shù)圖象,并通過圖象描述一下三種方案的特點.
變式訓(xùn)練1某種計算機病毒是通過電子郵件進行傳播的,如果某臺計算機感染上這種病毒,那么每輪病毒發(fā)作時,這臺計算機都可能感染沒被感染的20臺計算機.現(xiàn)在10臺計算機在第1輪病毒發(fā)作時被感染,問在第5輪病毒發(fā)作時可能有多少臺計算機被感染?
例2某公司為了實現(xiàn)1000萬元利潤的目標,準備制定一個激勵銷售部門的獎勵方案:在銷售利潤達到10萬元時,按銷售利潤進行獎勵,且獎金(單位:萬元)隨銷售利潤(單位:萬元)的增加而增加但獎金不超過5萬元,同時獎金不超過利潤的25%.現(xiàn)有三個獎勵模型:
;;.
問:其中哪個模型能符合公司的要求?
反思:
①此例涉及了哪幾類函數(shù)模型?本例實質(zhì)如何?
②根據(jù)問題中的數(shù)據(jù),如何判定所給的獎勵模型是否符合公司要求?
變式訓(xùn)練2
經(jīng)市場調(diào)查分析知,某地明年從年初開始的前個月,對某種商品需求總量(萬件)近似地滿足關(guān)系
.
寫出明年第個月這種商品需求量(萬件)與月份的函數(shù)關(guān)系式.
四、反思總結(jié)
解決應(yīng)用題的一般程序:
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.
五、當堂達標:課本108頁2題
課后練習(xí)與提高
1.某種細胞分裂時,由1個分裂成2個,2個分裂成4個,4個分裂成8個……,現(xiàn)有2個這樣的細胞,分裂x次后得到的細胞個數(shù)y為().
A.B.y=2C.y=2D.y=2x
2.某公司為了適應(yīng)市場需求對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)做了重大調(diào)整,調(diào)整后初期利潤增長迅速,后來增長越來越慢,若要建立恰當?shù)暮瘮?shù)模型來反映該公司調(diào)整后利潤y與時間x的關(guān)系,可選用().
A.一次函數(shù)B.二次函數(shù)
C.指數(shù)型函數(shù)D.對數(shù)型函數(shù)
3.一等腰三角形的周長是20,底邊長y是關(guān)于腰長x的函數(shù),它的解析式為().
A.y=20-2x(x≤10)B.y=20-2x(x10)
C.y=20-2x(5≤x≤10)D.y=20-2x(5x10)
4.某新品電視投放市場后第1個月銷售100臺,第2個月銷售200臺,第3個月銷售400臺,第4個月銷售790臺,則銷量y與投放市場的月數(shù)x之間的關(guān)系可寫成.
5.如圖,是某受污染的湖泊在自然凈化過程中,某種有害物質(zhì)的剩留量y與凈化時間t(月)的近似函數(shù)關(guān)系:(t≥0,a0且a≠1).有以下敘述
①第4個月時,剩留量就會低于;
②每月減少的有害物質(zhì)量都相等;
③若剩留量為所經(jīng)過的時間分別是,則.
其中所有正確的敘述是.
6.某服裝個體戶在進一批服裝時,進價已按原價打了七五折,他打算對該服裝定一新價標在價目卡上,并注明按該價20%銷售.這樣,仍可獲得25%的純利.求此個體戶給這批服裝定的新標價與原標價之間的函數(shù)關(guān)系.
幾種不同增長的函數(shù)模型教案(2課時)
幾種不同增長的函數(shù)模型(兩課時)
一、教學(xué)目的
1、利用函數(shù)圖象及數(shù)據(jù)表格,比較指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)以及冪函數(shù)的增長差異;
2、結(jié)合實例讓學(xué)生體會直線上升,指數(shù)爆炸,對數(shù)增長等不同增長的函數(shù)模型的意義;
3、運用函數(shù)的三種表示法(解析式、圖象、表格)并結(jié)合信息技術(shù)解決一些實際問題;
4、以一些實際例子,讓學(xué)生了解社會生活中普遍使用的函數(shù)模型(指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、分段函數(shù)等)的廣泛應(yīng)用。
二、教學(xué)重點、難點
重點:將實際問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)模型,比較常數(shù)函數(shù)、一次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)模型的增長差異,結(jié)合實例體會直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同函數(shù)類型增長的含義。
難點:怎樣選擇數(shù)學(xué)模型分析解決實際問題。
三、教學(xué)過程
第一課時
1、復(fù)習(xí)引入
師:在我們的生活中,有沒有用到函數(shù)的例子?
生:細胞分裂;銀行儲蓄;早晨跑步鍛煉時速度與時間的關(guān)系;……
師:很好,生活中,數(shù)學(xué)無處不在,用好數(shù)學(xué),將會給我們帶來很大的方便。今天,我們就來看一個利用數(shù)學(xué)為我們服務(wù)的例子。
2、新課
(用幻燈片展示例題)
假設(shè)你有一筆資金用于投資,現(xiàn)有三種投資方案供你選擇,這三種方案的回報如下:
1)每天回報40元;
2)第一天回報10元,以后每天比前一天多回報10元;
3)第一天回報0.4元,以后每天的回報比前一天翻一番。
請問:你會選擇哪一種投資方案?(讓學(xué)生充分討論)
教師提示:
1)、考慮回報量,除了要考慮每天的回報量之外,還得考慮什么?(回報的累積值)。
2)、本題中涉及哪些數(shù)量關(guān)系?如何利用函數(shù)描述這些數(shù)量關(guān)系?
教師引導(dǎo)學(xué)生分析其中的數(shù)量關(guān)系,思考應(yīng)當選擇怎樣的函數(shù)模型來描述;由學(xué)生自己根據(jù)數(shù)量關(guān)系,歸納概括出相應(yīng)的函數(shù)模型,寫出每個方案的函數(shù)解析式,教師在數(shù)量關(guān)系的分析、函數(shù)模型的選擇上作適當?shù)闹笇?dǎo)。
設(shè)問:根據(jù)所列的表格中提供的數(shù)據(jù),你對三種方案分別表現(xiàn)出的回報資金的增長差異有什么認識?
教師引導(dǎo)學(xué)生觀察表格中三個方案的數(shù)量變化情況,對“增加量”進行比較,體會“直線增長”、“指數(shù)爆炸”等;讓學(xué)生通過觀察,說出自己的發(fā)現(xiàn),并進行交流。
利用計算機作出函數(shù)圖象,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)三個方案的不同變化趨勢,描述三個方案的特點,為方案的選擇提供依據(jù)。
通過自主活動,使學(xué)生認識到怎樣選擇才是正確的。綜合學(xué)生的分析意見,教師總結(jié):選擇最佳方案,除了要考慮每天的收益,還要考慮一段時間內(nèi)的總收益。
由上面的分析可見:投資8天以下(不含8天),應(yīng)選擇第一種投資方案;投資8~10天,應(yīng)選擇第二種方案;投資11天(含11天)以上,則應(yīng)選擇第三種方案。
設(shè)問:若有人給你這么一個建議:投資前8天用第一種方案,第9天到第10天用第二種方案,投資第11天開始用第三種方案。你覺得這建議如何?
3)、(幻燈片展示例題2)
設(shè)問:本題中涉及了哪幾類函數(shù)模型?實質(zhì)是什么?
教師引導(dǎo)學(xué)生分析三種函數(shù)的不同增長情況對于獎勵模型的選擇影響,使學(xué)生明確問題的實質(zhì)就是要比較三個函數(shù)的增長情況。
讓學(xué)生分組討論:對每一個獎勵模型的獎金總額是否超過5萬元,以及獎勵比例是否超過25%進行分析,由各小組代表陳述討論結(jié)果。
教師根據(jù)學(xué)生討論的結(jié)果作出總結(jié),并利用解析式,結(jié)合圖象,對三個模型的增長情況進行分析比較,寫出完整的解題過程。
3、小結(jié):
一般地,對指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)和對數(shù)函數(shù),在(0,+∞)上,盡管指數(shù)函數(shù)y=ax(a1)、對數(shù)函數(shù)y=logax(a1)和冪函數(shù)y=xa(a0)都是增函數(shù),但它們的增長速度不同,而且不在同一“檔次”上,隨著x的增大,指數(shù)函數(shù)y=ax(a1)的增長速度越來越快,會超過并遠遠大于冪函數(shù)y=xa(a0),而對數(shù)函數(shù)y=logax(a1)的增長速度則會越來越慢。因此,總會存在一個x0,當xx0時,就有l(wèi)ogaxxaax。
第二課時
1、復(fù)習(xí)引入
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道,應(yīng)用數(shù)學(xué)函數(shù)模型能為我們解決實際問題提供很大的幫助,。我們不僅要應(yīng)用好數(shù)學(xué)模型,我們更應(yīng)該在面對實際問題時,能通過自己建立函數(shù)模型來解決問題。2、新課
1、(用幻燈片展示例題3)
教師引導(dǎo)學(xué)生讀圖,弄懂題意,由學(xué)生寫出解題過程。
課堂練習(xí):P128第1、3題。
小結(jié):在解決實際問題過程中,函數(shù)圖象能夠發(fā)揮很好的作用,因此,提高讀圖能力非常重要。分段函數(shù)也是刻畫現(xiàn)實問題的一個重要的函數(shù)模型。
2、(展示例題4)
教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)收集到的數(shù)據(jù),作出散點圖,通過觀察圖象判定問題所適合的函數(shù)模型,利用計算機的數(shù)據(jù)擬合功能得出具體的函數(shù)解析式,再用得到的函數(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。
課堂練習(xí):P123第1題。
教師小結(jié)指出:用已知的函數(shù)模型來刻畫實際問題時,由于實際問題的條件與得出已知函數(shù)模型的條件會有所不同,所以,必須對模型進行修正。
3、(用幻燈片展示例題5)
讓學(xué)生集體討論,尋求相應(yīng)的函數(shù)模型,并作出解答。
教師小結(jié):所收集到的數(shù)據(jù)中,規(guī)律性很明顯的問題,可直接找出與之對應(yīng)的函數(shù)模型進行解答。
4、(用幻燈片展示例題6)
觀察散點圖,教師引導(dǎo)學(xué)生分析,這些點的連線是一條向上彎曲的曲線,根據(jù)這些點的分布情況,可考慮用y=a·bx這一函數(shù)模型來近似刻畫這一地區(qū)未成年男性體重y與身高x的函數(shù)關(guān)系。
課堂練習(xí):P133B組第3題。
小結(jié):應(yīng)用函數(shù)模型解決實際問題的基本過程:
①確定函數(shù)模型;
②利用數(shù)據(jù)表格,函數(shù)圖象討論模型;
③體會直線上升、指數(shù)爆炸、對數(shù)增長等不同類型增長的含義。
作業(yè):P127第4、5題
高中數(shù)學(xué)必修一《幾類不用增長的函數(shù)模型》說課稿
俗話說,磨刀不誤砍柴工。高中教師要準備好教案為之后的教學(xué)做準備。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容,幫助高中教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?下面是小編為大家整理的“高中數(shù)學(xué)必修一《幾類不用增長的函數(shù)模型》說課稿”,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
高中數(shù)學(xué)必修一《幾類不用增長的函數(shù)模型》說課稿
一、說課標
課程標準中明確指出:高中數(shù)學(xué)課程應(yīng)提供基本內(nèi)容的實際背景,反映數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值,開展“數(shù)學(xué)建模”的學(xué)習(xí)活動.數(shù)學(xué)建模就是引導(dǎo)學(xué)生從實際情境中提出問題,并歸結(jié)為數(shù)學(xué)模型,嘗試用數(shù)學(xué)思想和方法去解決問題.在教學(xué)中,要特別注意以下兩點:(1)數(shù)學(xué)建模的問題應(yīng)是多樣的,開放的,同時解決問題所涉及的知識、技能、方法、思想應(yīng)與高中數(shù)學(xué)課程緊密相關(guān);(2)學(xué)生可以根據(jù)自己的生活經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)并提出問題,對同樣的問題,可以發(fā)揮自己的特長和個性,從不同的角度、層次探索解決的途徑.
二、說教材
1.本節(jié)課在教材中的地位和作用
本節(jié)課選自高中數(shù)學(xué)人教A版必修1第三章第二節(jié)“函數(shù)模型及其應(yīng)用”,教學(xué)安排為四課時,在這里主要研究的是第一課時的內(nèi)容:幾類不同增長的函數(shù)模型.
在義務(wù)教育階段,學(xué)生對數(shù)學(xué)建模就已經(jīng)積累了一定的研究經(jīng)驗.到了高中階段,通過第二章的學(xué)習(xí),學(xué)生有了利用函數(shù)知識解決實際問題的經(jīng)歷,熟悉了幾種基本初等函數(shù)的概念,掌握了對應(yīng)函數(shù)圖象的基本特征,這是本節(jié)課的知識基礎(chǔ).而本節(jié)課在探求解決實際問題的過程中,體驗到幾種常見函數(shù)模型在描述客觀世界變化規(guī)律時各自的特點,從不同的方面對實際問題多視點、寬角度地進行了探究,始終貫穿著函數(shù)模型的應(yīng)用這條主線,從而拉開高中階段數(shù)學(xué)建模活動的帷幕.
2.教學(xué)目標:
知識與技能目標:
①嘗試從實際問題中建構(gòu)出數(shù)學(xué)問題的技能;
②體驗用簡單的函數(shù)模型解決實際問題的經(jīng)歷;
③結(jié)合實例體會直線上升,指數(shù)爆炸等不同函數(shù)模型的增長差異.
過程與方法目標:
①使學(xué)生經(jīng)歷建立和運用函數(shù)模型的過程,初步體驗數(shù)學(xué)建模的基本思想;
②通過三種表示方法的恰當運用,認識函數(shù)問題的研究方法.
情感、態(tài)度與價值觀目標:
在認真分析實際背景,抽象概括現(xiàn)實問題,轉(zhuǎn)化整合數(shù)學(xué)模型的過程中,養(yǎng)成嚴謹、求真、奮進的科學(xué)態(tài)度,學(xué)會交流、分享、合作,增強團隊意識.3.教學(xué)目標的重點與難點:
教學(xué)重點:
①培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)知識描述實際問題的數(shù)學(xué)化能力;
②在比較不同函數(shù)模型的過程中,體會直線上升、指數(shù)爆炸等不同類型函數(shù)的增長差異;
③通過小組內(nèi)部的合作,使學(xué)生學(xué)會交流、分享、展示,增強團隊意識.
教學(xué)難點:
結(jié)合實際問題讓學(xué)生體會不同函數(shù)模型的增長差異,增強合作意識.
三、說學(xué)情
知識基礎(chǔ):
①熟悉了幾種基本函數(shù)的概念;
②掌握了這些函數(shù)圖象的基本特征;
②具有利用函數(shù)知識解決實際問題的初步體驗.
認知特點:
建模思想對學(xué)生的應(yīng)用、合作、探究、創(chuàng)新意識都有較高要求,在這方面尚需要教師精心的組織引導(dǎo).
四、說教法
選用合作探究與嘗試概括相結(jié)合的教學(xué)方法.
在教學(xué)中,從精心創(chuàng)設(shè)的問題情境出發(fā),為學(xué)生提供更多的機會和時間,提問質(zhì)疑、嘗試探究、討論交流、歸納總結(jié)等,促使學(xué)生的思維空間充分開放;積極營造出一個有利于人際溝通與合作的環(huán)境,使學(xué)生學(xué)會交流和分享自己的成果,并能把每個人的成果進行有效的整合,增強團隊意識;豐富學(xué)生對數(shù)學(xué)與日常生活緊密聯(lián)系的體驗,感受數(shù)學(xué)的實際價值,增強應(yīng)用意識,發(fā)展創(chuàng)新意識,真正做到學(xué)有所思、思有所得、得有所悟,悟有所獲,獲有所用.
五、說設(shè)計
1.挖掘背景,提出問題
請同學(xué)們根據(jù)下面的兩個實驗,提出數(shù)學(xué)問題:
模擬實驗1、動畫演示摞磚游戲,
模擬實驗2、師生一起動手做折紙游戲.
設(shè)計意圖:這兩個實驗都源于學(xué)生熟悉的生活背景,在認真觀察、實際操作中,要求學(xué)生充分發(fā)揮自己的特長與個性,從不同角度、層次挖掘其中所蘊涵的數(shù)學(xué)問題,最終獲得數(shù)學(xué)建模的初步體驗.這樣做,不僅要求學(xué)生能夠自己發(fā)現(xiàn)問題,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模與解應(yīng)用題的不同;也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分體現(xiàn)了“數(shù)學(xué)是自然的”這一新課程理念.
2.閱讀問題,嘗試建模
請同學(xué)們閱讀下面的問題,并建立相關(guān)的函數(shù)模型:
問題1張女士給今年上大學(xué)的兒子花5400元買了一部“蘋果”手機.由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展,手機成本不斷降低,每隔一年手機的價格降低30﹪,四年后大學(xué)畢業(yè)時此人這部手機還值多少錢?
設(shè)計意圖:這個問題選自學(xué)生關(guān)注的日常生活,其背景對學(xué)生來說非常熟悉,在已有知識的基礎(chǔ)上,學(xué)生通過認真的閱讀,能夠用指數(shù)型函數(shù)來解決這個問題,這樣的設(shè)計可以使學(xué)生體驗數(shù)學(xué)在解決實際問題中的作用,發(fā)展數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識,提高實踐能力.
問題2某桶裝水經(jīng)營部每天的房租、人員工資等固定成本為200元,每桶水的
問題3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,把汽車與A地的距離x表示為時間t(小時)的函數(shù),并畫出函數(shù)的圖象.設(shè)計意圖:這兩個問題的處理都交給學(xué)生完成,目的在于培養(yǎng)學(xué)生收集、分析和加工信息的能力.學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析、模型整合、獨立思考、合作交流,真正成為學(xué)習(xí)的踐行者,課堂的主人..另外,通過小組內(nèi)部的合作,還增強了學(xué)生的合作意識,這也是現(xiàn)代人所必須具備的基本素質(zhì).
3.探究模型,回歸說明
數(shù)學(xué)建模思想:①從一個實際背景中抽象出數(shù)學(xué)問題;
②用相關(guān)的函數(shù)知識來描述數(shù)學(xué)問題;
③對函數(shù)模型進行分析
④回歸說明實際問題.
例題我們公司有一筆資金用于投資,現(xiàn)有三種投資方案可供選擇,這三種方案的回報如下:方案一:每天回報40元;
方案二:第一天回報10元,以后每天比前一天多回報10元;
方案三:第一天回報0.4元,以后每天的回報比前一天翻一番.
如果你作為公司的一員,會選擇哪種投資方案呢?
請同學(xué)們根據(jù)下面的分析,解決這個問題:
(1)選擇投資方案的標準是什么?
(2)“翻一番”的含義怎樣理解?
(3)研究函數(shù)問題的方法有幾種,分別是什么?
設(shè)計意圖:面對精心創(chuàng)設(shè)的問題情境,通過恰點恰時而又層層遞進的問題串,讓學(xué)生在不斷的觀察、思考和探究的過程中,選擇恰當?shù)暮瘮?shù)模型,借助三種不同的表示方法,弄清幾個函數(shù)間的增長差異.這種處理方式,一方面可以使學(xué)生學(xué)會如何選擇恰當?shù)谋硎拘问綄栴}進行分析,另一方面也提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力.
4.歸納體會,類比應(yīng)用
(1)今天你學(xué)到了什么?
(2)請同學(xué)們針對新課引入中的兩個實驗,建立相關(guān)的函數(shù)模型,并分析它的增長特點.
設(shè)計意圖:本環(huán)節(jié)以討論的形式展開,在熱烈的討論過程中,再現(xiàn)本節(jié)課的知識體系,梳理整個探究過程中體現(xiàn)的思想方法,優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),使之系統(tǒng)化、條理化,加強對知識間內(nèi)在聯(lián)系的理解和認識.
5.布置作業(yè),課外延伸
鞏固性作業(yè):P107習(xí)題3.2A組:1、2、3
課外探究:收集身邊有關(guān)分期付款的信息,建立并分析相關(guān)的數(shù)學(xué)模型課后作業(yè)分為兩種形式,體現(xiàn)作業(yè)的鞏固性和發(fā)展性原則,鞏固性作業(yè)用于檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,而課外探究采用開放性問題,供學(xué)生課后研究,有利于擴展學(xué)生的數(shù)學(xué)視野,提高實踐能力,它也是新課標里研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容的一部分.六、說評價
要注意:過程與結(jié)果并重;自評與互評并重;建立學(xué)生的成長檔案.
在評價學(xué)生課堂活動中的表現(xiàn)時,不苛求數(shù)學(xué)建模過程的嚴密,結(jié)果的準確,要重過程,重參與,其內(nèi)容應(yīng)關(guān)注:創(chuàng)新性、現(xiàn)實性、真實性、合理性、有效性,有一項做得好就要給與充分的肯定.
七、說開發(fā)
作為數(shù)學(xué)建模的起始課,本節(jié)課可以開發(fā)出豐富的課程資源,要重點關(guān)注兩個方面:
1.研究性學(xué)習(xí)課題數(shù)列在分期付款中的應(yīng)用;
線性規(guī)劃的實際應(yīng)用;
定積分在經(jīng)濟生活中的應(yīng)用
2.相關(guān)的選修專題3-2信息安全與密碼
3-3球面上的幾何
3-5歐拉公式與閉曲面分類
4-3數(shù)列與差分
4-7優(yōu)化法與試驗設(shè)計初步
4-10開關(guān)電路與布爾代數(shù)