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新教材高中数学同步精品讲练必修第一册 第4章 4.5 函数的零点与方程的解及应用(2份打包,原卷版+教师版)
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§4.5 函数的应用(二)
4.5.1 函数的零点与方程的解
学习目标
1.了解函数的零点、方程的解与图象交点三者之间的联系.
2.会借助函数零点存在定理判断函数的零点所在的大致区间.
3.能借助函数单调性及图象判断零点个数.
知识点一 函数的零点
1.概念:对于一般函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
2.函数的零点、函数的图象与x轴的交点、对应方程的根的关系:
思考 函数的零点是函数与x轴的交点吗?
答案为:不是.函数的零点不是一个点,而是一个数,该数是函数图象与x轴交点的横坐标.
知识点二 函数零点存在定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.
思考1 函数零点存在定理的条件有哪些?
答案为:定理要求具备两条:①函数在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线;②f(a)·f(b)<0.
思考2 在函数零点存在定理中,若f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在(a,b)内存在零点.则满足什么条件时f(x)在(a,b)上有唯一零点?
答案为:满足f(x)在(a,b)内连续且单调,且f(a)·f(b)<0.
1.函数f(x)=3x﹣2的零点为.( )
2.若f(a)·f(b)>0,则f(x)在[a,b]内无零点.( )
3.若f(x)在[a,b]上为单调函数,且f(a)·f(b)<0,则f(x)在(a,b)内有且只有一个零点.( )
4.若f(x)在(a,b)内有且只有一个零点,则f(a)·f(b)<0.( )
5.若函数f(x)满足f(a)·f(b)<0,则函数在区间[a,b]上至少有一个零点.( )
一、求函数的零点
例1 (1)求函数f(x)=的零点;
(2)已知函数f(x)=ax﹣b(a≠0)的零点为3,求函数g(x)=bx2+ax的零点.
反思感悟 探究函数零点的两种求法
(1)代数法:求方程f(x)=0的实数根,若存在实数根,则函数存在零点,否则函数不存在零点.
(2)几何法:与函数y=f(x)的图象联系起来,图象与x轴的交点的横坐标即为函数的零点.
跟踪训练1 求下列函数的零点:
(1)f(x)=(lg x)2﹣lg x; (2)f(x)=x3﹣2x2﹣x+2.
二、零点的个数问题
例2 判断下列函数零点的个数.
(1)f(x)=x2﹣x+; (2)f(x)=ln x+x2﹣3.
反思感悟 判断函数零点个数的四种常用方法
(1)利用方程根,转化为解方程,有几个不同的实数根就有几个零点.
(2)画出函数y=f(x)的图象,判定它与x轴的交点个数,从而判定零点的个数.
(3)结合单调性,利用函数零点存在定理,可判定y=f(x)在(a,b)上零点的个数.
(4)转化成两个函数图象的交点个数问题.
跟踪训练2 已知函数f(x)=和函数g(x)=log2x,则函数h(x)=f(x)﹣g(x)的零点个数是________.
三、判断零点所在的区间
例3 (1)f(x)=ex+x﹣2的零点所在的区间是( )
A.(﹣2,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,2)
(2)由表格中的数据,可以断定方程ex﹣3x﹣2=0的一个根所在的区间是( )
x
0
1
2
3
4
ex
1
2.72
7.39
20.09
54.60
3x+2
2
5
8
11
14
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
反思感悟 确定函数f(x)零点所在区间的常用方法
(1)解方程法:当对应方程f(x)=0易解时,可先解方程,再看求得的根是否落在给定区间上.
(2)利用函数零点存在定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若f(a)·f(b)<0,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(3)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
跟踪训练3 若方程xlg(x+2)=1的实根在区间(k,k+1)(k∈Z)上,则k等于( )
A.﹣2 B.1 C.﹣2或1 D.0
根据零点情况求参数范围
典例 函数f(x)=x2﹣2|x|+a﹣1有四个不同的零点,求实数a的取值范围.
1.函数f(x)=log2x的零点是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.函数f(x)=2x﹣的零点所在的区间是( )
A.(1,+∞) B.(,1) C.(,) D.(,)
3.对于函数f(x),若f(﹣1)·f(3)<0,则( )
A.方程f(x)=0一定有一实数解 B.方程f(x)=0一定无实数解
C.方程f(x)=0一定有两实根 D.方程f(x)=0可能无实数解
4.函数f(x)=(x﹣1)(x2+3x﹣10)的零点有________个.
5.若是函数f(x)=2x2﹣ax+3的一个零点,则f(x)的另一个零点是________.
1.知识清单:
(1)函数的零点定义.
(2)函数零点存在定理.
2.方法归纳:转化法、数形结合法.
3.常见误区:
(1)忽视函数零点存在定理的应用条件.
(2)不能把函数、方程问题相互灵活转化.
1.下列函数不存在零点的是( )
A.y=x﹣ B.y=
C.y=logax2(a>0且a≠1) D.y=
2.函数f(x)=log3x﹣8+2x的零点一定位于区间( )
A.(5,6) B.(3,4) C.(2,3) D.(1,2)
3.已知f(x)为奇函数,且该函数有三个零点,则三个零点之和等于( )
A.0 B.1 C.﹣1 D.不能确定
4.已知函数f(x)=则函数f(x)的零点为( )
A.,0 B.﹣2,0 C. D.0
5.方程x+log3x=3的解为x0,若x0∈(n,n+1),n∈N,则n等于( )
A.0 B.1 C.2 D.3
6.已知函数f(x)=x2﹣ax﹣b的两个零点是2和3,则函数g(x)=bx2﹣ax﹣1的零点是________.
7.函数f(x)=x2﹣2x在R上的零点个数是________.
8.若abc≠0,且b2=ac,则函数f(x)=ax2+bx+c的零点的个数是________.
9.判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出其零点.
(1)f(x)=﹣x2+2x﹣1; (2)f(x)=x4﹣x2;
(3)f(x)=4x+5; (4)f(x)=log3(x+1).
10.已知函数f(x)=2a·4x﹣2x﹣1.
(1)当a=1时,求函数f(x)的零点;
(2)若f(x)有零点,求a的取值范围.
11.若函数y=()|x﹣1|+m有零点,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣∞,﹣1] B.[﹣1,+∞) C.[﹣1,0) D.(0,+∞)
12.函数f(x)=ax2+bx+c,若f(1)>0,f(2)<0,则f(x)在(1,2)上零点的个数为( )
A.至多有一个 B.有两个
C.有且仅有一个 D.一个也没有
13.若方程|x2﹣4x|﹣a=0有四个不相等的实根,则实数a的取值范围是________.
14.已知函数f(x)=3x+x,g(x)=log3x+2,h(x)=log3x+x的零点依次为a,b,c,则a,b,c的大小关系是________.
15.设f(x)与g(x)是定义在同一区间[a,b]上的两个函数,若函数y=f(x)﹣g(x)在x∈[a,b]上有两个不同的零点,则称f(x)和g(x)在[a,b]上是“关联函数”,区间[a,b]称为“关联区间”.若f(x)=x2﹣3x+4与g(x)=2x+m在[0,3]上是“关联函数”,则m的取值范围是( )
A.(﹣,-2] B.[-1,0] C.(﹣∞,﹣2] D.(﹣,+∞)
16.已知函数f(x)=﹣3x2+2x﹣m+1.
(1)当m为何值时,函数有两个零点、一个零点、无零点;
(2)若函数恰有一个零点在原点处,求m的值;
(3)若f(x)=0有两个根,且一个根大于2,一个根小于2,求实数m的取值范围.
4.5.2 用二分法求方程的近似解
学习目标
1.了解二分法的原理及其适用条件.
2.掌握二分法的实施步骤.
3.体会二分法中蕴含的逐步逼近与程序化思想.
知识点一 二分法
对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
思考1 若函数y=f(x)在定义域内有零点,该零点是否一定能用二分法求解?
答案为:二分法只适用于函数的变号零点(即函数值在零点两侧符号相反),因此函数值在零点两侧同号的零点不能用二分法求解,如f(x)=(x﹣1)2的零点就不能用二分法求解.
思考2 二分法的解题原理是什么?
答案为:函数零点存在定理.
知识点二 用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤
1.确定零点x0的初始区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0.
2.求区间(a,b)的中点c.
3.计算f(c),并进一步确定零点所在的区间
(1)若f(c)=0(此时x0=c),则c就是函数的零点.
(2)若f(a)·f(c)<0(此时x0∈(a,c)),则令b=c.
(3)若f(c)·f(b)<0(此时x0∈(c,b)),则令a=c.
4.判断是否达到精确度ε:若|a﹣b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复步骤2~4.
以上步骤可简化为:定区间,找中点,中值计算两边看;同号去,异号算,零点落在异号间;周而复始怎么办?精确度上来判断.
1.如果函数零点两侧函数值同号,不适合用二分法求此零点近似值.( )
2.要用二分法,必须先确定零点所在区间.( )
3.用二分法最后一定能求出函数零点.( )
4.达到精确度后,所得区间内任一数均可视为零点的近似值.( )
一、二分法概念的理解
例1 (1)(多选)下列函数图象与x轴均有交点,能用二分法求函数零点近似值的是( )
(2)用二分法求方程2x+3x﹣7=0在区间(1,3)内的近似解,取区间的中点为x0=2,那么下一个有根的区间是________.
反思感悟 运用二分法求函数的零点应具备的条件
(1)函数图象在零点附近连续不断.
(2)在该零点左右函数值异号.
只有满足上述两个条件,才可用二分法求函数零点.
跟踪训练1 已知函数f(x)的图象如图,其中零点的个数与可以用二分法求解的个数分别为( )
A.4,4 B.3,4 C.5,4 D.4,3
二、用二分法求方程的近似解
例2 用二分法求方程2x3+3x﹣3=0的一个正实数近似解(精确度是0.1).
反思感悟 利用二分法求方程的近似解的步骤
(1)构造函数,利用图象确定方程的解所在的大致区间,通常取区间(n,n+1),n∈Z.
(2)利用二分法求出满足精确度的方程的解所在的区间M.
(3)区间M内的任一实数均是方程的近似解,通常取区间M的一个端点.
跟踪训练2 求函数f(x)=x3﹣3x2﹣9x+1的一个负零点(精确度0.01).
1.观察下列函数的图象,判断能用二分法求其零点的是( )
2.下列函数中,必须用二分法求其零点的是( )
A.y=x+7 B.y=5x﹣1 C.y=log3x D.y=()x﹣x
3.用二分法求函数f(x)=x3+5的零点可以取的初始区间是( )
A.(﹣2,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,2)
4.用二分法研究函数f(x)=x3+3x﹣1的零点时,第一次计算,得f(0)<0,f(0.5)>0,第二次应计算f(x1),则x1等于( )
A.1 B.﹣1 C.0.25 D.0.75
5.已知函数f(x)=x3﹣2x﹣2,f(1)·f(2)<0,用二分法逐次计算时,若x0是[1,2]的中点,则f(x0)=________.
1.知识清单:
(1)二分法的定义.
(2)利用二分法求函数的零点、方程的近似解.
2.方法归纳:化归、逼近.
3.常见误区:
二分法并不适用于所有零点,只能求函数的变号零点.
1.用二分法求如图所示的函数f(x)的零点时,不可能求出的零点是( )
A.x1 B.x2 C.x3 D.x4
2.设f(x)=lg x+x﹣3,用二分法求方程lg x+x﹣3=0在(2,3)内近似解的过程中得f(2.25)<0,f(2.75)>0,f(2.5)<0,f(3)>0,则方程的根落在区间( )
A.(2,2.25) B.(2.25,2.5) C.(2.5,2.75) D.(2.75,3)
3.用二分法求函数f(x)在(a,b)内的唯一零点时,精确度为0.001,则结束计算的条件是( )
A.|a﹣b|<0.1 B.|a﹣b|<0.001 C.|a﹣b|>0.001 D.|a﹣b|=0.001
4.(多选)在用二分法求函数f(x)的一个正实数零点时,经计算,f(0.64)<0,f(0.72)>0,f(0.68)<0,则函数的一个精确度为0.05的正实数零点的近似值可以为( )
A.0.68 B.0.72 C.0.7 D.0.6
5.若函数f(x)=x3+x2﹣2x﹣2的一个正数零点附近的函数值用二分法逐次计算,参考数据如下表:
f(1)=﹣2
f(1.5)=0.625
f(1.25)=﹣0.984
f(1.375)=﹣0.260
f(1.438)=0.165
f(1.406 5)=﹣0.052
那么方程x3+x2﹣2x﹣2=0的一个近似根(精确度0.05)为( )
A.1.5 B.1.375 C.1.438 D.1.25
6.用二分法求函数f(x)在区间[a,b]内的零点时,需要的条件是________.(填序号)
①f(x)在[a,b]上连续不断;②f(a)·f(b)<0; ③f(a)·f(b)>0;④f(a)·f(b)≥0.
7.用二分法求方程x3﹣2x﹣5=0在区间(2,4)上的实数根时,取中点x1=3,则下一个有根区间是________.
8.用二分法求函数f(x)=ln x+2x﹣6在区间(2,3)内的零点近似值,至少经过________次二分后精确度达到0.1.
9.判断函数f(x)=2x3﹣1的零点个数,并用二分法求零点的近似值.(精确度0.1)
10.已知函数f(x)=3x+在(﹣1,+∞)上单调递增,用二分法求方程f(x)=0的正根(精确度0.01).
11.若函数f(x)在[a,b]上的图象为一条连续不断的曲线,且同时满足f(a)·f(b)<0,f(a)·f ()>0,则( )
A.f(x)在[a,]上有零点 B.f(x)在[,b]上有零点
C.f(x)在[a,]上无零点 D.f(x)在[,b]上无零点
12.用二分法求函数的零点,经过若干次运算后函数的零点在区间(a,b)内,当|a﹣b|<ε(ε为精确度)时,函数零点的近似值x0=与真实零点的误差的取值范围为( )
A.[0,ε) B.[0,) C.[0,ε) D.[0,2ε)
13.函数f(x)=x2+ax+b有零点,但不能用二分法求出,则a,b的关系是________.
14.某同学在借助计算器求“方程lg x=2﹣x的近似解(精确度0.1)”时,设f(x)=lg x+x﹣2,算得f(1)<0,f(2)>0;在以下过程中,他用“二分法”又取了4个x的值,计算了其函数值的正负,并得出判断:方程的近似解是x≈1.8.那么他再取的x的4个值依次是______________.
15.用二分法求方程ln(2x+6)+2=3x的根的近似值时,令f(x)=ln(2x+6)+2﹣3x,并用计算器得到下表:
x
1.00
1.25
1.375
1.50
f(x)
1.079 4
0.191 8
﹣0.360 4
﹣0.998 9
则由表中的数据,可得方程ln(2x+6)+2=3x的一个近似解(精确度为0.1)为( )
A.1.125 B.1.312 5 C.1.437 5 D.1.468 75
16.在26枚崭新的金币中,其中有一枚外表与它们完全相同的假币(质量不同,假币较轻),现在只有一台天平,请问:你最少称多少次能保证一定可以发现这枚假币?
4.5.3 函数模型的应用
学习目标
1.能利用已知函数模型求解实际问题.
2.能自建确定性函数模型解决实际问题.
3.了解建立拟合函数模型的步骤,并了解检验和调整的必要性.
知识点一 几类已知函数模型
函数模型
函数解析式
一次函数模型
f(x)=ax+b(a,b为常数,a≠0)
反比例函数模型
f(x)=+b(k,b为常数且k≠0)
二次函数模型
f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
指数型函数模型
f(x)=bax+c(a,b,c为常数,b≠0,a>0且a≠1)
对数型函数模型
f(x)=blogax+c(a,b,c为常数,b≠0,a>0且a≠1)
幂函数型模型
f(x)=axn+b(a,b为常数,a≠0)
知识点二 应用函数模型解决问题的基本过程
1.审题——弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择模型.
2.建模——将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识建立相应的数学模型.
3.求模——求解数学模型,得出数学模型.
4.还原——将数学结论还原为实际问题.
1.实际问题中两个变量之间一定有确定的函数关系.( )
2.函数模型中,要求定义域只需使函数式有意义.( )
3.用函数模型预测的结果和实际结果必须相等,否则函数模型就无存在意义了.( )
4.在选择实际问题的函数模型时,必须使所有的数据完全符合该函数模型.( )
5.利用函数模型求实际应用问题的最值时,要特别注意取得最值时的自变量与实际意义是否相符.( )
一、指数型函数模型
例1 一种放射性元素,最初的质量为500 g,按每年10%衰减.
(1)求t年后,这种放射性元素的质量w的表达式;
(2)由求出的函数表达式,求这种放射性元素的半衰期(结果精确到0.1).
反思感悟 在实际问题中,有关人口增长、银行复利、细胞分裂等增长率问题常可以用指数型函数模型表示,通常可以表示为y=N(1+p)x(其中N为基础数,p为增长率,x为时间)的形式.
跟踪训练1 物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却规律来描述,设物体的初始温度是T0,经过一定时间t后的温度是T,则T﹣Ta=(T0﹣Ta)×,其中Ta表示环境温度,h称为半衰期,现有一杯用88 ℃热水冲的速溶咖啡,放在24 ℃的房间中,如果咖啡降温到40 ℃需要20 min,那么降温到32 ℃时,需要多长时间?
二、对数型函数模型
例2 2018年12月8日,我国的“长征”三号火箭成功发射了嫦娥四号探测器,这标志着中国人民又迈出了具有历史意义的一步.火箭的起飞质量M是箭体(包括搭载的飞行器)的质量m(吨)和燃料质量x(吨)之和.在不考虑空气阻力的条件下,假设火箭的最大速度y(km/s)关于x(吨)的函数关系式为y=k[ln(m+x)﹣ln(m)]+4ln 2(其中k≠0).当燃料质量为(﹣1)m吨时,该火箭的最大速度为4 km/s.
(1)求“长征”三号系列火箭的最大速度y与燃料质量x之间的函数关系式;
(2)已知“长征”三号火箭的起飞质量M是479.8吨,则应装载多少吨燃料才能使火箭的最大飞行速度达到8 km/s?(结果精确到0.1吨,e取2.718)
反思感悟 对数函数应用题的基本类型和求解策略
(1)基本类型:有关对数函数的应用题一般都会给出函数的解析式,然后根据实际问题求解.
(2)求解策略:首先根据实际情况求出函数解析式中的参数,或给出具体情境,从中提炼出数据,代入解析式求值,然后根据数值回答其实际意义.
跟踪训练2 “学习曲线”可以用来描述学习某一任务的速度,假设函数t=﹣144lg(1-)中,t表示达到某一英文打字水平所需的学习时间,N表示每分钟打出的字数.则当N=40时,t=________.(已知lg 5≈0.699,lg 3≈0.477)
三、建立拟合函数模型解决实际问题
例3 某企业常年生产一种出口产品,自2017年以来,每年在正常情况下,该产品产量平稳增长.已知2017年为第1年,前4年年产量f(x)(万件)如下表所示:
x
1
2
3
4
f(x)
4.00
5.58
7.00
8.44
(1)画出2017~2020年该企业年产量的散点图;
(2)建立一个能基本反映(误差小于0.1)这一时期该企业年产量变化的函数模型,并求出函数解析式;
(3)2021年(即x=5)因受到某国对我国该产品反倾销的影响,年产量减少30%,试根据所建立的函数模型,确定2021年的年产量为多少?
反思感悟 建立拟合函数与预测的基本步骤
跟踪训练3 水葫芦原产于巴西,1901年作为观赏植物引入我国.现在南方一些水域中水葫芦已泛滥成灾,严重影响航道安全和水生动物生长.某科研团队在某水域放入一定量的水葫芦进行研究,发现其蔓延速度越来越快,经过2个月其覆盖面积为18 m2,经过3个月其覆盖面积为27 m2.现水葫芦的覆盖面积y(单位:m2)与经过的时间x(单位:月,x∈N)的关系有两个函数模型y=kax(k>0,a>1)与y=+q(p>0)可供选择.
(1)试判断哪个函数模型更合适,并求出该模型的解析式;
(2)求原先投放的水葫芦的面积,并求约经过几个月该水域中水葫芦的面积是当初投入的
1 000倍.(参考数据:lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1)
1.一辆汽车在某段路途中的行驶路程s关于时间t变化的图象如图所示,那么图象所对应的函数模型是( )
A.分段函数 B.二次函数 C.指数型函数 D.对数型函数
2.某种植物生长发育的数量y与时间x的关系如下表:
x
1
2
3
…
y
1
3
8
…
则下面的函数关系式中,拟合效果最好的是( )
A.y=2x﹣1 B.y=x2﹣1
C.y=2x﹣1 D.y=1.5x2﹣2.5x+2
3.某位股民购进某只股票,在接下来的交易时间内,他的这只股票先经历了3次涨停(每次上涨10%),又经历了3次跌停(每次下降10%),则该股民这只股票的盈亏情况(不考虑其他费用)为( )
A.略有亏损 B.略有盈利
C.没有盈利也没有亏损 D.无法判断盈亏情况
4.某商人将电视机先按原价提高40%,然后在广告上写上“大酬宾,八折优惠”,结果是每台电视机比原价多赚了270元,则每台电视机的原价为________元.
5.一个模具厂一年中12月份的产量是1月份产量的m倍,那么该模具厂这一年中产量的月平均增长率是________.
1.知识清单:
(1)指数型函数模型.
(2)对数型函数模型.
(3)建立拟合函数模型解决实际问题.
2.方法归纳:转化法.
3.常见误区:实际应用题易忘定义域和作答.
1.某研究小组在一项实验中获得一组关于y,t的数据,将其整理得到如图所示的图形.下列函数中,最能近似刻画y与t之间关系的是( )
A.y=2t B.y=2t2 C.y=t3 D.y=log2t
2.某市家庭煤气的使用量x(m3)和煤气费f(x)(元)满足关系f(x)=已知某家庭2020年前三个月的煤气费如表:
月份
用气量
煤气费
一月份
4 m3
4元
二月份
25 m3
14元
三月份
35 m3
19元
若四月份该家庭使用了20 m3的煤气,则其煤气费为( )
A.11.5元 B.11元 C.10.5元 D.10元
3.一种放射性元素,每年的衰减率是8%,那么a千克的这种物质的半衰期(剩余量为原来的一半)t等于( )
A.lg B.lg C. D.
4.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 B.y=50x2﹣50x+100
C.y=50×2x D.y=100x
5.某地固定电话市话收费规定:前三分钟0.20元(不满三分钟按三分钟计算),以后每加一分钟增收0.10元(不满一分钟按一分钟计算),那么某人打市话550秒,应支付电话费( )
A.1.00元 B.0.90元 C.1.20元 D.0.80元
6.计算机成本不断降低,若每隔3年计算机价格降低,现在价格为8 100元的计算机9年后的价格为________元.
7.一个驾驶员喝了少量酒后,血液中的酒精含量迅速上升到0.3 mg/mL,在停止喝酒后,血液中的酒精含量以每小时25%的速度减少.为了保障交通安全,规定驾驶员血液中的酒精含量不得超过0.09 mg/mL,那么这个驾驶员至少要经过________小时才能开车.(精确到1小时,参考数据:lg 2≈0.30,lg 3≈0.48)
8.某种细菌经30分钟数量变为原来的2倍,且该种细菌的繁殖规律为y=ekt,其中k为常数,t表示时间(单位:小时),y表示1个细菌经繁殖后的总个数,则k=________,经过5小时,1个细菌通过繁殖个数变为________.
9.我们知道,燕子每年秋天都要从北方飞向南方过冬,研究燕子的科学家发现,两岁燕子的飞行速度可以表示为函数v=5log2,单位是m/s,其中O表示燕子的耗氧量.
(1)计算当燕子静止时的耗氧量是多少个单位?
(2)当一只燕子的耗氧量是40个单位时,它的飞行速度是多少?
10.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:(已知:1.01210≈1.126 7,1.01211≈1.140 2,lg 1.2≈0.079,lg 1.012≈0.005)
(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).
11.某公司为激励创新,计划逐年加大研发奖金投入.若该公司2017年全年投入研发奖金130万元.在此基础上,每年投入的研发奖金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发奖金开始超过200万元的年份是(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30)( )
A.2018年 B.2019年 C.2020年 D.2021年
12.根据统计,一名工人组装第x件某产品所用的时间(单位:分钟)为f(x)=(A,c为常数).已知工人组装第4件产品用时30 min,组装第A件产品用时15 min,那么c和A的值分别是( )
A.75,25 B.75,16 C.60,25 D.60,16
13.把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是θ1 ℃,空气的温度是θ0 ℃,t min后物体的温度θ ℃可由公式θ=θ0+(θ1﹣θ0)e﹣0.24t求得,且把温度是100 ℃的物体放在10 ℃的空气中冷却t min后,物体的温度是40 ℃,那么t的值约等于________.(参考数据:ln 3≈1.099,ln 2≈0.693,精确到0.01)
14.某地区发生里氏8.0级特大地震.地震专家对发生的余震进行了监测,记录的部分数据如下表:
强度(J)
1.6×1019
3.2×1019
4.5×1019
6.4×1019
震级(里氏)
5.0
5.2
5.3
5.4
注:地震强度是指地震时释放的能量.
地震强度(x)和震级(y)的模拟函数关系可以选用y=alg x+b(其中a,b为常数).利用散点图(如图)可知a的值等于________.(取lg 2≈0.3进行计算)
15.某公司为了实现1 000万元的利润目标,准备制定一个激励销售人员的奖励方案:销售利润达到10万元时,按销售利润进行奖励,且奖金数额y(单位:万元)随销售利润x(单位:万元)的增加而增加,但奖金数额不超过5万元,同时奖金数额不超过利润的25%,其中下列模型中能符合公司要求的是________.(参考数据:1.003600≈6,lg 7≈0.845)
①y=0.025x;②y=1.003x;③y=1+log7x;④y=x2.
16.某地区不同身高的未成年男性的体重平均值如表:
身高/cm
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
体重/kg
6.13
7.90
9.90
12.15
15.02
17.50
20.92
26.86
31.11
38.85
47.25
55.05
(1)根据表中提供的数据,能否建立恰当的函数模型,使它能比较近似地反映这个地区未成年男性体重y kg与身高x cm的函数关系?试写出这个函数模型的解析式;
(2)若体重超过相同身高男性体重平均值的1.2倍为偏胖,低于0.8倍为偏瘦,那么这个地区一名身高为175 cm,体重为78 kg的在校男生的体重是否正常?
§4.5 函数的应用(二)
4.5.1 函数的零点与方程的解
学习目标
1.了解函数的零点、方程的解与图象交点三者之间的联系.
2.会借助函数零点存在定理判断函数的零点所在的大致区间.
3.能借助函数单调性及图象判断零点个数.
知识点一 函数的零点
1.概念:对于一般函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
2.函数的零点、函数的图象与x轴的交点、对应方程的根的关系:
思考 函数的零点是函数与x轴的交点吗?
答案为:不是.函数的零点不是一个点,而是一个数,该数是函数图象与x轴交点的横坐标.
知识点二 函数零点存在定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.
思考1 函数零点存在定理的条件有哪些?
答案为:定理要求具备两条:①函数在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线;②f(a)·f(b)<0.
思考2 在函数零点存在定理中,若f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在(a,b)内存在零点.则满足什么条件时f(x)在(a,b)上有唯一零点?
答案为:满足f(x)在(a,b)内连续且单调,且f(a)·f(b)<0.
1.函数f(x)=3x﹣2的零点为.( )
2.若f(a)·f(b)>0,则f(x)在[a,b]内无零点.( )
3.若f(x)在[a,b]上为单调函数,且f(a)·f(b)<0,则f(x)在(a,b)内有且只有一个零点.( )
4.若f(x)在(a,b)内有且只有一个零点,则f(a)·f(b)<0.( )
5.若函数f(x)满足f(a)·f(b)<0,则函数在区间[a,b]上至少有一个零点.( )
一、求函数的零点
例1 (1)求函数f(x)=的零点;
(2)已知函数f(x)=ax﹣b(a≠0)的零点为3,求函数g(x)=bx2+ax的零点.
反思感悟 探究函数零点的两种求法
(1)代数法:求方程f(x)=0的实数根,若存在实数根,则函数存在零点,否则函数不存在零点.
(2)几何法:与函数y=f(x)的图象联系起来,图象与x轴的交点的横坐标即为函数的零点.
跟踪训练1 求下列函数的零点:
(1)f(x)=(lg x)2﹣lg x; (2)f(x)=x3﹣2x2﹣x+2.
二、零点的个数问题
例2 判断下列函数零点的个数.
(1)f(x)=x2﹣x+; (2)f(x)=ln x+x2﹣3.
反思感悟 判断函数零点个数的四种常用方法
(1)利用方程根,转化为解方程,有几个不同的实数根就有几个零点.
(2)画出函数y=f(x)的图象,判定它与x轴的交点个数,从而判定零点的个数.
(3)结合单调性,利用函数零点存在定理,可判定y=f(x)在(a,b)上零点的个数.
(4)转化成两个函数图象的交点个数问题.
跟踪训练2 已知函数f(x)=和函数g(x)=log2x,则函数h(x)=f(x)﹣g(x)的零点个数是________.
三、判断零点所在的区间
例3 (1)f(x)=ex+x﹣2的零点所在的区间是( )
A.(﹣2,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,2)
(2)由表格中的数据,可以断定方程ex﹣3x﹣2=0的一个根所在的区间是( )
x
0
1
2
3
4
ex
1
2.72
7.39
20.09
54.60
3x+2
2
5
8
11
14
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
反思感悟 确定函数f(x)零点所在区间的常用方法
(1)解方程法:当对应方程f(x)=0易解时,可先解方程,再看求得的根是否落在给定区间上.
(2)利用函数零点存在定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若f(a)·f(b)<0,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(3)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
跟踪训练3 若方程xlg(x+2)=1的实根在区间(k,k+1)(k∈Z)上,则k等于( )
A.﹣2 B.1 C.﹣2或1 D.0
根据零点情况求参数范围
典例 函数f(x)=x2﹣2|x|+a﹣1有四个不同的零点,求实数a的取值范围.
1.函数f(x)=log2x的零点是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.函数f(x)=2x﹣的零点所在的区间是( )
A.(1,+∞) B.(,1) C.(,) D.(,)
3.对于函数f(x),若f(﹣1)·f(3)<0,则( )
A.方程f(x)=0一定有一实数解 B.方程f(x)=0一定无实数解
C.方程f(x)=0一定有两实根 D.方程f(x)=0可能无实数解
4.函数f(x)=(x﹣1)(x2+3x﹣10)的零点有________个.
5.若是函数f(x)=2x2﹣ax+3的一个零点,则f(x)的另一个零点是________.
1.知识清单:
(1)函数的零点定义.
(2)函数零点存在定理.
2.方法归纳:转化法、数形结合法.
3.常见误区:
(1)忽视函数零点存在定理的应用条件.
(2)不能把函数、方程问题相互灵活转化.
1.下列函数不存在零点的是( )
A.y=x﹣ B.y=
C.y=logax2(a>0且a≠1) D.y=
2.函数f(x)=log3x﹣8+2x的零点一定位于区间( )
A.(5,6) B.(3,4) C.(2,3) D.(1,2)
3.已知f(x)为奇函数,且该函数有三个零点,则三个零点之和等于( )
A.0 B.1 C.﹣1 D.不能确定
4.已知函数f(x)=则函数f(x)的零点为( )
A.,0 B.﹣2,0 C. D.0
5.方程x+log3x=3的解为x0,若x0∈(n,n+1),n∈N,则n等于( )
A.0 B.1 C.2 D.3
6.已知函数f(x)=x2﹣ax﹣b的两个零点是2和3,则函数g(x)=bx2﹣ax﹣1的零点是________.
7.函数f(x)=x2﹣2x在R上的零点个数是________.
8.若abc≠0,且b2=ac,则函数f(x)=ax2+bx+c的零点的个数是________.
9.判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出其零点.
(1)f(x)=﹣x2+2x﹣1; (2)f(x)=x4﹣x2;
(3)f(x)=4x+5; (4)f(x)=log3(x+1).
10.已知函数f(x)=2a·4x﹣2x﹣1.
(1)当a=1时,求函数f(x)的零点;
(2)若f(x)有零点,求a的取值范围.
11.若函数y=()|x﹣1|+m有零点,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣∞,﹣1] B.[﹣1,+∞) C.[﹣1,0) D.(0,+∞)
12.函数f(x)=ax2+bx+c,若f(1)>0,f(2)<0,则f(x)在(1,2)上零点的个数为( )
A.至多有一个 B.有两个
C.有且仅有一个 D.一个也没有
13.若方程|x2﹣4x|﹣a=0有四个不相等的实根,则实数a的取值范围是________.
14.已知函数f(x)=3x+x,g(x)=log3x+2,h(x)=log3x+x的零点依次为a,b,c,则a,b,c的大小关系是________.
15.设f(x)与g(x)是定义在同一区间[a,b]上的两个函数,若函数y=f(x)﹣g(x)在x∈[a,b]上有两个不同的零点,则称f(x)和g(x)在[a,b]上是“关联函数”,区间[a,b]称为“关联区间”.若f(x)=x2﹣3x+4与g(x)=2x+m在[0,3]上是“关联函数”,则m的取值范围是( )
A.(﹣,-2] B.[-1,0] C.(﹣∞,﹣2] D.(﹣,+∞)
16.已知函数f(x)=﹣3x2+2x﹣m+1.
(1)当m为何值时,函数有两个零点、一个零点、无零点;
(2)若函数恰有一个零点在原点处,求m的值;
(3)若f(x)=0有两个根,且一个根大于2,一个根小于2,求实数m的取值范围.
4.5.2 用二分法求方程的近似解
学习目标
1.了解二分法的原理及其适用条件.
2.掌握二分法的实施步骤.
3.体会二分法中蕴含的逐步逼近与程序化思想.
知识点一 二分法
对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
思考1 若函数y=f(x)在定义域内有零点,该零点是否一定能用二分法求解?
答案为:二分法只适用于函数的变号零点(即函数值在零点两侧符号相反),因此函数值在零点两侧同号的零点不能用二分法求解,如f(x)=(x﹣1)2的零点就不能用二分法求解.
思考2 二分法的解题原理是什么?
答案为:函数零点存在定理.
知识点二 用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤
1.确定零点x0的初始区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0.
2.求区间(a,b)的中点c.
3.计算f(c),并进一步确定零点所在的区间
(1)若f(c)=0(此时x0=c),则c就是函数的零点.
(2)若f(a)·f(c)<0(此时x0∈(a,c)),则令b=c.
(3)若f(c)·f(b)<0(此时x0∈(c,b)),则令a=c.
4.判断是否达到精确度ε:若|a﹣b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复步骤2~4.
以上步骤可简化为:定区间,找中点,中值计算两边看;同号去,异号算,零点落在异号间;周而复始怎么办?精确度上来判断.
1.如果函数零点两侧函数值同号,不适合用二分法求此零点近似值.( )
2.要用二分法,必须先确定零点所在区间.( )
3.用二分法最后一定能求出函数零点.( )
4.达到精确度后,所得区间内任一数均可视为零点的近似值.( )
一、二分法概念的理解
例1 (1)(多选)下列函数图象与x轴均有交点,能用二分法求函数零点近似值的是( )
(2)用二分法求方程2x+3x﹣7=0在区间(1,3)内的近似解,取区间的中点为x0=2,那么下一个有根的区间是________.
反思感悟 运用二分法求函数的零点应具备的条件
(1)函数图象在零点附近连续不断.
(2)在该零点左右函数值异号.
只有满足上述两个条件,才可用二分法求函数零点.
跟踪训练1 已知函数f(x)的图象如图,其中零点的个数与可以用二分法求解的个数分别为( )
A.4,4 B.3,4 C.5,4 D.4,3
二、用二分法求方程的近似解
例2 用二分法求方程2x3+3x﹣3=0的一个正实数近似解(精确度是0.1).
反思感悟 利用二分法求方程的近似解的步骤
(1)构造函数,利用图象确定方程的解所在的大致区间,通常取区间(n,n+1),n∈Z.
(2)利用二分法求出满足精确度的方程的解所在的区间M.
(3)区间M内的任一实数均是方程的近似解,通常取区间M的一个端点.
跟踪训练2 求函数f(x)=x3﹣3x2﹣9x+1的一个负零点(精确度0.01).
1.观察下列函数的图象,判断能用二分法求其零点的是( )
2.下列函数中,必须用二分法求其零点的是( )
A.y=x+7 B.y=5x﹣1 C.y=log3x D.y=()x﹣x
3.用二分法求函数f(x)=x3+5的零点可以取的初始区间是( )
A.(﹣2,﹣1) B.(﹣1,0) C.(0,1) D.(1,2)
4.用二分法研究函数f(x)=x3+3x﹣1的零点时,第一次计算,得f(0)<0,f(0.5)>0,第二次应计算f(x1),则x1等于( )
A.1 B.﹣1 C.0.25 D.0.75
5.已知函数f(x)=x3﹣2x﹣2,f(1)·f(2)<0,用二分法逐次计算时,若x0是[1,2]的中点,则f(x0)=________.
1.知识清单:
(1)二分法的定义.
(2)利用二分法求函数的零点、方程的近似解.
2.方法归纳:化归、逼近.
3.常见误区:
二分法并不适用于所有零点,只能求函数的变号零点.
1.用二分法求如图所示的函数f(x)的零点时,不可能求出的零点是( )
A.x1 B.x2 C.x3 D.x4
2.设f(x)=lg x+x﹣3,用二分法求方程lg x+x﹣3=0在(2,3)内近似解的过程中得f(2.25)<0,f(2.75)>0,f(2.5)<0,f(3)>0,则方程的根落在区间( )
A.(2,2.25) B.(2.25,2.5) C.(2.5,2.75) D.(2.75,3)
3.用二分法求函数f(x)在(a,b)内的唯一零点时,精确度为0.001,则结束计算的条件是( )
A.|a﹣b|<0.1 B.|a﹣b|<0.001 C.|a﹣b|>0.001 D.|a﹣b|=0.001
4.(多选)在用二分法求函数f(x)的一个正实数零点时,经计算,f(0.64)<0,f(0.72)>0,f(0.68)<0,则函数的一个精确度为0.05的正实数零点的近似值可以为( )
A.0.68 B.0.72 C.0.7 D.0.6
5.若函数f(x)=x3+x2﹣2x﹣2的一个正数零点附近的函数值用二分法逐次计算,参考数据如下表:
f(1)=﹣2
f(1.5)=0.625
f(1.25)=﹣0.984
f(1.375)=﹣0.260
f(1.438)=0.165
f(1.406 5)=﹣0.052
那么方程x3+x2﹣2x﹣2=0的一个近似根(精确度0.05)为( )
A.1.5 B.1.375 C.1.438 D.1.25
6.用二分法求函数f(x)在区间[a,b]内的零点时,需要的条件是________.(填序号)
①f(x)在[a,b]上连续不断;②f(a)·f(b)<0; ③f(a)·f(b)>0;④f(a)·f(b)≥0.
7.用二分法求方程x3﹣2x﹣5=0在区间(2,4)上的实数根时,取中点x1=3,则下一个有根区间是________.
8.用二分法求函数f(x)=ln x+2x﹣6在区间(2,3)内的零点近似值,至少经过________次二分后精确度达到0.1.
9.判断函数f(x)=2x3﹣1的零点个数,并用二分法求零点的近似值.(精确度0.1)
10.已知函数f(x)=3x+在(﹣1,+∞)上单调递增,用二分法求方程f(x)=0的正根(精确度0.01).
11.若函数f(x)在[a,b]上的图象为一条连续不断的曲线,且同时满足f(a)·f(b)<0,f(a)·f ()>0,则( )
A.f(x)在[a,]上有零点 B.f(x)在[,b]上有零点
C.f(x)在[a,]上无零点 D.f(x)在[,b]上无零点
12.用二分法求函数的零点,经过若干次运算后函数的零点在区间(a,b)内,当|a﹣b|<ε(ε为精确度)时,函数零点的近似值x0=与真实零点的误差的取值范围为( )
A.[0,ε) B.[0,) C.[0,ε) D.[0,2ε)
13.函数f(x)=x2+ax+b有零点,但不能用二分法求出,则a,b的关系是________.
14.某同学在借助计算器求“方程lg x=2﹣x的近似解(精确度0.1)”时,设f(x)=lg x+x﹣2,算得f(1)<0,f(2)>0;在以下过程中,他用“二分法”又取了4个x的值,计算了其函数值的正负,并得出判断:方程的近似解是x≈1.8.那么他再取的x的4个值依次是______________.
15.用二分法求方程ln(2x+6)+2=3x的根的近似值时,令f(x)=ln(2x+6)+2﹣3x,并用计算器得到下表:
x
1.00
1.25
1.375
1.50
f(x)
1.079 4
0.191 8
﹣0.360 4
﹣0.998 9
则由表中的数据,可得方程ln(2x+6)+2=3x的一个近似解(精确度为0.1)为( )
A.1.125 B.1.312 5 C.1.437 5 D.1.468 75
16.在26枚崭新的金币中,其中有一枚外表与它们完全相同的假币(质量不同,假币较轻),现在只有一台天平,请问:你最少称多少次能保证一定可以发现这枚假币?
4.5.3 函数模型的应用
学习目标
1.能利用已知函数模型求解实际问题.
2.能自建确定性函数模型解决实际问题.
3.了解建立拟合函数模型的步骤,并了解检验和调整的必要性.
知识点一 几类已知函数模型
函数模型
函数解析式
一次函数模型
f(x)=ax+b(a,b为常数,a≠0)
反比例函数模型
f(x)=+b(k,b为常数且k≠0)
二次函数模型
f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)
指数型函数模型
f(x)=bax+c(a,b,c为常数,b≠0,a>0且a≠1)
对数型函数模型
f(x)=blogax+c(a,b,c为常数,b≠0,a>0且a≠1)
幂函数型模型
f(x)=axn+b(a,b为常数,a≠0)
知识点二 应用函数模型解决问题的基本过程
1.审题——弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择模型.
2.建模——将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识建立相应的数学模型.
3.求模——求解数学模型,得出数学模型.
4.还原——将数学结论还原为实际问题.
1.实际问题中两个变量之间一定有确定的函数关系.( )
2.函数模型中,要求定义域只需使函数式有意义.( )
3.用函数模型预测的结果和实际结果必须相等,否则函数模型就无存在意义了.( )
4.在选择实际问题的函数模型时,必须使所有的数据完全符合该函数模型.( )
5.利用函数模型求实际应用问题的最值时,要特别注意取得最值时的自变量与实际意义是否相符.( )
一、指数型函数模型
例1 一种放射性元素,最初的质量为500 g,按每年10%衰减.
(1)求t年后,这种放射性元素的质量w的表达式;
(2)由求出的函数表达式,求这种放射性元素的半衰期(结果精确到0.1).
反思感悟 在实际问题中,有关人口增长、银行复利、细胞分裂等增长率问题常可以用指数型函数模型表示,通常可以表示为y=N(1+p)x(其中N为基础数,p为增长率,x为时间)的形式.
跟踪训练1 物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却规律来描述,设物体的初始温度是T0,经过一定时间t后的温度是T,则T﹣Ta=(T0﹣Ta)×,其中Ta表示环境温度,h称为半衰期,现有一杯用88 ℃热水冲的速溶咖啡,放在24 ℃的房间中,如果咖啡降温到40 ℃需要20 min,那么降温到32 ℃时,需要多长时间?
二、对数型函数模型
例2 2018年12月8日,我国的“长征”三号火箭成功发射了嫦娥四号探测器,这标志着中国人民又迈出了具有历史意义的一步.火箭的起飞质量M是箭体(包括搭载的飞行器)的质量m(吨)和燃料质量x(吨)之和.在不考虑空气阻力的条件下,假设火箭的最大速度y(km/s)关于x(吨)的函数关系式为y=k[ln(m+x)﹣ln(m)]+4ln 2(其中k≠0).当燃料质量为(﹣1)m吨时,该火箭的最大速度为4 km/s.
(1)求“长征”三号系列火箭的最大速度y与燃料质量x之间的函数关系式;
(2)已知“长征”三号火箭的起飞质量M是479.8吨,则应装载多少吨燃料才能使火箭的最大飞行速度达到8 km/s?(结果精确到0.1吨,e取2.718)
反思感悟 对数函数应用题的基本类型和求解策略
(1)基本类型:有关对数函数的应用题一般都会给出函数的解析式,然后根据实际问题求解.
(2)求解策略:首先根据实际情况求出函数解析式中的参数,或给出具体情境,从中提炼出数据,代入解析式求值,然后根据数值回答其实际意义.
跟踪训练2 “学习曲线”可以用来描述学习某一任务的速度,假设函数t=﹣144lg(1-)中,t表示达到某一英文打字水平所需的学习时间,N表示每分钟打出的字数.则当N=40时,t=________.(已知lg 5≈0.699,lg 3≈0.477)
三、建立拟合函数模型解决实际问题
例3 某企业常年生产一种出口产品,自2017年以来,每年在正常情况下,该产品产量平稳增长.已知2017年为第1年,前4年年产量f(x)(万件)如下表所示:
x
1
2
3
4
f(x)
4.00
5.58
7.00
8.44
(1)画出2017~2020年该企业年产量的散点图;
(2)建立一个能基本反映(误差小于0.1)这一时期该企业年产量变化的函数模型,并求出函数解析式;
(3)2021年(即x=5)因受到某国对我国该产品反倾销的影响,年产量减少30%,试根据所建立的函数模型,确定2021年的年产量为多少?
反思感悟 建立拟合函数与预测的基本步骤
跟踪训练3 水葫芦原产于巴西,1901年作为观赏植物引入我国.现在南方一些水域中水葫芦已泛滥成灾,严重影响航道安全和水生动物生长.某科研团队在某水域放入一定量的水葫芦进行研究,发现其蔓延速度越来越快,经过2个月其覆盖面积为18 m2,经过3个月其覆盖面积为27 m2.现水葫芦的覆盖面积y(单位:m2)与经过的时间x(单位:月,x∈N)的关系有两个函数模型y=kax(k>0,a>1)与y=+q(p>0)可供选择.
(1)试判断哪个函数模型更合适,并求出该模型的解析式;
(2)求原先投放的水葫芦的面积,并求约经过几个月该水域中水葫芦的面积是当初投入的
1 000倍.(参考数据:lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1)
1.一辆汽车在某段路途中的行驶路程s关于时间t变化的图象如图所示,那么图象所对应的函数模型是( )
A.分段函数 B.二次函数 C.指数型函数 D.对数型函数
2.某种植物生长发育的数量y与时间x的关系如下表:
x
1
2
3
…
y
1
3
8
…
则下面的函数关系式中,拟合效果最好的是( )
A.y=2x﹣1 B.y=x2﹣1
C.y=2x﹣1 D.y=1.5x2﹣2.5x+2
3.某位股民购进某只股票,在接下来的交易时间内,他的这只股票先经历了3次涨停(每次上涨10%),又经历了3次跌停(每次下降10%),则该股民这只股票的盈亏情况(不考虑其他费用)为( )
A.略有亏损 B.略有盈利
C.没有盈利也没有亏损 D.无法判断盈亏情况
4.某商人将电视机先按原价提高40%,然后在广告上写上“大酬宾,八折优惠”,结果是每台电视机比原价多赚了270元,则每台电视机的原价为________元.
5.一个模具厂一年中12月份的产量是1月份产量的m倍,那么该模具厂这一年中产量的月平均增长率是________.
1.知识清单:
(1)指数型函数模型.
(2)对数型函数模型.
(3)建立拟合函数模型解决实际问题.
2.方法归纳:转化法.
3.常见误区:实际应用题易忘定义域和作答.
1.某研究小组在一项实验中获得一组关于y,t的数据,将其整理得到如图所示的图形.下列函数中,最能近似刻画y与t之间关系的是( )
A.y=2t B.y=2t2 C.y=t3 D.y=log2t
2.某市家庭煤气的使用量x(m3)和煤气费f(x)(元)满足关系f(x)=已知某家庭2020年前三个月的煤气费如表:
月份
用气量
煤气费
一月份
4 m3
4元
二月份
25 m3
14元
三月份
35 m3
19元
若四月份该家庭使用了20 m3的煤气,则其煤气费为( )
A.11.5元 B.11元 C.10.5元 D.10元
3.一种放射性元素,每年的衰减率是8%,那么a千克的这种物质的半衰期(剩余量为原来的一半)t等于( )
A.lg B.lg C. D.
4.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 B.y=50x2﹣50x+100
C.y=50×2x D.y=100x
5.某地固定电话市话收费规定:前三分钟0.20元(不满三分钟按三分钟计算),以后每加一分钟增收0.10元(不满一分钟按一分钟计算),那么某人打市话550秒,应支付电话费( )
A.1.00元 B.0.90元 C.1.20元 D.0.80元
6.计算机成本不断降低,若每隔3年计算机价格降低,现在价格为8 100元的计算机9年后的价格为________元.
7.一个驾驶员喝了少量酒后,血液中的酒精含量迅速上升到0.3 mg/mL,在停止喝酒后,血液中的酒精含量以每小时25%的速度减少.为了保障交通安全,规定驾驶员血液中的酒精含量不得超过0.09 mg/mL,那么这个驾驶员至少要经过________小时才能开车.(精确到1小时,参考数据:lg 2≈0.30,lg 3≈0.48)
8.某种细菌经30分钟数量变为原来的2倍,且该种细菌的繁殖规律为y=ekt,其中k为常数,t表示时间(单位:小时),y表示1个细菌经繁殖后的总个数,则k=________,经过5小时,1个细菌通过繁殖个数变为________.
9.我们知道,燕子每年秋天都要从北方飞向南方过冬,研究燕子的科学家发现,两岁燕子的飞行速度可以表示为函数v=5log2,单位是m/s,其中O表示燕子的耗氧量.
(1)计算当燕子静止时的耗氧量是多少个单位?
(2)当一只燕子的耗氧量是40个单位时,它的飞行速度是多少?
10.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:(已知:1.01210≈1.126 7,1.01211≈1.140 2,lg 1.2≈0.079,lg 1.012≈0.005)
(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).
11.某公司为激励创新,计划逐年加大研发奖金投入.若该公司2017年全年投入研发奖金130万元.在此基础上,每年投入的研发奖金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发奖金开始超过200万元的年份是(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30)( )
A.2018年 B.2019年 C.2020年 D.2021年
12.根据统计,一名工人组装第x件某产品所用的时间(单位:分钟)为f(x)=(A,c为常数).已知工人组装第4件产品用时30 min,组装第A件产品用时15 min,那么c和A的值分别是( )
A.75,25 B.75,16 C.60,25 D.60,16
13.把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是θ1 ℃,空气的温度是θ0 ℃,t min后物体的温度θ ℃可由公式θ=θ0+(θ1﹣θ0)e﹣0.24t求得,且把温度是100 ℃的物体放在10 ℃的空气中冷却t min后,物体的温度是40 ℃,那么t的值约等于________.(参考数据:ln 3≈1.099,ln 2≈0.693,精确到0.01)
14.某地区发生里氏8.0级特大地震.地震专家对发生的余震进行了监测,记录的部分数据如下表:
强度(J)
1.6×1019
3.2×1019
4.5×1019
6.4×1019
震级(里氏)
5.0
5.2
5.3
5.4
注:地震强度是指地震时释放的能量.
地震强度(x)和震级(y)的模拟函数关系可以选用y=alg x+b(其中a,b为常数).利用散点图(如图)可知a的值等于________.(取lg 2≈0.3进行计算)
15.某公司为了实现1 000万元的利润目标,准备制定一个激励销售人员的奖励方案:销售利润达到10万元时,按销售利润进行奖励,且奖金数额y(单位:万元)随销售利润x(单位:万元)的增加而增加,但奖金数额不超过5万元,同时奖金数额不超过利润的25%,其中下列模型中能符合公司要求的是________.(参考数据:1.003600≈6,lg 7≈0.845)
①y=0.025x;②y=1.003x;③y=1+log7x;④y=x2.
16.某地区不同身高的未成年男性的体重平均值如表:
身高/cm
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
体重/kg
6.13
7.90
9.90
12.15
15.02
17.50
20.92
26.86
31.11
38.85
47.25
55.05
(1)根据表中提供的数据,能否建立恰当的函数模型,使它能比较近似地反映这个地区未成年男性体重y kg与身高x cm的函数关系?试写出这个函数模型的解析式;
(2)若体重超过相同身高男性体重平均值的1.2倍为偏胖,低于0.8倍为偏瘦,那么这个地区一名身高为175 cm,体重为78 kg的在校男生的体重是否正常?
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