2018-2019学年北师大版必修一 函数模型的应用实例 教案
2018-2019学年北师大版必修一    函数模型的应用实例       教案第1页

  

  【教学目标】

1.知识与技能:

  掌握应用指数型,拟合型函数模型解答实际应用问题的题型特征,提升学生解决简单的实际应用问题的能力.

   2.过程与方法:经历实际应用问题的求解过程,体验指数函数模型、拟合函数模型的题型特征,学会运用函数知识解决实际问题.

3.情感态度价值观:

  了解数学知识 于生活,又服务于实际,从而培养学生的数学应用意识,提高学生学习数学的兴趣.

【重点难点】

1.教学重点:指数函数模型、拟合函数模型的应用;

2.教学难点:依据题设情境,建立函数模型.

【教学策略与方法】

1.教学方法:合作探究、启发诱导,学生动手尝试相结合.

  2.教具准备:多媒体

【教学过程】

教学流程 教师活动 学生活动 设计意图 环节一: 现实生活中有些实际问题所涉及的数学模型是确定的,但需我们利用问题中的数据及其蕴含的关系来建立. 对于已给定数学模型的问题,我们要对所确定的数学模型进行分析评价,验证数学模型的与所提供的数据的吻合程度.

问:对于幂函数、指数函数、对数函数,函数变化的速度有什么不同?

回答问题

复习上节知识,创设情境,引入课题。 环节二:

例1. 一辆汽车在某段路程中的行驶速率与时间的关系如图所示.

(1)求图中阴影部分的面积,并说明所求面积的实际含义;

(2)假设这辆汽车行驶这段路程前的读数为2004 m,试建立行驶这段路程时汽车里程表读数s m与时间t h的函数关系式,并作出相应的图象.

探究: 1)你能写出速度v关于时间t的函数解析式吗?试试看!

2) 你能写出汽车行驶路程s关于时间t的函数解析式吗?试试看!

3) 你能作出s关于时间t的函数的图象吗?试试看

4)将图中的阴影部分隐去,得到的图象什么意义?

5)图中每一个矩形的面积的意义是什么?

6)汽车的行驶里程与里程表读数之间有什么关系?它们关于时间的函数图象又有何关系?

  

  教师引导学生从条块图象的独立性思考问题,把握函数模型的特征.

解:(1)阴影部分的面积为

50×1+80×1+90×1+75×1+65×1=360

阴影部分的面积表示汽车在这5小时内行驶的路程为360 m.

(2) 根据图,有

这个函数的图象如图下所示.

例2. 人口问题是当今世界各国普遍关注的问题.认识人口数量的变化规律,可以为有效控制人口增长提供依据.早在1798年,英国经济学家马尔萨斯(T.R.Malthus,1766-1834)就提出了自然状态下的人口增长模型: y=y0ert,

其中t表示经过的时间,y0表示t=0时的人口数,r表示人口的年平均增长率.

下表是1950 1959年我国人口数据资料:

(1)如果以各年人口增长率的平均值作为我国这一时期的人口增长率(精确到0.0001),用马尔萨斯人口增长模型建立我国在这一时期的具体人口增长模型,并检验所得模型与实际人口数据是否相符;

(2)如果按表的增长趋势,大约在哪一年我国的人口达到13亿?

探究:1)本例中所涉及的数量有哪些?

2)描述所涉及数量之间关系的函数模型是否是确定的,确定这种模型需要几个因素?

3)根据表中数据如何确定函数模型?

4)对于所确定的函数模型怎样进行检验,根据检验结果对函数模型又应作出如何评价?如何根据所确定函数模型具体预测我国某个时期的人口数,实质是何种计算方法?

解: (1)设1951 1959年的人口增长率分别为r1,r2,...,r9.由 55196(1+r1)=56300,

可得1951年的人口增长率 r1≈0.0200.

同理可得,

r2≈0.0210,r3≈0.0229,r4≈0.0250,

r5≈0.0197,r6≈0.0223,r7≈0.0276,

r8≈0.0222,r9≈0.0184.于是,1951 1959年期间,我国人口的年均增长率为 r=(r1+r2+... +r9)÷9≈0.0221.

令y0=55196,则我国在1950 1959年期间的人口增长模型为

y=55196e0.0221t,t∈N. 根据表中的数据作出散点图,并作出函数y=55196e0.0221t(t∈N)的图象(如下图).

由上图可以看出,所得模型与1950 1959年的实际人口数据基本吻合.

(2)将y=130000代入

y=55196e0.0221t(t∈N),

由计算器可得 t≈38.76. 所以,如果按表的增长趋势,那么大约在1950年后的第39年(即1989年)我国的人口就已达到13亿.由此可以看到如果不实行计划生育,而是让人口自然增长,今天我国将面临难以承受的人口压力.

练习:课本104页 1、2题

例3 某桶装水经营部每天的房租、人员工资等固定成本为200元,每桶水的进价是5元.销售单价与日均销售量的关系如表所示:

销售单价/元 6 7 8 9 日均销售量/桶 480 440 400 360 销售单价/元 10 11 12 日均销售量/桶 320 280 240 请据以上数据作出分析,这个经营部怎样定价才能获得最大利润?

探究:1)你能看出表中的数据有什么变化规律?假设每桶水在进价的基础上增加x元,日均销售量为多少?

2) 设日均销售利润为y元,那么y与x的关系如何?

3) 上述关系表明,日均销售利润y元是x 的函数,那么这个函数的定义域是什么?

4) :这个经营部怎样定价才能获得最大利润?

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

13) 解:根据表,销售单价每增加1元,日均销售量就减少40桶.设在进价基础上增加x元后,日均销售利润为y 元,而在此情况下的日均销售量就为

480-40(x-1)=520-40x(桶)

由于x>0且520-40x>0,即0<x<13,于是可得

y=(520-40x)x-200

= -40x2+520x-200,0<x<13

易知,当x=6.5时,y有最大值.

所以,只需将销售单价定为11.5元,就可获得最大的利润.

思考:你能总结一下用函数解决应用性问题中的最值问题的一般思路吗?

例4 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 体重/ g 6.13 7.90 9.90 12.15 15.02 17.50 身高/cm 120 130 140 150 160 170 体重/ g 20.92 26.86 31.11 38.85 47.25 55.05 (1)根据表提供的数据,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 g与身高xcm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175cm,体重为78 g的在校男生的体重是否正常?

探究;1)上表提供的数据对应的散点图大致如何?

2) 根据这些点的分布情况,可以选用那个函数模型进行拟合,使它能比较近似地反映这个地区未成年男性体重与身高的函数关系?

3) 如何求出函数关系式中参数a,b?

解:(1)以身高为横坐标,体重为纵坐标,画出散点图.根据点的分布特征,可考虑以y=a·bx作为刻画这个地区未成年男性的体重与身高关系的函数模型.

如果取其中的两组数据(70,7.90),(160,47.25),代入y=a·bx得:,用计算器算得a≈2,b≈1.02.

这样,我们就得到一个函数模型:y=2×1.02x.

将已知数据代入上述函数解析式,或作出上述函数的图象,可以发现,这个函数模型与已知数据的拟合程度较好,这说明它能较好地反映这个地区未成年男性体重与身高的关系.

(2)将x=175代入y=2×1.02x得y=2×1.02175,

由计算器算得y≈63.98.

由于78÷63.98≈1.22>1.2,

所以,这个男生偏胖.

思考4:这个例题有什么特点?

此类问题由数据不能直接得出确定的函数模型,需要画散点图,通过图象特点选择合适的函数模型,再通过代入点的坐标求出近似模型,再对实际问题作出预测

思考5:你能总结一下用拟合函数解决应用性问题的基本过程吗?

学生感悟体验,思考回答。

先让学生尝试着解答本题。

学生互相交流,回答补充

学生独立完成,代表板演。

学生回答问题

学生板演解题步骤

学生独立画图,思考问题,代表回答。

在老师的引导下审题、建模、求解、检验、尝试完成此例

小组讨论,总结

利用问题中的数据及其蕴含的关系建立数学模型.此题的主要意图是让学生用函数模型(分段函数)刻画实际问题.

问题的引导可以使学生更好的把握问题的关键。

通过实例求解,提炼方法整合思路提升能力.

让学生验证问题中的数据与所提供的数学模型是否吻合,并用数学模型解释实际问题,并利用模型进行预测。

以旧引新激发兴趣,再现应用技能.

通过学生的板演,规范解题步骤。

通过实例求解,提炼方法整合思路提升能力.

总结解题思路,提高解题能力。