去伪存真 巧解函数模型应用题
新课标加大了对应用问题的考查,而函数的应用问题也是训练同学们建立模型的好素材,因此也成为了高考命题的热点,本文通过比较建立不同的数学模型,来探讨如何建立效果最好的函数模型。
例:某皮鞋厂,从今年1月份开始投产,并且前4个月的产量分别为1万双,1.2万双,
1.3万双,1.37万双。
由于产品质量好,款式新颖,前几个月的产品销售情况良好。
为了推销员在推销产品时,接受定单不至于过多或过少,需要估测以后几个月的产量,厂里分析,产量的增加是由于工人生产熟练和理顺了生产流程。
厂里也暂时不准备增加设备和工人。
假如你是厂长,将会采用什么办法估算以后几个月的产量。
分析:本题是通过数据验证,确定系数,然后分析确定函数变化情况,最终找出与实际最接近的函数模型。
解:由题意知:可以得到四个点()()()()1,1,2,1.2,3,1.3,4,1.37A B C D 。
解法一:用一次函数模拟
设模拟函数为y ax b =+,以,B C 两点的坐标代入函数式,有2 1.23 1.3
a b a b +=⎧⎨+=⎩ 解得
0.11a b =⎧⎨=⎩
,所以得0.11y x =+。
评价:此法的结论是:在不增加工人和设备的条件下,产量会月月上升1000双,这是不可能的。
解法二:用二次函数模拟
设2
y ax bx c =++,将,,A B C 三点的坐标代入,有 1,42 1.2,93 1.3,a b c a b c a b c ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩ 解得0.05,0.35,0.7,a b c =-⎧⎪=⎨⎪=⎩
所以2
0.050.350.7y x x =-++。
评价:有此法计算4月份产量为1.3万双,比实际产量少700双。
而且,由二次函数性质可知,产量自4月份开始将月月下降(图象开口向下,对称轴方程是 3.5x =),这显然不符合实际情况。
解法三:用幂函数模拟
设y b =,将,A B
两点的坐标代入,有1 1.2
a b b +=⎧⎪+=解得0.48,0.52.a b =⎧⎨=⎩
所以0.52y =。
评价:以3,4x x ==代入,分别得到 1.35, 1.48y y ==,与实际产量差距较大。
这是因为
此法只使用了两个月的数据。
解法四:用指数函数模拟
设x y ab c =+,将,,A B C 三点的坐标代入,得231,1.2,1.3,ab c ab c ab c +=⎧⎪+=⎨⎪+=⎩
解得0.8,0.5,1.4,a b c =-⎧⎪=⎨⎪=⎩
所以0.80.5 1.4x y =-⨯+。
评价:以4x =代入得40.80.5 1.4y =-⨯+=1.35,比较接近1.37。
比较上述四个模拟函数的优劣,既要考虑到误差最小,又要考虑生产的实际问题,比如增产的趋势和可能性。
经过筛选,以指数函数模拟为佳。
一是误差最小;二是由于新建厂,开始随着工人技术、管理效益逐渐提高,一段时间内产量会明显上升,但经过一段时间之后,如果不更新设备,产量必然趋于稳定,而指数函数模拟恰好反映了这种趋势。
因此选用0.80.5 1.4x y =-⨯+模拟比较接近客观实际。
点评:对于本题而言首先找出几种方案,通过计算比较,确定出最佳方案,这是这类问题的突出特点。