当x>x2时,f(x)>g(x),且g(x)在(0,+∞)上是增函数.
∴f(2016)>g(2016)>g(8)>f(8).
[规律方法] 三种函数模型的表达形式及其增长特点:
(1)指数函数模型:
能用指数型函数f(x)=abx+c(a,b,c为常数,a>0,b>1)表达的函数模型,其增长特点是随着自变量x的增大,函数值增长的速度越来越快,常称之为“指数爆炸〞.
(2)对数函数模型:
能用对数型函数f(x)=mlogax+n(m,n,a为常数,m≠0,x>0,a>1)表达的函数模型,其增长的特点是开始阶段增长得较快,但随着x的逐渐增大,其函数值变化得越来越慢,常称之为“蜗牛式增长〞.
(3)幂函数模型:
能用幂型函数f(x)=axα+b(a,b,α为常数,a≠0,α≠1)表达的函数模型,其增长情况由a和α的取值确定,常见的有二次函数模型和反比例函数模型.
[跟踪训练]
f(x)=lgx,g(xx-1的图像如图363所示.
图363
(1)试根据函数的增长差异指出曲线C1,C2分别对应的函数;
(2)比拟两函数的增长差异(以两图像交点为分界点,对f(x),g(x)的大小进行比拟).
【导学号:
60712319】
[解]
(1)C1对应的函数为g(xx-1,
C2对应的函数为f(x)=lgx.
(2)当xf(x);
当x1g(x);
当x>x2时,g(x)>f(x);
当x=x1或x=x2时,f(x)=g(x).
建立函数模型解决实际问题
假设你有一笔资金用于投资,现有三种投资方案供你选择,这三种方案的回报如下:
方案一:
每天回报40元;
方案二:
第一天回报10元,以后每天比前一天多回报10元;
方案三:
第一天回报0.4元,以后每天的回报比前一天翻一番.
请问,你会选择哪种投资方案?
[思路探究] 首先建立不同回报对应的函数模型,结合其图像解决问题.
[解] 设第x天所得回报是y元.
由题意,方案一:
y=40(x∈N+);
方案二:
y=10x(x∈N+);
方案三:
y×2x-1(x∈N+).
作出三个函数的图像如图:
由图可以看出,从每天回报看,在第1天到第3天,方案一最多,在第4天,方案一、二一样多,方案三最少,在第5天到第8天,方案二最多,第9天开始,方案三比其他两个方案所得回报多得多,经验证到第30天,所得回报已超过2亿元,
∴假设是短期投资可选择方案一或方案二,长期的投资那么选择方案三.
通过计算器计算列出三种方案的累积收入表.
∴投资1天到6天,应选方案一,投资7天方案一、二均可,投资8天到10天应选方案二,投资11天及其以上,应选方案三.
[规律方法] 解决应用问题的关键是将应用问题转化成数学问题来解决,结合函数图像有助于直观认识函数间在不同范围的大小关系.
[跟踪训练]
2.有一种树木栽植五年后可成材.在栽植后五年内,年增加20%,如果不砍伐,从第六年到第十年,年增长10%,现有两种砍伐方案:
甲方案:
栽植五年后不砍伐,等到十年后砍伐.
乙方案:
栽植五年后砍伐重栽,再过五年再砍伐一次.
请计算后答复:
十年内哪一个方案可以得到较多的木材?
(不考虑最初的树苗本钱,只按成材的树木计算)
【导学号:
60712320】
[解] 设树林最初栽植量为a,甲方案在10年后树木产量为y1=a(1+20%)5(1+10%)5=a×1.1)5≈4a.
乙方案在10年后树木产量为
y2=2a(1+20%)5=2a5≈a.
y1-y2=4aa<0,
因此,乙方案能获得更多的木材.
选择函数模型
[探究问题]
1.如图364给出了红豆生长时间t(月)与枝数y(枝)的散点图,那么最能拟合诗句“红豆生南国,春来发几枝〞所提到的红豆生长时间与枝数的关系的函数模型是什么?
图364
提示:
由题中图像可知,该函数模型为指数模型.
2.四个变量y1,y2,y3,y4随变量x变化的数据如下表:
x
1
5
10
15
20
25
30
y1
2
26
101
226
401
626
901
y2
2
32
1024
32768
×106
×107
×109
y3
2
10
20
30
40
50
60
y4
2
关于x呈指数函数变化的变量是什么?
提示:
由表中的数据变化知,是指数函数变化的变量是y2.
20世纪90年代,气候变化专业委员会向各国政府提供的一项报告指出:
全球气候逐年变暖的一个重要因素是人类在能源利用与森林砍伐中CO2体积分数增加,据测,1990年,1991年,1992年大气中CO2体积分数分别比1989年增加了1个可比单位,3个可比单位,6个可比单位,假设用一个函数模拟20世纪90年代中每年CO2体积分数增加的可比单位数y与年份增加数x(即当年数与1989年的差)的关系,模拟函数可选用二次函数f(x)=px2+qx+r(其中p,q,r为常数),或g(x)=abx+c(a,b,c为常数且b>0,b≠1).
(1)根据题目中的数据,求f(x),g(x)的解析式;
(2)如果1994年大气中CO2体积分数比1989年增加了16个可比单位,请问以上哪个函数作为模拟函数较好?
并说明理由.
【导学号:
60712321】
[思路探究]
(1)列出方程组求系数,从而求解析式;
(2)由x=5得出函数值,通过比拟选择模拟函数.
[解]
(1)由题目中的数据得
解得
由
解得
所以f(x)=
x2+
x,g(x)=
·
-3.
(2)因为f(5)=15,g(5)=17.25,f(5)更接近16,
所以选用f(x)=
x2+
x作为模拟函数好.
[规律方法] 解决函数应用题时的常用方法:
(1)先依据给出的数据作出散点图,大体估计函数模型,设出函数模型,列出方程组求系数,即可确定出函数模型.
(2)将求出的函数通过数据比拟确定出最适合的函数模型.
[跟踪训练]
3.某地西红柿从2月1日起开始上市.通过市场调查,得到西红柿种植本钱Q(单位:
元/102kg)与上市时间t(单位:
天)的数据如下表:
时间t
50
110
250
种植本钱Q
150
108
150
(1)根据上表数据,从以下函数中选取一个函数,描述西红柿种植本钱Q与上市时间t的变化关系.
Q=at+b,Q=at2+bt+c,
Q=a·bt,Q=a·logbt.
(2)利用你选取的函数,求西红柿种植本钱最低时的上市天数及最低种植本钱.
[解]
(1)由表中数据知,当时间t变化时,种植本钱并不是单调的,
故只能选择Q=at2+bt+c,
即
解得Q=
t2-
t+
.
(2)Q=
(t-150)2+
-
=
(t-150)2+100,
所以当t=150天时,西红柿的种植本钱最低,为100元/102kg.
[当堂达标·固双基]
1.以下函数中,自变量x充分大时,增长速度最快的是( )
【导学号:
60712322】
A.y=6xB.y=log6x
C.y=x6D.y=6x
A
2.以下四种说法中,正确的选项是( )
A.幂函数增长的速度比一次函数增长的速度快
B.对任意的x>0,xa>logax
C.对任意的x>0,ax>logax
D.一定存在x0,使x>x0,总有ax>xn>logax
D [对于A,幂函数的增长速度受幂指数影响,幂指数与一次项系数不确定,增长速度不能比拟,而B、C都受a的影响.]
3.三个变量y1,y2,y3随自变量x的变化情况如下表:
x
1
3
5
7
9
11
y1
5
135
625
1715
3645
6633
y2
5
29
245
2189
19685
177149
y3
5
其中关于x呈对数型函数变化的变量是___________________,
呈指数型函数变化的变量是________,呈幂函数型函数变化的变量是________.
【导学号:
60712323】
y3 y2 y1 [由表中数据可知,y1随x的增加成倍增加,属于幂函数型函数变化,y2随x的增加成“几何级数〞增加,属于指数型函数变化,y3随x的增加增加越来越慢,属于对数函数变化.]
4.某商场2021年一月份到十二月份销售额呈现先下降后上升的趋势,现有三种函数模型:
①f(x)=p·qx(q>0,q≠1);
②f(x)=logpx+q(p>0,p≠1);
③f(x)=x2+px+q.
能较准确反映商场月销售额f(x)与月份x关系的函数模型为________(填写相应函数的序号),假设所选函数满足f
(1)=10,f(3)=2,那么f(x)=________.
③,x2-8x+17 [①②均单调,③先减后增,故能较准确反映商场月销售额f(x)与月份x关系的函数模型为③
由f
(1)=10,f(3)=2,得
,
解得p=-8,q=17,
所以,f(x)=x2-8x+17.]
5.用模型f(x)=ax+b来描述某企业每季度的利润f(x)(亿元)和生产本钱投入x(亿元)的关系.统计说明,当每季度投入1(亿元)时利润y1=1(亿元),当每季度投入2(亿元)时利润y2=2(亿元),当每季度投入3(亿元)时利润y3=2(亿元).又定义:
当f(x)使[f
(1)-y1]2+[f
(2)-y2]2+[f(3)-y3]2的数值最小时为最正确模型.
(1)当b=
时,求相应的a使f(x)=ax+b成为最正确模型;
(2)根据题
(1)得到的最正确模型,请预测每季度投入4(亿元)时利润y4(亿元)的值.
【导学号:
60712324】
[解]
(1)b=
时,[f
(1)-y1]2+[f
(2)-y2]2+[f(3)-y3]2
=14
+
,
∴a=
时,f(x)=
x+
为最正确模型.
(2)f(x)=
+
,那么y4=f(4)=
.