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高考數(shù)學(xué)應(yīng)用題的解法淺析

      最近幾年的高考試題中,幾乎每年都要出一道涉及實(shí)際應(yīng)用或有實(shí)際生活背景的數(shù)學(xué)應(yīng)用題,各省命題多以概率形式為主,其他實(shí)際應(yīng)用結(jié)合的命題方式,在此有關(guān)概率的應(yīng)用不以總結(jié),現(xiàn)就以實(shí)際應(yīng)用為形式的試題(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“非概率”應(yīng)用題)作出探究分析:
      第一,高考試題中“非概率”的應(yīng)用題主要圍繞函數(shù)知識(shí)、方程、不等式、數(shù)列知識(shí)編擬試題,這些試題可分為三種:一是教材中已出現(xiàn)的應(yīng)用題或改編題;二是與橫向?qū)W科,如:物理、化學(xué)、生物等有聯(lián)系的問(wèn)題;三是有實(shí)際生活背景,情境新穎的數(shù)學(xué)問(wèn)題,如:金融、投資、彩票等等。
      第二,高考“非概率”應(yīng)用題的特點(diǎn):比例穩(wěn)定,分值有所增加;考查力度在突出建模能力,所給材料具有原始性等方面進(jìn)一步加強(qiáng),同時(shí)統(tǒng)計(jì)圖表做為數(shù)學(xué)信息的主要載體,也是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容。
      第三,“非概率”題的主要解題途徑:解答數(shù)學(xué)應(yīng)用題,首先要認(rèn)真審題,深刻理解問(wèn)題的實(shí)際背景,理清蘊(yùn)含在語(yǔ)義中的數(shù)學(xué)關(guān)系,把應(yīng)用問(wèn)題數(shù)學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化;然后利用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)解決它,這其中體現(xiàn)了把實(shí)際問(wèn)題數(shù)學(xué)化的能力,也就是所謂的數(shù)學(xué)建模能力。

      第四,重要的數(shù)學(xué)模型:備考數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題,首先要識(shí)別數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)不同的數(shù)學(xué)模型采取不同的方法求解;其次,要學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)建模方法,根據(jù)實(shí)際問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型;最后是準(zhǔn)確求解.應(yīng)用問(wèn)題在近幾年高考中涉及的數(shù)學(xué)模型,主要有函數(shù)模型、數(shù)列模型、三角函數(shù)模型、不等式模型、幾何模型等,下面就近些年來(lái)的高考題談?wù)劯呖贾械膸追N重要數(shù)學(xué)模型:
      一、函數(shù)模型
      例題1、某單位用2160萬(wàn)元購(gòu)得一塊空地,計(jì)劃在該地塊上建造一棟至少10層、每層2000平方米的樓房。經(jīng)測(cè)算,如果將樓房建為x(x≥10)層,則每平方米的平均建筑費(fèi)用為560+48x(單位:元)。為了使樓房每平方米的平均綜合費(fèi)用最少,該樓房應(yīng)建為多少層?
      (注:平均綜合費(fèi)用=平均建筑費(fèi)用+平均購(gòu)地費(fèi)用,平均購(gòu)地費(fèi)用=                       )

      分析與解:設(shè)樓房每平方米的平均綜合費(fèi)為f(x)元,則
       f(x)=(560+48x)+■=560+48x+■(x?莛10,x∈Z+)
        f‘(x)=48-■ ,     令f’(x)=0得 x=15  
      當(dāng)x>15時(shí),f'(x)>0;當(dāng)0<x<15時(shí),f’(x)<0  因此 當(dāng)x=15 時(shí),f(x)取最小值 f(15)=2000;
      答:為了樓房每平方米的平均綜合費(fèi)最少,該樓房應(yīng)建為15層。
      二、數(shù)列模型
      例題2. 銀行按規(guī)定每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間結(jié)算存(貸)款的利息一次,結(jié)息后即將利息并入本金,這種計(jì)算利息的方法叫復(fù)利,現(xiàn)在有某企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造,有兩種方案:
      甲方案:一次性貸款10萬(wàn)元,第一年便可獲利1萬(wàn)元,以后每年比前一年增加30%的利潤(rùn);
      乙方案:每年貸款1萬(wàn)元,第一年可獲利1萬(wàn)元,以后每年比前一年多獲利5千元。
      兩方案使用貸款期限均為10年,到期一次性歸還本息。若銀行貸款利息均按年息10%的復(fù)利計(jì)算,試比較兩種方案哪個(gè)獲利更多?(計(jì)算結(jié)果精確到千元,參考數(shù)據(jù):1.110=2.594,1.310=13.797)
      分析與解:經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,諸如增長(zhǎng)率、利息、分期付款等與年(月)份有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題,常?蓺w結(jié)為數(shù)列問(wèn)題。本題涉及到銀行的利息問(wèn)題,因此可利用數(shù)列的知識(shí)解決它,欲判斷甲、乙兩個(gè)方案哪個(gè)獲利更多,只需分別計(jì)  算出甲、乙方案中生產(chǎn)利潤(rùn),再減去銀行的貸款,即可比較獲利多少。
      甲方案10年的生產(chǎn)利潤(rùn)為:
      1+1×(1+30%)+1×(1+30%)2+…+1×(1+30%)9=■=■=42.65(萬(wàn)元)
      到期時(shí)銀行貸款本息為:
     10(1+10%)10=10×1.110=10×2.594=25.94(萬(wàn)元),
      故甲方案的獲利為42.65-25.94=16.7(萬(wàn)元)。
      乙方案10年的生產(chǎn)利潤(rùn)為:
      1+(1+0.5)+(1+2×0.5)+…+(1+9×0.5)=■=32.5(萬(wàn)元)      
     到期時(shí)銀行貸款的本息為:
     1.1[1+(1+10%)+(1+10%)2+…+(1+10%)9]=1.1+■17.53(萬(wàn)元)
      故乙方案獲利為32.5-17.53,約15萬(wàn)元。
     比較可知,甲方案獲利多于乙方案獲利。
      三、三角函數(shù)模型
      例題3.如圖,某住宅小區(qū)的平面圖呈扇形AOC。小區(qū)的兩個(gè)出入口設(shè)置在點(diǎn)A及點(diǎn)C處,小區(qū)里有兩條筆直的小路AD,DC ,且拐彎處的轉(zhuǎn)角為1200。已知某人從C沿CD走到D用了10分鐘,從D沿DA走到A用了6分鐘。若此人步行的速度為每分鐘50米,求該扇形的半徑OA的長(zhǎng)(精確到1米)。
       分析與解:設(shè)該扇形的半徑為r米。由題意,得
       CD=500(米),DA=300(米),∠CDO=600 在三角形CDO中,CD2 +OD2-2·CD·OD·cos600=OC2,即5002+(r-300)2-2×500×(r-300)×1/2=r2,
      解得r=■ ,約等于445(米)。
      此外還有不等式模型、幾何模型等,在此就不作祥解了?傊覀?cè)诮獯饠?shù)學(xué)應(yīng)用題的時(shí)候關(guān)鍵是要過(guò)三關(guān):
      (1)、事理關(guān):需讀懂題意,明確問(wèn)題的實(shí)際背景。
      (2)、文理關(guān):需將實(shí)際問(wèn)題的文學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言。
      (3)、數(shù)理關(guān):需要較扎實(shí)的數(shù)學(xué)知識(shí)解決已經(jīng)由前兩關(guān)轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)問(wèn)題。
      不過(guò)無(wú)論哪種數(shù)學(xué)建模應(yīng)用題,最重要的還是需要在“具體問(wèn)題,具體分析”的思想指導(dǎo)下,認(rèn)真審題,抓住題意中的數(shù)量關(guān)系(剝?nèi)?yīng)用題的神秘外衣),用數(shù)學(xué)語(yǔ)言(數(shù)式、方程、不等式、函數(shù)、數(shù)列……),將這些關(guān)系表達(dá)出來(lái),化歸為數(shù)學(xué)問(wèn)題,再利用數(shù)學(xué)知識(shí),數(shù)學(xué)方法解之,從而可得原問(wèn)題的答案。






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