吳國平:為什麼說函數模型最能體現數學的應用性

2020-12-12 吳國平數學教育

函數模型類問題一直以來是中考數學重要考點之一,因其能很好考查考生運用知識解決問題的能力,能很好考查考生將實際問題轉化為數學模型的能力等等,常常受到中考命題老師的青睞。

中考數學常見的函數模型有一次函數模型、反比例函數模型、二次函數模型、分段函數模型等等等。這些函數模型本質上刻畫了變量之間的關係,同時現實生活中的許多問題都可以通過建立函數模型來研究和解決,如電費、話費、商業活動、路程問題等等。

在中考數學試題中,函數模型往往都會與方程、不等式(組)等相結合在一起,形成綜合性較強的問題。此時,需要考生準確地靈活運用相關函數等知識內容,確定函數關係式等重要內容,進而對問題作出合理的分析和決策,最終解決問題。

如一些函數模型類問題,需要我們通過函數關係式,建立方程組來解決問題。這類試題的特點是由題目的條件,分析出兩個解析式,由兩解析式組成方程組,求得方程組的解,從而建立討論點。

要想解決這類問題關鍵是正確分析題意,由題意建立函數模型,進一步通過兩函數解析式組成的方程組確定分類討論點,根據函數的性質做出決策。

還有一些函數模型類問題需要通過藉助圖像信息,建立函數模型。此類問題重點是要認真觀察圖象,從圖象中獲取有用的信息,並且要學會運用數形結合的思想,如函數圖象如何轉化為函數解析式,圖像中的信息如何轉化為數據,進而轉化為方程與函數,幾何圖形的線段如何轉化為距離,等等,這裡涉及函數、方程、幾何知識的綜合運用,則是本類題的難點,

典型例題1:

一個有進水管與出水管的容器,從某時刻開始4min內只進水不出水,在隨後的8min內既進水又出水,每分的進水量和出水量有兩個常數,容器內的水量y(單位:L)與時間x(單位:min)之間的關係如圖所示.

(1)當4≤x≤12時,求y關於x的函數解析式;

(2)直接寫出每分進水,出水各多少升.

考點分析:

一次函數的應用。

題幹分析:

(1)用待定係數法求對應的函數關係式;

(2)每分鐘的進水量根據前4分鐘的圖象求出,出水量根據後8分鐘的水量變化求解。

解題反思:

此題考查了一次函數的應用,解題時首先正確理解題意,然後根據題意利用待定係數法確定函數的解析式,接著利用函數的性質即可解決問題。

用函數模型去解決問題基本步驟,一般可以分成以下四個:

1、認真審題,理清題意,理解題意(關鍵是數據、字母的實際意義);

2、設變量,建立數學模型;

3、求解函數模型;

4、簡要回答實際問題。

一些函數模型類問題的特點是自變量的取值範圍蘊含於題目的條件中,需要我們有良好的數據分析與概括能力從題目本分離出取值範圍。因此,要想解決好此類問題,那麼我們就需要根據題目中的條件列出解析式,再通過分析題意找出自變量的取值範圍,最後根據次函數的增減性及取值範圍,確定自變x的值,進而解決問題。

同時一些函數模型類問題會把題目中的一些條件蘊含於表格之中,通過分析表格與題目條件才能得到方程組,進而得到自變量的取值範圍,找出問題的解決點。

值得注意的是函數模型類問題很多時候都與實際生活問題相結合,如商品的促銷活動等等,這時候就會需要運用分段函數,即在不同的取值範圍內有不同的解析式,需要我們根據取值範圍的不同列了不同的解析式,通過對解析式的比較,發現問題,得出結論,從而解決問題。

典型例題2:

甲、乙兩車分別從相距480km的A、B兩地相向而行,乙車比甲車先出發1小時,並以各自的速度勻速行駛,途徑C地,甲車到達C地停留1小時,因有事按原路原速返回A地.乙車從B地直達A地,兩車同時到達A地.甲、乙兩車距各自出發地的路程y(千米)與甲車出發所用的時間x(小時)的關係如圖,結合圖象信息解答下列問題:

(1)乙車的速度是  千米/時,t=  小時;

(2)求甲車距它出發地的路程y與它出發的時間x的函數關係式,並寫出自變量的取值範圍;

(3)直接寫出乙車出發多長時間兩車相距120千米.

考點分析:

一次函數的應用.

題幹分析:

(1)首先根據圖示,可得乙車的速度是60千米/時,然後根據路程÷速度=時間,用兩地之間的距離除以乙車的速度,求出乙車到達A地用的時間是多少;最後根據路程÷時間=速度,用兩地之間的距離除以甲車往返AC兩地用的時間,求出甲車的速度,再用360除以甲車的速度,求出t的值是多少即可.

(2)根據題意,分3種情況:①當0≤x≤3時;②當3<x≤4時;③4<x≤7時;分類討論,求出甲車距它出發地的路程y與它出發的時間x的函數關係式,並寫出自變量的取值範圍即可.

(3)根據題意,分3種情況:①甲乙兩車相遇之前相距120千米;②當甲車停留在C地時;③兩車都朝A地行駛時;然後根據路程÷速度=時間,分類討論,求出乙車出發多長時間兩車相距120千米即可.

解題反思:

(1)此題主要考查了一次函數的應用問題,要熟練掌握,解答此題的關鍵是要明確:分段函數是在不同區間有不同對應方式的函數,要特別注意自變量取值範圍的劃分,既要科學合理,又要符合實際.

(2)此題還考查了行程問題,要熟練掌握速度、時間和路程的關係:速度×時間=路程,路程÷時間=速度,路程÷速度=時間.

函數模型類問題重在考查學生閱讀等各方面的能力,考查大家應用數學知識分析問題能力,建立數學模型解決實際問題能力,同時更加培養學生應用數學的意識。

因此,如果想要學好函數模型類問題,那麼平時的數學學習一定要注意一下兩個方面的內容:  

一是學會建模

它是解答應用題的最關鍵的步驟,即在閱讀材料,理解題意的基礎上,把實際問題的本質抽象轉化為數學問題,從而根據題意建立一次函數模型。  

二是學會解模

即運用所學的知識和方法對數學模型進行分析、運算,解答純數學問題,最後檢驗所得的解,寫出實際問題的結論。

函數模型類問題具有較強的綜合能力,考查的形式多種多樣,如選擇題、填空題和解答題都有,希望大家能認真對待。

相關焦點

  • 感受數學模型方法至高深層的美
    眾所周知,數學具有高度抽象性,嚴密邏輯性和廣泛應用性等三大特性,其中,應用性是數學這門科學旺盛生命力的集中顯現,數學大師華羅庚曾說過:「宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用之繁,無處不用數學」。這段話,精闢概括了數學應用的廣泛性。
  • 2020年安徽高考數學試題評析 全國卷1現金字塔體現美育教育
    試卷體現了基礎性、綜合性、應用性和創新性的考查要求,難度設計科學合理,很好把握了穩定與創新、穩定與改革的關係,對協同推進高考綜合改革、引導中學數學教學都將起到積極的作用。1發揮學科特色,「戰疫」科學入題一是揭示病毒傳播規律,體現科學防控。
  • 鄭州11中名師評文科數學試卷:對比近五年試卷,今年體現應用與創新
    河南商報記者 杜世民點評名師 史曉博 鄭州市第十一中學數學老師,鄭州市教育教學先進個人,鄭州市優秀班主任,多次榮獲鄭州市優質課一等獎2020年高考全國一卷文科試卷繼續貫徹和落實了高考內容改革的要求,綜合考察了數學的基礎知識。
  • 吳國平:數學怎麼那麼難學?那是因為很多人沒有認識到這一點
    無論是在讀書年代,還是畢業參加工作,很多人經常會問或思考如何學數學?如何學好數學?數學是什麼?學習數學對於我們的成長有何意義?我們為什麼要學數學等等這些類似的問題。人類對數學的認識最早是通過與大自然作鬥爭,通過生產生活等等實際活動產生「數」的意識,如「有」、「無」、「多少」等「數」的意識。
  • 數學建模模型解題法 各種類型解題策略get起來
    第一步:熟悉模型,不會的題有清晰的思路第二步:掌握模型,總做錯的題不會錯了第三步:活用模型,大題小題都能輕鬆化解一、選擇題解答模型策略近幾年來,陝西高考數學試題中選擇題為10道,分值50分,佔總分的33.3%。
  • 高中數學《函數的概念》說課稿
    高中數學《函數的概念》說課稿尊敬的各位考官大家好,我是今天的X號考生,今天我說課的題目是《函數的概念》。新課標指出:數學課程要面向全體學生,適應學生個性發展的需要,使得人人都能獲得良好的數學教育,不同的人在數學上都能得到不同的發展。
  • 導數的幾何意義為什麼會成為高考數學的新熱點? - 吳國平數學教育
    自從導數進入高中數學課本以來,它就成為了高中數學研究函數的重要工具,也是學習高等數學的基礎。要想學好微積分,首先就要學好導數,因為導數概念是微積分的核心概念之一,它有極其豐富的實際背景和廣泛的應用。很多人不知道,微積分的創立可以說是數學發展過程中的裡程碑,它的發展和廣泛應用開創了向近代數學過渡的新時期,為研究變量和函數提供了重要的方法和手段。因此,無論是高中數學學習,還是將來大學時期高等數學的學習,都要求很多人必須學好導數這一塊內容。
  • 2018年高考全國統一考試大綱+名師解讀(文科數學)
    高考評價體系通過確立「立德樹人、服務選才、引導教學」這一高考核心功能,回答了「為什麼考」的問題;通過明確「必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值」四層考查內容以及「基礎性、綜合性、應用性、創新性」四個方面的考查要求,回答了高考「考什麼」和「怎麼考」的問題。《考試大綱》是高考評價體系的具體實現,也體現了高考考試內容改革的成果和方向。
  • 2018年高考全國統一考試大綱公布+名師解讀(理科數學)
    高考評價體系通過確立「立德樹人、服務選才、引導教學」這一高考核心功能,回答了「為什麼考」的問題;通過明確「必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值」四層考查內容以及「基礎性、綜合性、應用性、創新性」四個方面的考查要求,回答了高考「考什麼」和「怎麼考」的問題。《考試大綱》是高考評價體系的具體實現,也體現了高考考試內容改革的成果和方向。
  • 2020高考數學難出新高度?高中數學到底怎麼學?專家評析出爐
    試卷體現了基礎性、綜合性、應用性和創新性的考查要求,難度設計科學合理,很好把握了穩定與創新、穩定與改革的關係,對協同推進高考綜合改革、引導中學數學教學都將起到積極的作用。2020高考數學命題科學調控試卷難度堅持數學科高考的基礎性、綜合性、應用性和創新性的考查要求,貫徹了「低起點,多層次,高落差」的調控策略,發揮了高考數學的選拔功能和良好的導向作用。「低起點」體現為試卷在選擇題、填空題、解答題部分進行了系統設計,起始題部分起點低、入口寬,面向全體學生。
  • 什麼是小學數學模型?小學數學中有哪些模型?
    在《義務教育數學課程標準》中還提到一個核心概念,就是模型思想。什麼是模型呢?許多數學教育工作者認為,一個數學表達就是模型,比如,方程就是模型、甚至一個代數式就是模型。就廣義來說,這樣理解模型是可以的,但更確切地,單純的數學表達是模式而不是模型。
  • 2018普通高等學校招生全國統一考試理科數學大綱
    應用意識:能綜合應用所學數學知識、思想和方法解決問題,包括解決相關學科、生產、生活中簡單的數學問題;能理解對問題陳述的材料,並對所提供的信息資料進行歸納、整理和分類,將實際問題抽象為數學問題;能應用相關的數學方法解決問題進而加以驗證,並能用數學語言正確地表達和說明.應用的主要過程是依據現實的生活背景,提煉相關的數量關係,將現實問題轉化為數學問題,構造數學模型,並加以解決.7.
  • 2018普通高等學校招生全國統一考試文科數學大綱
    應用意識:能綜合應用所學數學知識、思想和方法解決問題,包括解決相關學科、生產、生活中簡單的數學問題;能理解對問題陳述的材料,並對所提供的信息資料進行歸納、整理和分類,將實際問題抽象為數學問題;能應用相關的數學方法解決問題進而加以驗證,並能用數學語言正確地表達和說明.應用的主要過程是依據現實的生活背景,提煉相關的數量關係,將現實問題轉化為數學問題,構造數學模型,並加以解決.7.
  • 數學分析第四章《函數連續性》備考指南
    函數極限理論的確立,也意味著整個微積分乃至數學分析的理論基礎已經牢固。大表哥有必要幫同學們回憶下第三章,當函數的自變量趨於某固定點時的極限,如下從定義不難看出,連續意味著函數的極限存在,不僅存在,而且恰好等於在這點處的函數值。
  • 老胡模型數學:高三最後半年,你應該這樣做
    老胡模型數學提醒大家,高三最後半年作用是非常大的,有效利用這段時間,可以做為最後的衝刺,讓自己的成績再提一個階梯。對此,老胡模型數學強調,非常重要的點就是避免無效的刷題。有些同學們在高三數學衝刺高考的過程中,會以為自己分數提不上去是因為刷的題還不夠多。但這顯然是本末倒置,我們刷題的目的是為了去發現問題並解決問題。
  • 數學建模研究過程指導:從高中數學體會數學概貌和數學建模
    今天,我們就結合之前的課題研究方法指導的內容,將高中數學的各個板塊及其在數學建模過程中的作用聯繫起來,以饗學子。到了高中,大家最先學習集合,集合是什麼呢?集合是一種數學語言,將具有某些共同特徵的事物放在一起作為一個大類別。集合為什麼那麼重要呢?因為在集合出現之前,人們只能大概地講「把這些東西放在一起」,這不嚴謹,因為放多放少,包不包含,都說不清。
  • 學Python編程為什麼會對學好數學有幫助呢?
    2、數學模型與編程同學們有沒有想過,我們為什麼要學習數學,學習數學的目的是什麼呢?學習數學僅僅是為了認識數字,會寫會算嗎?我相信大多數同學不會贊同我的回答。我們學習數學不只是要認識數字,會寫會算,還要能通過學過的數學知識解決現實中存在的問題,將現實生活中的問題轉化為數學問題並予以解決。這就要求對現實生活中的問題進行數學建模,並驗證模型的正確性。數學模型的實現與驗證一般都是通過計算機編程來實現。
  • 快樂說數:指數函數及其性質的應用
    數學看上去枯燥無味,其實不然,掌握正確的學習方法,我們就能做到快樂學數學。學好數學大致能分為三個步驟:第一,梳理好知識點;第二,學好各種題型;第三:針對所學知識訓練鞏固。現在我們來看今天要學的內容,先看下邊指數函數及其性質的應用的思維導圖:接著我們針對著指數函數及其性質的應用的知識展開來講,首先是知識梳理:知識點一 指數型複合函數的單調性知識點二 指數型函數模型接著是題型分類
  • 如何給女朋友解釋「損失函數」是什麼?
    小編前幾天一直在學習機器學習的知識,突然有一天,女朋友經過我電腦前,指著屏幕上的字說:「損失函數」是啥意思呀。本著我對她的了解,就算小編跟她說:「損失函數是一種可以吃的東西,很多人喜歡吃」。她也會回答好厲害的樣子。
  • 持續學習:數學分析之函數與函數極限
    學習的課本是由科學出版社出版,劉名生,馮偉貞,韓彥昌編寫的三冊《數學分析》第二章第1節,首先介紹映射的概念,映射分為單射,滿射,雙射。之所以首先介紹映射,是因為後續函數的概念是通過映射的來定義的。函數與映射的關係是,函數是一種特殊的映射,特殊的地方就是函數規定了集合是數集。函數的確定主要取決於函數的定義域與對應法則。並非每個對應法則都能由一個數學公式表示的:例如,取整函數,分段函數,符號函數和常值函數。