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高考數學應用題的解法淺析

      最近幾年的高考試題中,幾乎每年都要出一道涉及實際應用或有實際生活背景的數學應用題,各省命題多以概率形式為主,其他實際應用結合的命題方式,在此有關概率的應用不以總結,現就以實際應用為形式的試題(以下簡稱“非概率”應用題)作出探究分析:
      第一,高考試題中“非概率”的應用題主要圍繞函數知識、方程、不等式、數列知識編擬試題,這些試題可分為三種:一是教材中已出現的應用題或改編題;二是與橫向學科,如:物理、化學、生物等有聯系的問題;三是有實際生活背景,情境新穎的數學問題,如:金融、投資、彩票等等。
      第二,高考“非概率”應用題的特點:比例穩定,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一步加強,同時統計圖表做為數學信息的主要載體,也是高考考查的重點內容。
      第三,“非概率”題的主要解題途徑:解答數學應用題,首先要認真審題,深刻理解問題的實際背景,理清蘊含在語義中的數學關系,把應用問題數學化、標準化;然后利用所學數學知識解決它,這其中體現了把實際問題數學化的能力,也就是所謂的數學建模能力。

      第四,重要的數學模型:備考數學應用問題,首先要識別數學應用問題的數學模型,根據不同的數學模型采取不同的方法求解;其次,要學會數學建模方法,根據實際問題建立數學模型;最后是準確求解.應用問題在近幾年高考中涉及的數學模型,主要有函數模型、數列模型、三角函數模型、不等式模型、幾何模型等,下面就近些年來的高考題談談高考中的幾種重要數學模型:
      一、函數模型
      例題1、某單位用2160萬元購得一塊空地,計劃在該地塊上建造一棟至少10層、每層2000平方米的樓房。經測算,如果將樓房建為x(x≥10)層,則每平方米的平均建筑費用為560+48x(單位:元)。為了使樓房每平方米的平均綜合費用最少,該樓房應建為多少層?
      (注:平均綜合費用=平均建筑費用+平均購地費用,平均購地費用=                       )

      分析與解:設樓房每平方米的平均綜合費為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x>15時,f'(x)>0;當0<x<15時,f’(x)<0  因此 當x=15 時,f(x)取最小值 f(15)=2000;
      答:為了樓房每平方米的平均綜合費最少,該樓房應建為15層。
      二、數列模型
      例題2. 銀行按規定每經過一定時間結算存(貸)款的利息一次,結息后即將利息并入本金,這種計算利息的方法叫復利,現在有某企業進行技術改造,有兩種方案:
      甲方案:一次性貸款10萬元,第一年便可獲利1萬元,以后每年比前一年增加30%的利潤;
      乙方案:每年貸款1萬元,第一年可獲利1萬元,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%的復利計算,試比較兩種方案哪個獲利更多?(計算結果精確到千元,參考數據:1.110=2.594,1.310=13.797)
      分析與解:經濟活動中,諸如增長率、利息、分期付款等與年(月)份有關的實際問題,常常可歸結為數列問題。本題涉及到銀行的利息問題,因此可利用數列的知識解決它,欲判斷甲、乙兩個方案哪個獲利更多,只需分別計  算出甲、乙方案中生產利潤,再減去銀行的貸款,即可比較獲利多少。
      甲方案10年的生產利潤為:
      1+1×(1+30%)+1×(1+30%)2+…+1×(1+30%)9=■=■=42.65(萬元)
      到期時銀行貸款本息為:
     10(1+10%)10=10×1.110=10×2.594=25.94(萬元),
      故甲方案的獲利為42.65-25.94=16.7(萬元)。
      乙方案10年的生產利潤為:
      1+(1+0.5)+(1+2×0.5)+…+(1+9×0.5)=■=32.5(萬元)      
     到期時銀行貸款的本息為:
     1.1[1+(1+10%)+(1+10%)2+…+(1+10%)9]=1.1+■17.53(萬元)
      故乙方案獲利為32.5-17.53,約15萬元。
     比較可知,甲方案獲利多于乙方案獲利。
      三、三角函數模型
      例題3.如圖,某住宅小區的平面圖呈扇形AOC。小區的兩個出入口設置在點A及點C處,小區里有兩條筆直的小路AD,DC ,且拐彎處的轉角為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(精確到1米)。
       分析與解:設該扇形的半徑為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。總之,我們在解答數學應用題的時候關鍵是要過三關:
      (1)、事理關:需讀懂題意,明確問題的實際背景。
      (2)、文理關:需將實際問題的文學語言轉化為數學符號語言。
      (3)、數理關:需要較扎實的數學知識解決已經由前兩關轉化的數學問題。
      不過無論哪種數學建模應用題,最重要的還是需要在“具體問題,具體分析”的思想指導下,認真審題,抓住題意中的數量關系(剝去應用題的神秘外衣),用數學語言(數式、方程、不等式、函數、數列……),將這些關系表達出來,化歸為數學問題,再利用數學知識,數學方法解之,從而可得原問題的答案。






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