縱觀近幾年江蘇高考數(shù)學試卷,明顯加大了對應用題的考查力度,從2008年新高考以來,每年除了在填空有考查外,必有一道解答題,其中2008年、2010年、2011年、2012年、2015年都是放在試卷的第17題,2013年、2014年放在試卷的第18題,2009年放在試卷的第19題,考查的知識點都是B級考點的綜合應用,試題的難度屬于中檔題.
江蘇高考數(shù)學試題中,對數(shù)學應用于解決實際問題的考查已經趨于成熟,它主要考查函數(shù)、方程、三角、解三角形、導數(shù)、數(shù)列、基本不等式、解析幾何等基礎知識,考查數(shù)學建模能力、抽象概括能力、空間想象能力、數(shù)學閱讀能力和解決實際問題的能力.2008年考查了函數(shù)的應用,解三角形;2009年考查了函數(shù)的應用和不等式;2010、2013年考查了解三角形的知識、三角函數(shù)及不等式的應用;2012年考查了函數(shù)與方程;2014年考查了直線方程、直線與圓的位置關系和解三角形等基礎知識;2011、2015年考查函數(shù)的概念,導數(shù)等基礎知識.
高考數(shù)學應用題常見模型有:(1)函數(shù)應用模型:涉及最值問題;(2)三角應用模型:涉及測量問題;(3)不等式(組)應用模型:涉及優(yōu)化問題;(4)方程(組)及坐標系應用模型:涉及等量問題;(5)數(shù)列應用模型:涉及年代及預測問題;(6)立體幾何模型:涉及空間圖形問題;(7)概率、統(tǒng)計模型:涉及數(shù)據(jù)計算、預估等問題.
題型一通過建立函數(shù)模型來解應用題
例1(2011江蘇17)請你設計一個包裝盒,如圖所示,ABCD是邊長為60cm的正方形硬紙片,切去陰影部分所示的四個全等的等腰直角三角形,再沿虛線折起,使得ABCD四個點重合于圖中的點P,正好形成一個正四棱柱形狀的包裝盒,E、F在AB上是被切去的等腰直角三角形斜邊的兩個端點,設AE=FB=xcm.
(1)若廣告商要求包裝盒側面積S(cm)最大,試問x應取何值?
(2)若廣告商要求包裝盒容積V(cm)最大,試問x應取何值?并求出此時包裝盒的高與底面邊長的比值.
解:(1)S=602-4x2-(60-2x)2=240x-8x2(0 (2)V=(2x)222(60-2x)=22x2(30-x)(0 當0 此時,包裝盒的高與底面邊長的比值為22(60-2x)2x=12. 評注:本小題主要考查函數(shù)的概念、導數(shù)等基礎知識,考查數(shù)學建模能力、空間想象能力、數(shù)學閱讀能力以及解決實際問題的能力. 例2(2015江蘇17)某山區(qū)外圍有兩條相互垂直的直線型公路,為進一步改善山區(qū)的交通現(xiàn)狀,計劃修建一條連接兩條公路和山區(qū)邊界的直線型公路,記兩條相互垂直的公路為l1,l2,山區(qū)邊界曲線為C,計劃修建的公路為l,如圖所示,M,N為C的兩個端點,測得點M到l1,l2的距離分別為5千米和40千米,點N到l1,l2的距離分別為20千米和2.5千米,以l2,l1在的直線分別為x,y軸,建立平面直角坐標系xOy,假設曲線C符合函數(shù)y=ax2+b(其中a,b為常數(shù))模型. (1)求a,b的值; (2)設公路l與曲線C相切于P點,P的橫坐標為t. ①請寫出公路l長度的函數(shù)解析式f(t),并寫出其定義域; ②當t為何值時,公路l的長度最短?求出最短長度. 解:(1)由題意知,點M,N的坐標分別為(5,40),(20,2.5), 將其分別代入y=ax2+b,得a25+b=40a400+b=2.5,解得a=1000b=0. (2)①由(1)y=1000x2(5≤x≤20),P(t,1000t2), ∴y′=-2000x3,∴kl=-2000t3, ∴切線l的方程為y-1000t2=-2000t3(x-t), 設在點P處的切線l交x,y軸分別于A,B點,則A(3t2,0),B(0,3000t2), ∴f(t)=(3t2)2+(3000t2)2=32t2+4×106t4,t∈[5,20]; ②設g(t)=t2+4×106t4,則g′(t)=2t-16×106t5=0,解得t=102, t∈(5,102)時,g′(t)<0,g(t)是減函數(shù); t∈(102,20)時,g′(t)>0,g(t)是增函數(shù), 從而t=102時,函數(shù)g(t)有極小值也是最小值, ∴g(t)min=300, ∴f(t)min=153. 答:t=102時,公路l的長度最短,最短長度為153千米. 評注:本題考查利用數(shù)學知識,建立函數(shù)模型解決實際問題,考查了函數(shù)與方程、導數(shù)知識的綜合運用,確定函數(shù)關系,正確求導是關鍵. 題型二通過建立不等式模型來解應用題 例3(2009江蘇19)按照某學者的理論,假設一個人生產某產品單件成本為a元,如果他賣出該產品的單價為m元,則他的滿意度為mm+a;如果他買進該產品的單價為n元,則他的滿意度為nn+a.如果一個人對兩種交易(賣出或買進)的滿意度分別為h1和h2,則他對這兩種交易的綜合滿意度為h1h2. 現(xiàn)假設甲生產A、B兩種產品的單件成本分別為12元和5元,乙生產A、B兩種產品的單件成本分別為3元和20元,設產品A、B的單價分別為mA元和mB元,甲買進A與賣出B的綜合滿意度為h甲,乙賣出A與買進B的綜合滿意度為h乙. (1)求h甲和h乙關于mA、mB的表達式;當mA=35mB時,求證:h甲=h乙.
(2)設mA=35mB,當mA、mB分別為多少時,甲、乙兩人的綜合滿意度均最大?最大的綜合滿意度為多少?
(3)記(2)中最大的綜合滿意度為h0,試問能否適當選取mA、mB的值,使得h甲≥h0和h乙≥h0同時成立,但等號不同時成立?試說明理由.
解:(1)h甲=mAmA+12·mBmB+5,
h乙=mAmA+3·mBmB+20,(mA∈[3,12],mB∈[5,20]),
當mA=35mB時,h甲=35mB35mB+12·mBmB+5=m2B(mB+20)(mB+5),
h乙=35mB35mB+3·mBmB+20
=m2B(mB+5)(mB+20),h甲=h乙.
(2)當mA=35mB時,
h甲=m2B(mB+20)(mB+5)
=1(1+20mB)(1+5mB)=1100(1mB)2+251mB+1,
由mB∈[5,20]得1mB∈[120,15],故當1mB=120即mB=20,mA=12時,
甲乙兩人同時取到最大的綜合滿意度為105.
(3)由(2)知:h0=105,
由h甲=mAmA+12·mBmB+5≥h0=105得:mA+12mA·mB+5mB≤52,
令3mA=x,5mB=y,則x、y∈[14,1],
即(1+4x)(1+y)≤52.
同理,由h乙≥h0=105得:(1+x)(1+4y)≤52.
另一方面,x、y∈[14,1],1+4x、1+4y∈[2,5],1+x、1+y∈[54,2],
(1+4x)(1+y)≥52,(1+x)(1+4y)≥52,當且僅當x=y=14,即mA=mB時,取等號.
所以不能適當選取mA、mB的值,使得h甲≥h0和h乙≥h0同時成立,但等號不同時成立.
評注:本小題主要考查函數(shù)的概念、基本不等式等基礎知識,考查數(shù)學建模能力、抽象概括能力以及數(shù)學閱讀能力.
題型三通過建立三角模型來解應用題
例4(2013年江蘇18)如圖,游客從某旅游景區(qū)的景點處下山至C處有兩種路徑.一種是從沿A直線步行到C,另一種是先從A沿索道乘纜車到B,然后從B沿直線步行到C.
現(xiàn)有甲、乙兩位游客從A處下山,甲沿AC勻速步行,速度為50m/min.在甲出發(fā)2min后,乙從A乘纜車到B,在B處停留1min后,再從B勻速步行到C.假設纜車勻速直線運動的速度為130m/min,山路AC長為1260m,經測量,cosA=1213,cosC=35.
(1)求索道AB的長;
(2)問乙出發(fā)多少分鐘后,乙在纜車上與甲的距離最短?
(3)為使兩位游客在C處相互等待的時間不超過3分鐘,乙步行的速度應控制在什么范圍內?
解:(1)∵cosA=1213,cosC=35,
中學課程輔導高考版·學生版2016年6期