福建古田縣玉田中學(xué)(352200) 余 杰
應(yīng)用題是中考數(shù)學(xué)的必考題型,主要考查考生的閱讀理解能力、分析問題與解決問題的能力。解答應(yīng)用題必須先讀懂題意,再建模,進而解決問題。應(yīng)用題有哪些基本類型呢?我們應(yīng)該采取何種解題策略呢?
方程(組)和不等式(組)是初中數(shù)學(xué)的核心內(nèi)容,其不僅是中考核心考點,而且也是解決代數(shù)、幾何及實際問題的重要工具。在中考中,這類問題主要涉及工程問題、行程問題、打折促銷問題、增長率問題等。
[例1]振華中學(xué)初一(3)班去某一農(nóng)業(yè)生態(tài)園參加社會實踐活動,該生態(tài)園有塊空地種植蘋果和橘子兩種水果,活動結(jié)束后,吳斌編寫了一道數(shù)學(xué)題:在某一生態(tài)園中,經(jīng)營者是甲、乙兩戶果農(nóng),其種植面積與賣水果總收入見下表。(假設(shè)不同種植戶種植的同種水果每畝產(chǎn)值相等)
(1)蘋果與橘子的每畝收入分別是多少?
(2)甲、乙兩戶果農(nóng)計劃合租30 畝農(nóng)田來種植蘋果與橘子。經(jīng)過市場調(diào)查,要求蘋果的種植面積大于橘子的種植面積(兩種水果的種植面積都是整數(shù)畝)。當(dāng)?shù)卣畬ΨN植蘋果的果農(nóng)給予補貼,種植蘋果的面積不超過15 畝的部分,每畝補貼100元;超過15 畝但不超過20 畝的部分,每畝補貼200元;超過20畝的部分每畝補貼300元。為了讓總收入不低于127 500元,他們應(yīng)如何確定方案?
分析:(1)設(shè)蘋果每畝的平均收入為x元,橘子每畝的平均收入為y元,
(2)設(shè)種植蘋果m畝,那么種植橘子(30-m)畝,于是m>30-m,即m>15。
當(dāng)15 <m≤20時,他們的總收入為
w=4 000m+4 500×(30-m)+15×100+(m-15)×200 ≥127 500,解得15 <m≤20。
當(dāng)m>20時,他們的總收入為
w=4 000m+4500 ×(30-m)+15 × 100+5 ×200+(m-20) × 300 ≥127 500。
由此解得m≤20,不合題意。
綜上所述,種植方案如下:
點評:這類問題一般有兩問,第一問只需根據(jù)題意列出方程或方程組,然后解方程即可得到答案,而第二問一般與不等式有關(guān),建立不等式后還要注意自變量的取值范圍。這類問題一般出現(xiàn)在方案設(shè)計和最優(yōu)方案選擇型的問題中,難度一般。
函數(shù)、方程和不等式在數(shù)學(xué)中是密不可分的。在函數(shù)類應(yīng)用題中,通??疾楹瘮?shù)、方程和不等式的綜合應(yīng)用。對于這類應(yīng)用題,一般可先建立方程或不等式,再建立函數(shù)關(guān)系,最后確立自變量的取值范圍。建立方程或不等式是解決這類應(yīng)用題的基礎(chǔ),而確定自變量的范圍則是解題的關(guān)鍵。
[例2]有一種成本價為50 元的商品在一大型商場試銷,規(guī)定在試銷期間單價不低于成本價,且利潤不得高于40%。在銷售幾天后有人發(fā)現(xiàn),這種商品的銷售量y與銷售單價x之間存在著一次函數(shù)關(guān)系(如圖1所示)。
圖1
(1)請求出銷售量y(個)關(guān)于銷售單價x(元)的解析式。
(2)如果該商場銷售這種商品的利潤是Q元,那么利潤Q(元)與銷售單價x(元)之間有怎樣的關(guān)系?試用函數(shù)式表達;當(dāng)x為何值時,該商場獲利最大?最大利潤是多少?
(3)如果該商場試銷該商品所獲利潤不低于600元,請求出銷售單價x的取值范圍。
故所求函數(shù)的解析式是y=-x+120。
(2)由題意知,利潤Q與銷售單價x的函數(shù)解析式為Q=(x-50)(-x+120)=-x2+170x-6 000,
Q=-x2+170x-6 000=-(x-85)2+1 225。
因為a=-1 <0,故對稱軸左邊的y的值隨著x值的增大而增大,所以x=70 時,這個商店獲利最大,獲得的最大利潤是Q=1 000元。
(3)由題意知,Q=-(x-85)2+1 225 ≥600,解得60 ≤x≤110。
點評:本題雖然考查知識點較多,但解決問題的重點還是在于根據(jù)題意列式。
函數(shù)模型主要包括一次函數(shù)模型、二次函數(shù)模型和分段函數(shù)模型。利用函數(shù)模型可以解決許多問題,如最值問題、決策問題等。函數(shù)類應(yīng)用題的解題應(yīng)明確兩點:一是如何建模,二是如何根據(jù)自變量的實際意義和函數(shù)的性質(zhì)做出正確決策。
[例3]人民商場為某殘疾人福利廠代銷一種新產(chǎn)品,當(dāng)該新產(chǎn)品每件售價定為260 元時,每月銷售了45 件。該商場為了獲得更高的利潤,計劃以降價形式搞促銷。商場領(lǐng)導(dǎo)走訪市場并分析發(fā)現(xiàn):月銷售量與售價成一次函數(shù)關(guān)系,且滿足下表所示的對應(yīng)關(guān)系。綜合考慮各種因素,每售出一件新產(chǎn)品,共需支付廠家及其他費用100 元。設(shè)當(dāng)每件定價為x元時,該商場的月利潤為y元。
(1)當(dāng)每件定價為220 元時,試計算此時的月銷售量;
(2)請求出y與x之間的函數(shù)表達式;
(3)人民商場要獲取最大月利潤,新產(chǎn)品的單價應(yīng)定為多少?
(4)王灣說:“如果月商場利潤最大,那么月銷售額也最大?!边@種說法正確嗎?請說出你的觀點。
分析:(1)月銷售量與售價成一次函數(shù)關(guān)系,設(shè)銷售量為p=kx+b,將(250,52.5)和(240,60)代入,就可算得k=-0.75,b=240,所以p=-0.75x+240。于是當(dāng)x=220 時,p=-0.75 × 220+240=75,所以當(dāng)每件售價是220元時,此時的月銷售量為75件。
(2)由題 意得y=(x-100)(-0.75x+240),即+315x-24 000。
(3)y=-+315x-24 000=(x-210)2+9 075。
因為x>100,所以該店要獲得的月利潤最大,該新產(chǎn)品的單價應(yīng)定價為210元。
(4)王灣說得不正確。原因是當(dāng)月利潤最大時,x等于210 元,而對于月銷售額W=x[45+(260-x)÷10×7.5]=-(x-160)2+19 200 來說,因為x>100,所以當(dāng)x等于160元時,月銷售額W最大。因為當(dāng)x等于210元時,月銷售額W不是最大,所以王灣的說法不正確。
點評:本題考查一次函數(shù)與二次函數(shù)的實際應(yīng)用。確立函數(shù)關(guān)系式一般有兩種方法,一種是待定系數(shù)法,如第(1)問;另一種是直接根據(jù)題意寫出函數(shù)關(guān)系式,如第(2)問。對于最值問題,建立二次函數(shù)模型后,可利用配方法和二次函數(shù)的性質(zhì)結(jié)合自變量的取值范圍來求。
對于生活中的一些測量問題,一般可通過建立直角三角形模型來求解,在求解過程中經(jīng)常會用到幾何知識,如三角形全等、三角形相似等。
仰角俯角主要在測量大型建筑物的高度時應(yīng)用,因為大型建筑物的頂部一般不易到達,但是在地面某個位置可以看到它,利用測角儀測出此時的仰角,以及它與建筑物的水平距離,就可以求得它的高度,這里一般應(yīng)用正切函數(shù)。無論是仰角還是俯角,都是指視線與水平線的夾角。
[例4]如圖2,一旗桿EF位于樓AB與樓CD之間,從AB頂部A點處經(jīng)過旗桿頂部E點恰好看到樓CD的底部D點,且俯角為45°,從樓CD頂部C點處經(jīng)過旗桿頂部E點恰好看到樓AB的G點,BG=1米,且俯角為30°,若樓AB高為20米,請求出旗桿EF的高度。(≈1.73,計算結(jié)果精確到1米)
圖2
分析:過點G作GP⊥CD于點P,與EF相交于點H。設(shè)EF=x米,則依據(jù)題意可知,F(xiàn)H=GB=1 米,EH=EF-FH=(x-1)米。又因為∠BAD=∠ADB=45°,所以FD=EF=x米,AB=BD=20 米,在Rt△GEH中,∠EGH=30°,于是tan ∠EGH=即解得x=≈8 米。故旗桿EF的高度大約是8米。
點評:在這類問題中,往往圖中沒有出現(xiàn)直角三角形,這時應(yīng)先考慮添加輔助線,作有關(guān)線段的垂線,將斜三角形問題轉(zhuǎn)化為直角三角形問題。解答這類問題一般用到勾股定理、三角函數(shù)的定義以及平面幾何的相關(guān)知識。
斜坡有一定的傾斜度,這個傾斜度就叫作坡度。如何從數(shù)值區(qū)分兩個坡面的傾斜度呢?我們用坡面的鉛直高度與水平寬度的比,作為坡面的坡度,同時把坡面與水平面的夾角,叫作坡角。斜坡的坡面距離是可以測量的,但是求小山的鉛直高度需要用到坡角,或者當(dāng)已知斜坡的坡度時,也可以算出坡角,從而算出其他相關(guān)的量。
[例5]2020年5月27日,2020珠峰高程測量登山隊成功登頂珠穆朗瑪峰完成峰頂測量任務(wù)。受此消息鼓舞,某數(shù)學(xué)小組開展了一次測量小山高度的活動。如圖3,該數(shù)學(xué)小組從地面A處出發(fā),沿坡角為53°的山坡AB直線上行350 米到達B處,再沿著坡角為22°的山坡BC直線上行600 米到達C處,求小山的高度CD及該數(shù)學(xué)小組行進的水平距離AD(結(jié)果精確到1 米)。(參考數(shù)據(jù):sin22° ≈0.37,cos22° ≈0.93,sin53° ≈0.8,cos53° ≈0.6)
圖3
分析:如圖4 所示,過點B作CD的垂線BE,作AD的垂線BH,垂足分別是點E、H,根據(jù)三個角是直角的四邊形是矩形,得四邊形BEDH是矩形,所以DE=BH,BE=DH,在直角△BCE中,BC=600米,∠CBE=22°,根據(jù)正弦定義,得CE=BC·sin22° ≈600 × 0.37=222(米),根據(jù)余弦定義得BE=BC·cos22° ≈600 × 0.93=558(米),所 以DH=BE=558(米)。
圖4
因為AB=350米,所以在Rt△ABH中,∠BAH=53°,由正弦定義得BH=AB·sin53°≈350×0.8=280(米),由余弦定義,得AH=AB·cos53°≈350×0.6=210(米),所以CD=CE+DE=CE+BH=222+280=502(米),AD=AH+DH=210+558=768(米)。
點評:本題相當(dāng)于把四邊形ABCD切分為一個矩形和兩個直角三角形,然后分別解兩個直角三角形。在每個直角三角形中,利用正弦或余弦定義,求得對應(yīng)線段的長,從而求得總長度。
從以上的實例分析可以看出,解應(yīng)用題,首先應(yīng)找準數(shù)學(xué)模型,建立數(shù)學(xué)模型,解出有關(guān)數(shù)據(jù),再將其還原成實際問題,最后得出結(jié)論,回答問題。