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高考数学应用题的解法浅析

      最近几年的高考试题中,几乎每年都要出一道涉及实际应用或有实际生活背景的数学应用题,各省命题多以概率形式为主,其他实际应用结合的命题方式,在此有关概率的应用不以总结,现就以实际应用为形式的试题(以下简称“非概率”应用题)作出探究分析:
      第一,高考试题中“非概率”的应用题主要围绕函数知识、方程、不等式、数列知识编拟试题,这些试题可分为三种:一是教材中已出现的应用题或改编题;二是与横向学科,如:物理、化学、生物等有联系的问题;三是有实际生活背景,情境新颖的数学问题,如:金融、投资、彩票等等。
      第二,高考“非概率”应用题的特点:比例稳定,分值有所增加;考查力度在突出建模能力,所给材料具有原始性等方面进一步加强,同时统计图表做为数学信息的主要载体,也是高考考查的重点内容。
      第三,“非概率”题的主要解题途径:解答数学应用题,首先要认真审题,深刻理解问题的实际背景,理清蕴含在语义中的数学关系,把应用问题数学化、标准化;然后利用所学数学知识解决它,这其中体现了把实际问题数学化的能力,也就是所谓的数学建模能力。

      第四,重要的数学模型:备考数学应用问题,首先要识别数学应用问题的数学模型,根据不同的数学模型采取不同的方法求解;其次,要学会数学建模方法,根据实际问题建立数学模型;最后是准确求解.应用问题在近几年高考中涉及的数学模型,主要有函数模型、数列模型、三角函数模型、不等式模型、几何模型等,下面就近些年来的高考题谈谈高考中的几种重要数学模型:
      一、函数模型
      例题1、某单位用2160万元购得一块空地,计划在该地块上建造一栋至少10层、每层2000平方米的楼房。经测算,如果将楼房建为x(x≥10)层,则每平方米的平均建筑费用为560+48x(单位:元)。为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少层?
      (注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地费用=                       )

      分析与解:设楼房每平方米的平均综合费为f(x)元,则
       f(x)=(560+48x)+■=560+48x+■(x?莛10,x∈Z+)
        f‘(x)=48-■ ,     令f’(x)=0得 x=15  
      当x>15时,f'(x)>0;当0<x<15时,f’(x)<0  因此 当x=15 时,f(x)取最小值 f(15)=2000;
      答:为了楼房每平方米的平均综合费最少,该楼房应建为15层。
      二、数列模型
      例题2. 银行按规定每经过一定时间结算存(贷)款的利息一次,结息后即将利息并入本金,这种计算利息的方法叫复利,现在有某企业进行技术改造,有两种方案:
      甲方案:一次性贷款10万元,第一年便可获利1万元,以后每年比前一年增加30%的利润;
      乙方案:每年贷款1万元,第一年可获利1万元,以后每年比前一年多获利5千元。
      两方案使用贷款期限均为10年,到期一次性归还本息。若银行贷款利息均按年息10%的复利计算,试比较两种方案哪个获利更多?(计算结果精确到千元,参考数据:1.110=2.594,1.310=13.797)
      分析与解:经济活动中,诸如增长率、利息、分期付款等与年(月)份有关的实际问题,常常可归结为数列问题。本题涉及到银行的利息问题,因此可利用数列的知识解决它,欲判断甲、乙两个方案哪个获利更多,只需分别计  算出甲、乙方案中生产利润,再减去银行的贷款,即可比较获利多少。
      甲方案10年的生产利润为:
      1+1×(1+30%)+1×(1+30%)2+…+1×(1+30%)9=■=■=42.65(万元)
      到期时银行贷款本息为:
     10(1+10%)10=10×1.110=10×2.594=25.94(万元),
      故甲方案的获利为42.65-25.94=16.7(万元)。
      乙方案10年的生产利润为:
      1+(1+0.5)+(1+2×0.5)+…+(1+9×0.5)=■=32.5(万元)      
     到期时银行贷款的本息为:
     1.1[1+(1+10%)+(1+10%)2+…+(1+10%)9]=1.1+■17.53(万元)
      故乙方案获利为32.5-17.53,约15万元。
     比较可知,甲方案获利多于乙方案获利。
      三、三角函数模型
      例题3.如图,某住宅小区的平面图呈扇形AOC。小区的两个出入口设置在点A及点C处,小区里有两条笔直的小路AD,DC ,且拐弯处的转角为1200。已知某人从C沿CD走到D用了10分钟,从D沿DA走到A用了6分钟。若此人步行的速度为每分钟50米,求该扇形的半径OA的长(精确到1米)。
       分析与解:设该扇形的半径为r米。由题意,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=■ ,约等于445(米)。
      此外还有不等式模型、几何模型等,在此就不作祥解了。总之,我们在解答数学应用题的时候关键是要过三关:
      (1)、事理关:需读懂题意,明确问题的实际背景。
      (2)、文理关:需将实际问题的文学语言转化为数学符号语言。
      (3)、数理关:需要较扎实的数学知识解决已经由前两关转化的数学问题。
      不过无论哪种数学建模应用题,最重要的还是需要在“具体问题,具体分析”的思想指导下,认真审题,抓住题意中的数量关系(剥去应用题的神秘外衣),用数学语言(数式、方程、不等式、函数、数列……),将这些关系表达出来,化归为数学问题,再利用数学知识,数学方法解之,从而可得原问题的答案。






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