函数的应用(一)
从真实情境中提炼变量关系,用函数模型解决增长、分配与优化问题
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函数的应用(一)
从真实情境中提炼变量关系,用函数模型解决增长、分配与优化问题
函数的表示方法
函数应用广泛,从速度计算到成本规划都离不开它。但描述同一个函数,可以用三种不同的'语言'——就像同一个人,身份证、照片、个人档案都能'表示'他,各有侧重。
身份证=解析法(精确文字)、照片=图像法(直观视觉)、简历=列表法(关键信息列举)
三种表示法的对比与转换
图中央是三种表示法,两两之间用箭头相连并标注转换方法。三节点承载的是同一组对应关系。
读图能力:提取关键信息
上节对比三种表示法,图像最直观——但「直观」不等于「好读」。同一张曲线,小白只能说「像抛物线」,高手却能读出定义域、值域、单调性、零点。这一页,给眼睛装上「高手模式」。
起止时间≈定义域,海拔范围≈值域,上坡下坡≈单调性,过海平面≈零点
读图的四步法
读图像破案,按四步走才能不漏关键信息。
什么是函数模型
上一页我们从图像里读出了变量怎么变,但这些图是怎么造出来的?这一页把"用函数语言描述现实"的思维方式拆开讲——尤其是它的边界。
地图≠真实地形,但能帮你找路;模型≠现实,但能预测变化
函数模型的分类体系
从增长形态看,五类函数分别对应不同的实际场景。
建立函数模型的五步法
分类体系告诉你有哪些锤子,这页教你按什么顺序把锤子用起来——五步建出一个完整的函数模型。
路程与时间的函数关系
上一步我们学了建立函数模型的五步法,现在用它研究最经典的情景:每小时骑 15 公里匀速前进,每过 1 小时就走 15 公里——这就是一个最简洁的函数。
水流速度对应 v,时间对应 t,水量对应路程——三者关系一一对应
路程-时间问题的建模过程
从一道行程题的描述,到写下 s=vt 的完整建模流程。
分段函数的概念与定义
打车时,前2公里10块,超过后每公里2块——同一段路程,规则却变了。这种「看情况」的处理方式,在数学里就叫分段函数。
里程数x分区间,每段用不同费率算车费,x每取一值都唯一对应一个价格
分段函数的图像特征
图的读法:从定义域分区开始,看各段曲线如何拼接,最后判断衔接处是否连续。
分段函数 vs 普通函数
很多人觉得分段函数'不正经'——一会儿用这个公式,一会儿用那个。但现实里计费、税率、折扣,恰恰都是'走到某个点就换规则'。
- 定义域不同区间,用不同解析式
- 图像由多段拼接,可能有跳跃断点
- 分段点处可能不连续甚至无定义
- 适合描述现实中规则切换的现象
- 整个定义域共用一个解析式
- 图像是一条连续不断的曲线
- 定义域内处处连续光滑
- 适合描述平滑连续变化的现象
分段函数的应用步骤
分段函数题怎么解?四步走,每步都不能省。
自测:函数应用能力检验
已知分段函数 f(x) = {x², x<1; 2x-1, x≥1},求 f(f(2)) 的值。
课后思考
先自己想,再看参考答案——三个问题帮你把函数应用思维再推一步。
参考答案不矛盾。分段函数在每个子区间内x仍唯一对应一个y,整体也满足。函数定义看的是对应规则,不是必须一个表达式。
参考答案设费用f、时长t,按时段分三段定义f(t)。关键变量是切换时刻t1、t2与各段费率,它们决定函数形状。
参考答案不够。掉头斜率变负,停留斜率为零,都破坏线性。需升级为分段函数或更复杂模型,这正是一次函数的边界。