2021版高考文科数学(人教A版)一轮复习教师用书:第二章 第9讲 函数模型及其应用
展开第9讲 函数模型及其应用
一、知识梳理
1.几种常见的函数模型
函数模型 | 函数解析式 |
一次函数模型 | f(x)=ax+b(a,b为常数,a≠0) |
二次函数模型 | f(x)=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0) |
指数函数模型 | f(x)=bax+c(a,b,c为常数, a>0且a≠1,b≠0) |
对数函数模型 | f(x)=blogax+c (a,b,c为常数,a>0且a≠1,b≠0) |
幂函数模型 | f(x)=axn+b(a,b,n为常数,a≠0,n≠0) |
2.三种函数模型性质比较
| y=ax(a>1) | y=logax(a>1) | y=xn(n>0) |
在(0,+∞) 上的单调性 | 增函数 | 增函数 | 增函数 |
增长速度 | 越来越快 | 越来越慢 | 相对平稳 |
图象的变化 | 随x值增大,图象与y轴接近平行 | 随x值增大,图象与x轴接近平行 | 随n值变化而不同 |
常用结论
“对勾”函数f(x)=x+(a>0)的性质
(1)该函数在(-∞,-]和[,+∞)上单调递增,在[-,0)和(0, ]上单调递减.
(2)当x>0时,x=时取最小值2;
当x<0时,x=-时取最大值-2.
二、习题改编
(必修1P102例3改编)某工厂一年中各月份的收入、支出情况的统计图如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.收入最高值与收入最低值的比是3∶1
B.结余最高的月份是7月
C.1至2月份的收入的变化率与4至5月份的收入的变化率相同
D.前6个月的平均收入为40万元
答案:D
一、思考辨析
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)幂函数增长比一次函数增长更快.( )
(2)在(0,+∞)内,随着x的增大,y=ax(a>1)的增长速度会超过并远远大于y=xα(α>0)的增长速度.( )
(3)指数型函数模型,一般用于解决变化较快,短时间内变化量较大的实际问题.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√
二、易错纠偏
(1)忽视实际问题中实际量的单位、含义、范围等;
(2)建立函数模型出错.
1.某城市客运公司确定客票价格的方法是:如果行程不超过100 km,票价是0.5元/km,如果超过100 km,超过100 km的部分按0.4元/km定价,则客运票价y(元)与行驶千米数x(km)之间的函数关系式是 .
解析:由题意可得
y=
答案:y=
2.生产一定数量商品的全部费用称为生产成本,某企业一个月生产某种商品x万件时的生产成本为C(x)=x2+2x+20(万元).一万件售价为20万元,为获取更大利润,该企业一个月应生产该商品数量为 万件.
解析:设利润为L(x),则利润L(x)=20x-C(x)=-(x-18)2+142,当x=18 时,L(x)有最大值.
答案:18
用函数图象刻画变化过程(师生共研)
汽车的“燃油效率”是指汽车每消耗1升汽油行驶的里程,如图描述了甲、乙、丙三辆汽车在不同速度下的燃油效率情况.下列叙述中正确的是( )
A.消耗1升汽油,乙车最多可行驶5千米
B.以相同速度行驶相同的路程,三辆汽车中,甲车消耗汽油量最多
C.甲车以80千米/小时的速度行驶1小时,消耗10升汽油
D.某城市机动车最高限速80千米/小时,相同条件下,在该城市用丙车比用乙车更省油
【解析】 根据图象知消耗1升汽油,乙车最多行驶里程大于5千米,故选项A错;以相同速度行驶时,甲车燃油效率最高,因此以相同速度行驶相同路程时,甲车消耗汽油最少,故选项B错;甲车以80千米/小时的速度行驶时燃油效率为10千米/升,行驶1小时,里程为80千米,消耗8升汽油,故选项C错;最高限速80千米/小时,丙车的燃油效率比乙车高,因此相同条件下,在该市用丙车比用乙车更省油,故选项D对.
【答案】 D
判断函数图象与实际问题变化过程相吻合的方法
(1)构建函数模型法:当根据题意易构建函数模型时,先建立函数模型,再结合模型选图象.
(2)验证法:根据实际问题中两变量的变化快慢等特点,结合图象的变化趋势,验证是否吻合,从中排除不符合实际的情况,选择符合实际情况的答案.
(2020·广州市综合检测(一))如图,一高为H且装满水的鱼缸,其底部装有一排水小孔,当小孔打开时,水从孔中匀速流出,水流完所用时间为T. 若鱼缸水深为h时,水流出所用时间为t,则函数h=f(t)的图象大致是( )
解析:选B.水位由高变低,排除C,D.半缸前下降速度先快后慢,半缸后下降速度先慢后快,故选B.
二次函数、分段函数、“对勾”函数模型(师生共研)
小王大学毕业后,决定利用所学专业进行自主创业.经过市场调查,生产某小型电子产品需投入年固定成本为3万元,每生产x万件,需另投入流动成本为W(x)万元,在年产量不足8万件时,W(x)=x2+x(万元).在年产量不小于8万件时,W(x)=6x+-38(万元).每件产品售价为5元.通过市场分析,小王生产的商品能当年全部售完.
(1)写出年利润L(x)(万元)关于年产量x(万件)的函数解析式;(注:年利润=年销售收入-固定成本-流动成本)
(2)年产量为多少万件时,小王在这一商品的生产中所获利润最大?最大利润是多少?
【解】 (1)因为每件商品售价为5元,则x万件商品销售收入为5x万元,
依题意得,当0<x<8时,
L(x)=5x--3=-x2+4x-3;
当x≥8时,L(x)=5x--3=35-.
所以L(x)=
(2)当0<x<8时,L(x)=-(x-6)2+9.
此时,当x=6时,L(x)取得最大值L(6)=9万元.
当x≥8时,L(x)=35-≤35-2 =35-20=15,当且仅当x=时等号成立,
即x=10时,L(x)取得最大值15万元.
因为9<15,所以当年产量为10万件时,小王在这一商品的生产中所获利润最大,最大利润为15万元.
建模解决实际问题的三个步骤
(1)建模:抽象出实际问题的数学模型.
(2)推理、演算:对数学模型进行逻辑推理或数学演算,得到问题在数学意义上的解.
(3)评价、解释:对求得的数学结果进行深入的讨论,作出评价、解释,返回到原来的实际问题中去,得到实际问题的解.
即:
[提醒] (1)构建函数模型时不要忘记考虑函数的定义域.
(2)利用模型f(x)=ax+求解最值时,注意取得最值时等号成立的条件.
1.某养殖场需定期购买饲料,已知该养殖场每天需要饲料200千克,每千克饲料的价格为1.8元,饲料的保管费与其他费用平均每千克每天0.03元,购买饲料每次支付运费300元.则该养殖场多少天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最少.
解:设该养殖场x(x∈N*)天购买一次饲料能使平均每天支付的总费用最少,设总费用为y元.
因为饲料的保管费与其他费用每天比前一天少200×0.03=6(元),所以x天饲料的保管费与其他费用共是6(x-1)+6(x-2)+…+6=(3x2-3x)元.
从而有y=(3x2-3x+300)+200×1.8=+3x+357≥2 +357=417,当且仅当=3x,即x=10时,y有最小值.故该养殖场10天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最少.
2.据气象中心观察和预测:发生于沿海M地的台风一直向正南方向移动,其移动速度v(km/h)与时间t(h)的函数图象如图所示,过线段OC上一点T(t,0)作横轴的垂线l,梯形OABC在直线l左侧部分的面积即为时间t(h)内台风所经过的路程s(km).
(1)当t=4时,求s的值;
(2)将s随t变化的规律用数学关系式表示出来;
(3)若N城位于M地正南方向,且距M地650 km,试判断这场台风是否会侵袭到N城,如果会,在台风发生后多长时间它将侵袭到N城?如果不会,请说明理由.
解:(1)由题图可知,直线OA的方程是v=3t,直线BC的方程是v=-2t+70.
当t=4时,v=12,所以s=×4×12=24.
(2)当0≤t≤10时,s=×t×3t=t2;
当10<t≤20时,s=×10×30+(t-10)×30=30t-150;
当20<t≤35时,s=150+300+×(t-20)×(-2t+70+30)=-t2+70t-550.
综上可知,s随t变化的规律是
s=
(3)当t∈[0,10]时,smax=×102=150<650,
当t∈(10,20]时,smax=30×20-150=450<650,
当t∈(20,35]时,令-t2+70t-550=650,解得t=30或t=40(舍去),即在台风发生30小时后将侵袭到N城.
指数、对数函数模型(师生共研)
(1)(2020·广西桂林一模)一个放射性物质不断衰变为其他物质,每经过一年就有的质量发生衰变.若该物质余下质量不超过原有的1%,则至少需要的年数是( )
A.6 B.5
C.4 D.3
(2)里氏震级M的计算公式为:M=lg A-lg A0,其中A是测震仪记录的地震曲线的最大振幅,A0是相应的标准地震的振幅.假设在一次地震中,测震仪记录的最大振幅是1 000,此时标准地震的振幅为0.001,则此次地震的震级为 级;9级地震的最大振幅是5级地震最大振幅的 倍.
【解析】 (1)设这种放射性物质最初的质量为1,经过x(x∈N)年后,剩余量是y.则有y=,依题意得≤,整理得22x≥100,解得x≥4,所以至少需要的年数是4,故选C.
(2)M=lg 1 000-lg 0.001=3-(-3)=6.
设9级地震的最大振幅和5级地震的最大振幅分别为A1,A2,则9=lg A1-lg A0=lg ,则=109,
5=lg A2-lg A0=lg ,则=105,所以=104.
即9级地震的最大振幅是5级地震最大振幅的10 000倍.
【答案】 (1)C (2)6 10 000
指数型、对数型函数模型
(1)在实际问题中,有关人口增长、银行利率、细胞分裂等增长率问题常用指数函数模型表示.通常可以表示为y=N(1+p)x(其中N为基础数,p为增长率,x为时间)的形式.解题时,往往用到对数运算,要注意与已知表格中给定的值对应求解.
(2)有关对数型函数的应用题,一般都会给出函数解析式,要求根据实际情况求出函数解析式中的参数,或给出具体情境,从中提炼出数据,代入解析式求值,然后根据值回答其实际意义.
候鸟每年都要随季节的变化而进行大规模地迁徙,研究某种鸟类的专家发现,该种鸟类的飞行速度v(单位:m/s)与其耗氧量Q之间的关系为:v=a+blog3(其中a,b是实数).据统计,该种鸟类在静止的时候其耗氧量为30个单位,而其耗氧量为90个单位时,其飞行速度为1 m/s.
(1)求出a,b的值;
(2)若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2 m/s,则其耗氧量至少要多少个单位?
解:(1)由题意可知,当这种鸟类静止时,它的速度为0 m/s,此时耗氧量为30个单位,故有a+blog3=0,
即a+b=0;
当耗氧量为90个单位时,速度为1 m/s,
故a+blog3=1,整理得a+2b=1.
解方程组得
(2)由(1)知,v=a+blog3=-1+log3.所以要使飞行速度不低于2 m/s,则有v≥2,所以-1+log3≥2,
即log3≥3,解得≥27,即Q≥270.
所以若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2 m/s,则其耗氧量至少要270个单位.
核心素养系列6 数学建模——函数建模在实际问题中的妙用
数学建模是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用数学知识与方法构建模型解决问题的过程.主要包括:在实际情境中从数学的视角发现问题、提出问题,分析问题、构建模型,求解结论,验证结果并改进模型,最终解决实际问题.
某新型企业为获得更大利润,须不断加大投资,若预计年利润低于10%时,则该企业就考虑转型,下表显示的是某企业几年来年利润y(百万元)与年投资成本x(百万元)变化的一组数据:
年份 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | … |
投资成本x | 3 | 5 | 9 | 17 | … |
年利润y | 1 | 2 | 3 | 4 | … |
给出以下3个函数模型:①y=kx+b(k≠0);②y=abx(a≠0,b>0,且b≠1);③y=loga(x+b)(a>0,且a≠1).
(1)选择一个恰当的函数模型来描述x,y之间的关系;
(2)试判断该企业年利润超过6百万元时,该企业是否要考虑转型.
【解】 (1)将(3,1),(5,2)代入y=kx+b(k≠0),
得解得
所以y=x-.
当x=9时,y=4,不符合题意;
将(3,1),(5,2)代入y=abx(a≠0,b>0,且b≠1),
得解得所以y=·()x=2.
当x=9时,y=2=8,不符合题意;
将(3,1),(5,2)代入y=loga(x+b)(a>0,且a≠1),
得解得所以y=log2(x-1).
当x=9时,y=log28=3;
当x=17时,y=log216=4.故可用③来描述x,y之间的关系.
(2)令log2(x-1)>6,则x>65.
因为年利润<10%,所以该企业要考虑转型.
根据实际问题选择函数模型时应注意以下几点
(1)若能够根据实际问题作出满足题意的函数图象,可结合图象特征选择.
(2)当研究的问题呈现先增长后减少的特点时,可以选用二次函数模型y=ax2+bx+c(a,b,c均为常数,a<0);当研究的问题呈现先减少后增长的特点时,可以选用二次函数模型y=ax2+bx+c(a,b,c均为常数,a>0).
(3)对数函数(底数大于1时)增长越来越慢,而指数函数(底数大于1时)增长越来越快.
某地西红柿上市后,通过市场调查,得到西红柿的种植成本Q(单位:元/100 kg)与上市时间t(单位:天)的数据如下表:
时间t | 60 | 100 | 180 |
种植成本Q | 116 | 84 | 116 |
根据上表数据,从下列函数中选取一个函数描述西红柿的种植成本Q与上市时间t的变化关系:
Q=at+b,Q=at2+bt+c,Q=a·bt,Q=a·logbt.
利用你选取的函数,求:
(1)西红柿种植成本最低时的上市天数是 ;
(2)最低种植成本是 元/100 kg.
解析:因为随着时间的增加,种植成本先减少后增加,而且当t=60和t=180时种植成本相等,再结合题中给出的四种函数关系可知,种植成本与上市时间的变化关系应该用二次函数Q=at2+bt+c,即Q=a(t-120)2+m描述,将表中数据代入可得
解得
所以Q=0.01(t-120)2+80,故当上市天数为120时,种植成本取到最低值80元/100 kg.
答案:(1)120 (2)80
[基础题组练]
1.某电视新产品投放市场后第一个月销售100台,第二个月销售200台,第三个月销售400台,第四个月销售790台,则下列函数模型中能较好地反映销量y与投放市场的月数x之间关系的是( )
A.y=100x B.y=50x2-50x+100
C.y=50×2x D.y=100log2x+100
解析:选C.根据函数模型的增长差异和题目中的数据可知,应为指数型函数模型,代入数据验证即可得.故选C.
2.已知正方形ABCD的边长为4,动点P从B点开始沿折线BCDA向A点运动.设点P运动的路程为x,△ABP的面积为S,则函数S=f(x)的图象是( )
解析:选D.依题意知当0≤x≤4时,f(x)=2x;当4<x≤8时,f(x)=8;当8<x≤12时,f(x)=24-2x,观察四个选项知D项符合要求.
3.成都市某物流公司为了配合“北改”项目顺利进行,决定把三环内的租用仓库搬迁到北三环外重新租地建设.已知仓库每月占用费y1与仓库到车站的距离成反比,而每月车载货物的运费y2与仓库到车站的距离成正比.据测算,如果在距离车站10千米处建仓库,这两项费用y1,y2分别是2万元和8万元,那么要使这两项费用之和最小,仓库应建在离车站( )
A.5千米处 B.4千米处
C.3千米处 D.2千米处
解析:选A.设仓库应建在离车站x千米处.因为仓库每月占用费y1与仓库到车站的距离成反比,所以令反比例系数为m(m>0),则y1=.当x=10时,y1==2,所以m=20.因为每月车载货物的运费y2与仓库到车站的距离成正比,所以令正比例系数为n(n>0),则y2=nx.当x=10时,y2=10n=8,所以n=.所以两项费用之和为y=y1+y2=+≥2=8,当且仅当=,即x=5时取等号.所以要使这两项费用之和最小,仓库应建在离车站5千米处.故选A.
4.某高校为提升科研能力,计划逐年加大科研经费投入.若该高校2017年全年投入科研经费1 300万元,在此基础上,每年投入的科研经费比上一年增长12%,则该高校全年投入的科研经费开始超过2 000万元的年份是(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11,lg 2≈0.30)( )
A.2020年 B.2021年
C.2022年 D.2023年
解析:选B.若2018年是第一年,则第n年科研费为1 300×1.12n,由1 300×1.12n>2 000,可得lg 1.3+n lg 1.12>lg 2,得n×0.05>0.19,n>3.8,n≥4,即4年后,到2021年科研经费超过2 000万元.故选B.
5.(2019·高考北京卷)在天文学中,天体的明暗程度可以用星等或亮度来描述.两颗星的星等与亮度满足m2-m1=lg,其中星等为mk的星的亮度为Ek(k=1,2).已知太阳的星等是-26.7,天狼星的星等是-1.45,则太阳与天狼星的亮度的比值为( )
A. 1010.1 B. 10.1
C. lg 10.1 D. 10-10.1
解析:选A.根据题意,设太阳的星等与亮度分别为m1与E1,天狼星的星等与亮度分别为m2与E2,则由已知条件可知m1=-26.7,m2=-1.45,根据两颗星的星等与亮度满足m2-m1=lg ,把m1与m2的值分别代入上式得,-1.45-(-26.7)=lg,得lg =10.1,所以=1010.1,故选A.
6.某辆汽车每次加油都把油箱加满,下表记录了该车相邻两次加油时的情况.
加油时间 | 加油量(升) | 加油时的累计里程(千米) |
2019年5月1日 | 12 | 35 000 |
2019年5月15日 | 48 | 35 600 |
注:“累计里程”指汽车从出厂开始累计行驶的路程.
在这段时间内,该车每100千米平均耗油量为 升.
解析:因为每次都把油箱加满,第二次加了48升油,说明这段时间总耗油量为48升,而行驶的路程为35 600-35 000=600(千米),故每100千米平均耗油量为48÷6=8(升).
答案:8
7.李冶(1192-1279),真定栾城(今河北省石家庄市)人,金元时期的数学家、诗人,晚年在封龙山隐居讲学,数学著作多部,其中《益古演段》主要研究平面图形问题:求圆的直径、正方形的边长等.其中一问:现有正方形方田一块,内部有一个圆形水池,其中水池的边缘与方田四边之间的面积为13.75亩,若方田的四边到水池的最近距离均为二十步,则圆池直径和方田的边长分别是 步、 步.(注:240平方步为1亩,圆周率按3近似计算)
解析:设圆池的半径为r步,则方田的边长为(2r+40)步,由题意,得(2r+40)2-3r2=13.75×240,解得r=10或r=-170(舍),所以圆池的直径为20步,方田的边长为60步.
答案:20 60
8.一个工厂生产某种产品每年需要固定投资100万元,此外每生产1件该产品还需要增加投资1万元,年产量为x(x∈N*)件.当x≤20时,年销售总收入为(33x-x2)万元;当x>20时,年销售总收入为260万元.记该工厂生产并销售这种产品所得的年利润为y万元,则y(万元)与x(件)的函数关系式为 ,该工厂的年产量为 件时,所得年利润最大(年利润=年销售总收入-年总投资).
解析:当0<x≤20时,y=(33x-x2)-x-100=-x2+32x-100;当x>20时,y=260-100-x=160-x.
故y=(x∈N*).
当0<x≤20时,y=-x2+32x-100=-(x-16)2+156,x=16时,ymax=156.而当x>20时,160-x<140,故当x=16时取得最大年利润.
答案:y=(x∈N*) 16
9.如图所示,已知边长为8米的正方形钢板有一个角被锈蚀,其中AE=4米,CD=6米.为了合理利用这块钢板,在五边形ABCDE内截取一个矩形BNPM,使点P在边DE上.
(1)设MP=x米,PN=y米,将y表示成x的函数,求该函数的解析式及定义域;
(2)求矩形BNPM面积的最大值.
解:(1)作PQ⊥AF于点Q,所以PQ=8-y,EQ=x-4,
在△EDF中,=,所以=,所以y=-x+10,定义域为{x|4≤x≤8}.
(2)设矩形BNPM的面积为S,则S(x)=xy=x
=-(x-10)2+50,所以S(x)是关于x的二次函数,且其开口向下,对称轴为x=10,所以当x∈[4,8]时,S(x)单调递增,所以当x=8时,矩形BNPM面积取得最大值48平方米.
10.某公司对营销人员有如下规定:①年销售额x(单位:万元)在8万元以下,没有奖金;
②年销售额x(单位:万元),x∈[8,64]时,奖金为y万元,且y=logax,y∈[3,6],且年销售额越大,奖金越多;
③年销售额超过64万元,按年销售额的10%发奖金.
(1)求奖金y关于x的函数解析式;
(2)若某营销人员争取奖金y∈[4,10](单位:万元),则年销售额x(单位:万元)在什么范围内?
解:(1)依题意,y=logax在x∈[8,64]上为增函数,所以解得a=2,所以y=
(2)易知x≥8,当8≤x≤64时,要使y∈[4,10],则4≤log2x≤10,解得16≤x≤1 024,所以16≤x≤64;当x>64时,要使y∈[4,10],则40≤x≤100,所以64<x≤100.综上所述,当年销售额x∈[16,100]时,奖金y∈[4,10].
[综合题组练]
1.(创新型)我们定义函数y=[x]([x]表示不大于x的最大整数)为“下整函数”;定义y={x}({x}表示不小于x的最小整数)为“上整函数”;例如[4.3]=4,[5]=5;{4.3}=5,{5}=5.某停车场收费标准为每小时2元,即不超过1小时(包括1小时)收费2元,超过一小时,不超过2小时(包括2小时)收费4元,以此类推.若李刚停车时间为x小时,则李刚应付费为(单位:元)( )
A.2[x+1] B.2([x]+1)
C.2{x} D.{2x}
解析:选C.如x=1时,应付费2元,
此时2[x+1]=4,2([x]+1)=4,排除A,B;当x=0.5时,付费为2元,此时{2x}=1,排除D,故选C.
2.一个容器装有细沙a cm3,细沙从容器底下一个细微的小孔慢慢地匀速漏出,t min后剩余的细沙量为y=ae-bt(cm3),经过8 min后发现容器内还有一半的沙子,则再经过 min,容器中的沙子只有开始时的八分之一.
解析:当t=0时,y=a;
当t=8时,y=ae-8b=a,故e-8b=.
当容器中的沙子只有开始时的八分之一时,即y=ae-bt=a,e-bt==(e-8b)3=e-24b,则t=24,所以再经过16 min容器中的沙子只有开始时的八分之一.
答案:16
3.某旅游景点预计2019年1月份起前x个月的旅游人数的和p(x)(单位:万人)与x的关系近似为p(x)=x(x+1)·(39-2x)(x∈N*,且x≤12).已知第x个月的人均消费额q(x)(单位:元)与x的近似关系是q(x)=
(1)写出2019年第x个月的旅游人数f(x)(单位:万人)与x的函数关系式;
(2)试问2019年第几个月的旅游消费总额最大?最大月旅游消费总额为多少元?
解:(1)当x=1时,f(1)=p(1)=37,当2≤x≤12,且x∈N*时,f(x)=p(x)-p(x-1)=x(x+1)(39-2x)-x(x-1)(41-2x)=-3x2+40x,经验证x=1时也满足此式.
所以f(x)=-3x2+40x(x∈N*,且1≤x≤12).
(2)第x(x∈N*)个月的旅游消费总额为g(x)=
①当1≤x≤6,且x∈N*时,g′(x)=18x2-370x+1 400,
令g′(x)=0,解得x=5或x=(舍去).
当1≤x≤5时,g′(x)≥0,当5<x≤6时,g′(x)<0,所以g(x)max=g(5)=3 125;
②当7≤x≤12,且x∈N*时,g(x)=-480x+6 400是减函数,所以g(x)max=g(7)=3 040.综上,2019年5月份的旅游消费总额最大,最大月旅游消费总额为3 125万元.
4.某创业投资公司拟投资开发某种新能源产品,估计能获得投资收益的范围是[10,100](单位:万元).现准备制定一个对科研课题组的奖励方案:资金y(单位:万元)随投资收益x(单位:万元)的增加而增加且资金不超过5万元,同时资金不超过投资收益的20%.
(1)若建立函数模型y=f(x)制定奖励方案,请你根据题意,写出奖励函数模型应满足的条件;
(2)现有两个奖励函数模型:(ⅰ)y=x+1;
(ⅱ)y=log2x-2.试分析这两个函数模型是否符合公司要求.
解:(1)设奖励函数模型为y=f(x),
则该函数模型满足的条件是:
①当x∈[10,100]时,f(x)是增函数;
②当x∈[10,100]时,f(x)≤5恒成立;
③当x∈[10,100]时,f(x)≤恒成立.
(2)(a)对于函数模型(ⅰ)y=x+1,
它在[10,100]上是增函数,满足条件①;
但当x=80时,y=5,因此,当x>80时,y>5,不满足条件②;故该函数模型不符合公司要求.
(b)对于函数模型(ⅱ)y=log2x-2,它在[10,100]上是增函数,满足条件①,
x=100时,ymax=log2100-2=2log25<5,即f(x)≤5恒成立.满足条件②,
设h(x)=log2x-2-x,则h′(x)=-,
又x∈[10,100],所以≤≤,
所以h′(x)≤-<-=0,
所以h(x)在[10,100]上是递减的,因此h(x)≤h(10)=log210-4<0,即f(x)≤恒成立,满足条件③,
故该函数模型符合公司要求.
综上所述,函数模型(ⅱ)y=log2x-2符合公司要求.