‹ 回去

例3:函数模型选择

函数零点、函数模型与二次函数 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 根据实际情境中变量间的数量关系特征,从一次、二次、指数、对数等函数中选取最贴切的模型进行拟合或预测。

从哪来 本节为高一第1讲起点,无前置知识点记录。基于初中已掌握的“变量与函数”概念及“一次函数、二次函数”的基础认知,引入更复杂的函数模型选择问题。

为什么 现实世界中的变化规律千差万别,没有一种函数能描述所有现象。 1. 增长速率不同:线性增长(匀速)、二次增长(加速度恒定)、指数增长(增长率恒定)在对数坐标或半对数坐标下呈现不同形态。 2. 边际效应差异:指数函数初期平缓后期陡峭,对数函数初期陡峭后期平缓,二次函数有极值点。 3. 建模本质:选择模型的本质是寻找“变化率”的规律。若单位时间增量恒定选一次;若单位时间增量随时间线性增加选二次;若单位时间增量与当前值成正比选指数。

讲法
直观图像对比法 适合视觉型、直觉型学生。 展示三组数据点(如:1,2,3,4,5 对应的 y 值分别为 2,4,8,16,32;2,4,6,8,10;2,4,6,8,10 但后期下降),画出散点图。让学生观察曲线的“弯曲方向”和“陡峭程度”。强调:指数曲线像“爆炸”,对数曲线像“爬墙”,二次曲线像“抛物”。通过图像形态直接匹配函数类型。
讲法
增长率分析法 适合逻辑型、计算型学生。 不画图,只算数。 1. 计算相邻两项的差值 $\Delta y$:若 $\Delta y$ 近似常数,选一次函数。 2. 计算相邻两项的比值 $y_{n+1}/y_n$:若比值近似常数,选指数函数。 3. 计算二阶差值 $\Delta^2 y$:若二阶差值近似常数,选二次函数。 通过表格计算,用数据说话的严谨性来推导模型,避免主观臆断。
生活实例映射法** 适合**经验型、应用型**学生。 列举典型场景: - **存款利息
本金不变,利息按固定比例累加 $\rightarrow$ 指数函数(复利)。 - 刹车距离:速度越大,刹车距离增加越快,但非无限加速 $\rightarrow$ 二次函数(动能与速度平方成正比)。 - 学习曲线:刚开始进步快,后来进步慢 $\rightarrow$ 对数函数。 将抽象函数与生活常识绑定,建立“情境-模型”的条件反射。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
某细菌培养实验中,记录数据如下: | 时间 $t$ (h) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | 数量 $N$ | 100 | 200 | 400 | 800 | 1600 | 问:应选择哪种函数模型?并写出解析式。
变式
某汽车刹车后,滑行距离 $s$ (米) 与时间 $t$ (秒) 的数据如下: | $t$ | 0 | 1 | 2 | 3 | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | $s$ | 0 | 15 | 40 | 75 | 问:应选择哪种函数模型?并预测 $t=4$ 时的距离。
看解答过程
式为 $N = 100 \cdot 2^t$。
试试手自己判
检测题
某网站用户数 $y$ 随上线月份 $x$ 的变化数据为: $x=1, y=10$; $x=2, y=20$; $x=3, y=30$; $x=4, y=40$。 若第5个月用户数突然变为 100,请问前4个月适合什么模型?第5个月的数据是否支持该模型?如果不支持,更可能转向什么模型?
看答案和判分标准
答案:前4个月适合一次函数模型($y=10x$),因为差值恒为10。 第5个月数据(100)不支持该模型(预测应为50,实际100,偏差巨大)。 更可能转向指数函数模型(如 $y=10 \cdot 2^{x-1}$,则 $x=5$ 时 $y=80$,接近100;或 $y=10 \cdot 2.5^{x-1}$ 等),因为出现了加速增长趋势。
判对标准:
1. 指出前4个月为一次函数(2分)。
2. 指出第5个月数据偏离一次函数预测值(2分)。
3. 提出转向指数函数或二次函数等加速增长模型(2分)。
4. 能简要说明理由(如“增长量变大”或“比值变大”)(2分)。
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›