由高考题看导数在实际问题中的应用学习对“终身发展必备的基础知识和技能,了解这些知识与技能在生活、生产中的应用,关注科学技术的现状及发展趋势”是高中新课标所规定的课程总目标之一
为此高考数学逐步加大对数学应用的考查,试题背景越来越贴近生活和生产实际
高中数学中引进了导数,这显示了对简单化的追求,又拓宽了数学的思维途径.而以函数为背景的实际问题大量存在,给高考数学提供了广阔的空间.导数是研究函数性质以及解决实际问题中的最大、最小的强有力的工具,也是数学高考命题的一个新热点.例 1 统计表明,某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗油量 (升)关于行驶速度 (千米/小时)的函数解析式可以表示为:已知甲、乙两地相距 100 千米. (I)当汽车以 40 千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油多少升
(II)当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少
最少为多少升
分析:本题应将耗油量表示为的函数,对该函数求导,从而求得最小值
解:(I)当时,汽车从甲地到乙地行驶了小时,要耗油(升).因此当汽车以 40 千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油 17
5 升.(II)当速度为千米/小时时,汽车从甲地到乙地行驶了小时,设耗油量为升, 依题意得 令得 当时,是减函数; 当时,是增函数,∴当时,取到极小值.因为在上只有一个极值,所以它是最小值. 则当汽车以 80 千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,最少为 11
25 升.点评:本题难度不大,但颇具示范性.首先是将实际问题抽象为函数模型,进而用导数研究函数的性质和极值,其解题思路简洁,易于操作. 例2如图,有一块半椭圆形钢板,其半轴长为,短半轴长为,计划将此 钢板切割成等腰梯形的形状,下底是半椭圆的短轴,上底的端点在椭圆上,记,梯形面积为.(I)求面积以为自变量的函数式,并写出其定义域;(II)求面积的最大值