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考点测试14函数的实际应用高考概览高考在本考点的常考题型多为选择题、填空题,分值为5分,中等难度考点研读1.了解指数函数、对数函数、幂函数的增长特征,结合具体实例体会直线上升、指数爆炸、对数增长等不同函数类型增长的含义2.了解函数模型(如指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等在社会生活中普遍使用的函数模型)的广泛应用一、基础小题1.一根蜡烛长20cm,点燃后每小时燃烧5cm,燃烧时剩下的高度h(cm)与燃烧时间t(小时)的函数关系用图象表示正确的是()答案B解析蜡烛剩下的长度随时间增长而缩短,根据实际意义选B.2.某同学参加研究性学习活动,得到如下实验数据:x392781y23.145.2以下函数中最符合变量y与x的对应关系的是()A.y=eq\f(1,9)x+2 B.y=x2-4x+5C.y=eq\f(1,2)×2x-eq\f(1,10) D.y=log3x+1答案D解析由表中的数据可得,y随x的增大而增大,且增大的幅度越来越小,而函数y=eq\f(1,2)×2x-eq\f(1,10),y=x2-4x+5在(3,+∞)上的增大幅度越来越大;函数y=eq\f(1,9)x+2呈线性增大,只有函数y=log3x+1与已知数据的增大趋势接近.3.国家相继出台多项政策控制房地产行业,现在规定房地产行业收入税如下:年收入在280万元及以下的税率为p%,超过280万元的部分按(p+2)%征税,有一公司的实际缴税比例为(p+0.25)%,则该公司的年收入是()A.560万元 B.420万元C.350万元 D.320万元答案D解析设该公司的年收入为a万元,则280p%+(a-280)(p+2)%=a(p+0.25)%,解得a=320.故选D.4.青花瓷,又称白地青花瓷,常简称青花,是中国瓷器的主流品种之一.如图是景德镇青花瓷,现往该青花瓷中匀速注水,则水的高度y与时间x的函数图象大致是()答案C解析由图可知该青花瓷上下细,中间粗,则在匀速注水的过程中,水的高度一直增高,且开始时水的高度增高的速度越来越慢,到达瓷瓶最粗处之后,水的高度增高的速度越来越快,直到注满水,结合选项所给图象,只有先慢后快的趋势的C项符合.故选C.5.建筑学中必须要对组合墙的平均隔声量进行设计.组合墙是指带有门或窗等的隔墙,假定组合墙上有门、窗及孔洞等几种不同的部件,各种部件的面积分别为S1,S2,…,Sn(单位:m2),其相应的透射系数分别为τ1,τ2,…,τn,则组合墙的平均隔声量应由各部分的透射系数的平均值eq\o(τ,\s\up6(-))确定:eq\o(τ,\s\up6(-))=eq\f(S1τ1+S2τ2+…+Snτn,S1+S2+…+Sn),于是组合墙的平均隔声量(单位:dB)为R=10lgeq\f(1,\o(τ,\s\up6(-))).已知某墙的透射系数为eq\f(1,104),面积为20m2,在墙上有一门,其透射系数为eq\f(1,102),面积为2m2,则组合墙的平均隔声量为()A.10dB B.20dBC.30dB D.40dB答案C解析由题意知组合墙的透射系数的平均值eq\o(τ,\s\up6(-))=eq\f(S1τ1+S2τ2,S1+S2)=eq\f(20×10-4+2×10-2,20+2)=10-3,所以组合墙的平均隔声量R=10lgeq\f(1,\o(τ,\s\up6(-)))=10lgeq\f(1,10-3)=30dB.故选C.6.用32m2的材料制作一个长方体形的无盖盒子,如果底面的宽规定为2m,那么这个盒子的最大容积是()A.36m3 B.18m3C.16m3 D.14m3答案C解析如图,设长方体形无盖盒子底面的长为x(m),高为h(m),容积为V(m3),则表面积为2x+2xh+4h=32,∴h=eq\f(16-x,x+2)(0<x<16),容积V=2xh=eq\f(2x(16-x),x+2)=eq\f(32x-2x2,x+2).令t=x+2(2<t<18),则V=eq\f(32(t-2)-2(t-2)2,t)=40-2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t+\f(36,t)))≤40-2×2eq\r(t·\f(36,t))=16,当且仅当t=6时取等号.7.某工厂产生的废气经过过滤后排放,在过滤过程中,污染物的数量p(单位:毫克/升)不断减少,已知p与时间t(单位:小时)满足p(t)=p02eq\s\up7(_)eq\s\up7(\f(t,30)),其中p0为t=0时的污染物数量.又测得当t∈[0,30]时,污染物数量的平均变化率是-10ln2,则p(60)=()A.150毫克/升 B.300毫克/升C.150ln2毫克/升 D.300ln2毫克/升答案C解析因为当t∈[0,30]时,污染物数量的平均变化率是-10ln2,所以-10ln2=eq\f(\f(1,2)p0-p0,30-0),所以p0=600ln2,因为p(t)=p02eq\s\up7(_)eq\s\up7(\f(t,30)),所以p(60)=600ln2×2-2=150ln2(毫克/升).8.某公司为了实现1000万元销售利润的目标,准备制订一个激励销售人员的奖励方案:在销售利润达到10万元时,按照销售利润进行奖励,且奖金y(单位:万元)随销售利润x的增加而增加,但奖金不超过5万元,同时奖金不超过销售利润的25%,则下列函数最符合要求的是()A.y=eq\f(1,4)x B.y=lgx+1C.y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))eq\s\up12(x) D.y=eq\r(x)答案B解析由题意知,x∈[10,1000],符合公司要求的模型需同时满足:①函数为增函数;②函数的最大值不超过5;③y≤x·25%.对于y=eq\f(1,4)x,易知满足①,但当x>20时,y>5,不满足要求;对于y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))eq\s\up12(x),易知满足①,因为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))eq\s\up12(4)>5,故当x≥4时,不满足要求;对于y=eq\r(x),易知满足①,但当x>25时,y>5,不满足要求;对于y=lgx+1,易知满足①,当x∈[10,1000]时,2≤y≤4,满足②,再证明lgx+1≤x·25%,即4lgx+4-x≤0,设F(x)=4lgx+4-x,则F′(x)=eq\f(4,xln10)-1<0,x∈[10,1000],所以F(x)为减函数,F(x)max=F(10)=4lg10+4-10=-2<0,满足③.故选B.9.(多选)某工厂生产一种溶液,按市场要求杂质含量不得超过0.1%,而这种溶液最初的杂质含量为2%,现进行过滤,已知每过滤一次杂质含量减少eq\f(1,3),则使产品达到市场要求的过滤次数可以为(参考数据:lg2≈0.301,lg3≈0.477)()A.6 B.9C.8 D.7答案BC解析设经过n次过滤,产品达到市场要求,则eq\f(2,100)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq\s\up12(n)≤eq\f(1,1000),即eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))eq\s\up12(n)≤eq\f(1,20),由nlgeq\f(2,3)≤-lg20,即n(lg2-lg3)≤-(1+lg2),得n≥eq\f(1+lg2,lg3-lg2)≈7.4.10.(多选)某医药研究机构开发了一种新药,据监测,如果患者每次按规定的剂量注射该药物,注射后每毫升血液中的含药量y(微克)与时间t(小时)之间的关系近似满足如图所示的曲线.据进一步测定,当每毫升血液中含药量不少于0.125微克时,治疗该病有效,则()A.a=3B.注射该药物eq\f(1,8)小时后每毫升血液中的含药量为0.4微克C.注射一次治疗该病的有效时间长度为6小时D.注射一次治疗该病的有效时间长度为5eq\f(31,32)小时答案AD解析把点M的坐标代入y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(t-a),得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(1-a)=4,解得a=3,A正确;易知当0≤t<1时,y=4t,4×eq\f(1,8)=0.5,B错误;由于y=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(4t,0≤t<1,,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(t-3),t≥1,))令y≥0.125=eq\f(1,8),得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(0≤t<1,,4t≥\f(1,8)))或eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(t≥1,,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(t-3)≥\f(1,8),))解得eq\f(1,32)≤t≤6,6-eq\f(1,32)=5eq\f(31,32),所以注射一次该药物治疗该病的有效时间长度为5eq\f(31,32)小时,C错误,D正确.11.小菲在学校选修课中了解到艾宾浩斯遗忘曲线,为了解自己记忆一组单词的情况,她记录了随后一个月的有关数据,绘制图象,拟合了记忆保持量f(x)与时间x(天)之间的函数关系:f(x)=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-\f(7,20)x+1,0<x≤1,,\f(1,5)+\f(9,20)xeq\s\up13(_)eq\s\up11(\f(1,2)),1<x≤30.))某同学根据小菲拟合后的信息得到以下结论:①随着时间的增加,小菲的单词记忆保持量降低;②9天后,小菲的单词记忆保持量低于40%;③26天后,小菲的单词记忆保持量不足20%.其中正确结论的序号是________(请写出所有正确结论的序号).答案①②解析由函数的图象可知f(x)随着x的增加而减少,故①正确;当1<x≤30时,f(x)=eq\f(1,5)+eq\f(9,20)x-eq\s\up7(\f(1,2)),则f(9)=eq\f(1,5)+eq\f(9,20)×9-eq\s\up7(\f(1,2))=0.35,即9天后,小菲的单词记忆保持量低于40%,故②正确;f(26)=eq\f(1,5)+eq\f(9,20)×26-eq\s\up7(\f(1,2))>eq\f(1,5),故③错误.12.已知投资x万元经销甲商品所获得的利润为P=eq\f(x,4),投资x万元经销乙商品所获得的利润为Q=eq\f(a,2)eq\r(x)(a>0).若投资20万元同时经销这两种商品或只经销其中一种商品,使所获得的利润不少于5万元,则a的最小值为________.答案eq\r(5)解析设投资乙商品x万元(0≤x≤20),则投资甲商品(20-x)万元.则利润分别为Q=eq\f(a,2)eq\r(x)(a>0),P=eq\f(20-x,4),由题意得P+Q≥5,0≤x≤20时恒成立,则化简得aeq\r(x)≥eq\f(x,2),在0≤x≤20时恒成立.①x=0时,a为一切实数;②0<x≤20时,分离参数得a≥eq\f(\r(x),2),0<x≤20时恒成立,所以a≥eq\r(5).综上,a≥eq\r(5),所以a的最小值为eq\r(5).二、高考小题13.(2022·北京高考)在北京冬奥会上,国家速滑馆“冰丝带”使用高效环保的二氧化碳跨临界直冷制冰技术,为实现绿色冬奥作出了贡献.如图描述了一定条件下二氧化碳所处的状态与T和lgP的关系,其中T表示温度,单位是K;P表示压强,单位是bar.下列结论中正确的是()A.当T=220,P=1026时,二氧化碳处于液态B.当T=270,P=128时,二氧化碳处于气态C.当T=300,P=9987时,二氧化碳处于超临界状态D.当T=360,P=729时,二氧化碳处于超临界状态答案D解析当T=220,P=1026时,lgP>3,此时二氧化碳处于固态,故A错误;当T=270,P=128时,2<lgP<3,此时二氧化碳处于液态,故B错误;当T=300,P=9987时,lgP与4非常接近,故此时二氧化碳处于固态,另一方面,T=300时对应的是非超临界状态,故C错误;当T=360,P=729时,因为2<lgP<3,故此时二氧化碳处于超临界状态,故D正确.故选D.14.(2021·全国甲卷)青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量.通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录法的数据V满足L=5+lgV.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据约为(eq\r(10,10)≈1.259)()A.1.5 B.1.2C.0.8 D.0.6答案C解析将L=4.9代入L=5+lgV,得lgV=-0.1=-eq\f(1,10),所以V=10-eq\s\up7(\f(1,10))=eq\f(1,\r(10,10))≈eq\f(1,1.259)≈0.8.故选C.15.(2020·新高考Ⅰ卷)基本再生数R0与世代间隔T是新冠肺炎的流行病学基本参数.基本再生数指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指相邻两代间传染所需的平均时间.在新冠肺炎疫情初始阶段,可以用指数模型:I(t)=ert描述累计感染病例数I(t)随时间t(单位:天)的变化规律,指数增长率r与R0,T近似满足R0=1+rT.有学者基于已有数据估计出R0=3.28,T=6.据此,在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间约为(ln2≈0.69)()A.1.2天 B.1.8天C.2.5天 D.3.5天答案B解析因为R0=3.28,T=6,R0=1+rT,所以r=eq\f(3.28-1,6)=0.38,所以I(t)=ert=e0.38t.设在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间为t1天,则e0.38(t+t1)=2e0.38t,所以e0.38t1=2,所以0.38t1=ln2,所以t1=eq\f(ln2,0.38)≈eq\f(0.69,0.38)≈1.8天.故选B.16.(多选)(2023·新课标Ⅰ卷)噪声污染问题越来越受到重视.用声压级来度量声音的强弱,定义声压级Lp=20×lgeq\f(p,p0),其中常数p0(p0>0)是听觉下限阈值,p是实际声压.下表为不同声源的声压级:声源与声源的距离/m声压级/dB燃油汽车1060~90混合动力汽车1050~60电动汽车1040已知在距离燃油汽车、混合动力汽车、电动汽车10m处测得实际声压分别为p1,p2,p3,则()A.p1≥p2 B.p2>10p3C.p3=100p0 D.p1≤100p2答案ACD解析解法一:由题意可知,Lp1∈[60,90],Lp2∈[50,60],Lp3=40,对于A,Lp1-Lp2=20×lgeq\f(p1,p0)-20×lgeq\f(p2,p0)=20×lgeq\f(p1,p2),因为Lp1≥Lp2,则Lp1-Lp2=20×lgeq\f(p1,p2)≥0,即lgeq\f(p1,p2)≥0,所以eq\f(p1,p2)≥1且p1,p2>0,可得p1≥p2,故A正确;对于B,Lp2-Lp3=20×lgeq\f(p2,p0)-20×lgeq\f(p3,p0)=20×lgeq\f(p2,p3),因为Lp2-Lp3=Lp2-40≥10,则20×lgeq\f(p2,p3)≥10,即lgeq\f(p2,p3)≥eq\f(1,2),所以eq\f(p2,p3)≥eq\r(10)且p2,p3>0,可得p2≥eq\r(10)p3,当且仅当Lp2=50时,等号成立,故B错误;对于C,因为Lp3=20×lgeq\f(p3,p0)=40,即lgeq\f(p3,p0)=2,可得eq\f(p3,p0)=100,即p3=100p0,故C正确;对于D,由选项A可知,Lp1-Lp2=20×lgeq\f(p1,p2),且Lp1-Lp2≤90-50=40,则20×lgeq\f(p1,p2)≤40,即lgeq\f(p1,p2)≤2,可得eq\f(p1,p2)≤100且p1,p2>0,所以p1≤100p2,故D正确.故选ACD.解法二:因为Lp=20×lgeq\f(p,p0)随着p的增大而增大,且Lp1∈[60,90],Lp2∈[50,60],所以Lp1≥Lp2,所以p1≥p2,故A正确;由Lp=20×lgeq\f(p,p0),得p=p010eq\s\up7(\f(Lp,20)),因为Lp3=40,所以p3=p010eq\s\up7(\f(40,20))=100p0,故C正确;假设p2>10p3,则p010eq\s\up7(\f(Lp2,20))>10p010eq\s\up7(\f(Lp3,20)),所以10eq\s\up7(\f(Lp2,20))-eq\s\up7(\f(Lp3,20))>10,所以Lp2-Lp3>20,该式不可能成立,故B错误;因为eq\f(100p2,p1)=eq\f(100p010\f(Lp2,20),p010\f(Lp1,20))=10eq\s\up7(\f(Lp2,20))-eq\s\up7(\f(Lp1,20))+2≥1,所以p1≤100p2,故D正确.故选ACD.17.(2020·北京高考)为满足人民对美好生活的向往,环保部门要求相关企业加强污水治理,排放未达标的企业要限期整改.设企业的污水排放量W与时间t的关系为W=f(t),用-eq\f(f(b)-f(a),b-a)的大小评价在[a,b]这段时间内企业污水治理能力的强弱,已知整改期内,甲、乙两企业的污水排放量与时间的关系如图所示.给出下列四个结论:①在[t1,t2]这段时间内,甲企业的污水治理能力比乙企业强;②在t2时刻,甲企业的污水治理能力比乙企业强;③在t3时刻,甲、乙两企业的污水排放都已达标;④甲企业在[0,t1],[t1,t2],[t2,t3]这三段时间中,在[0,t1]的污水治理能力最强.其中所有正确结论的序号是________.答案①②③解析-eq\f(f(b)-f(a),b-a)表示区间端点连线的斜率的相反数,在[t1,t2]这段时间内,甲的斜率比乙的小,所以甲的斜率的相反数比乙的大,因此甲企业的污水治理能力比乙企业强,①正确;在t2时刻,甲对应图象的切线的斜率比乙的小,所以切线的斜率的相反数比乙的大,所以甲企业的污水治理能力比乙企业强,②正确;在t3时刻,甲、乙两企业的污水排放量都在污水达标排放量以下,所以都已达标,③正确;甲企业在[0,t1],[t1,t2],[t2,t3]这三段时间中,在[t1,t2]这段时间内的斜率最小,其相反数最大,即在[t1,t2]的污水治理能力最强,④错误.三、模拟小题18.(2024·江苏南京师范大学附属中学期中)搭载神州十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭,精准点火发射后约10分钟后,进入预定轨道,发射取得圆满成功.据测算:在不考虑空气阻力的条件下,火箭的最大速度v(单位:m/s)和燃料的质量M(单位:kg)、火箭的质量m(除燃料外,单位:kg)的函数关系是v=2000lneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(M,m))).当火箭的最大速度为11.5km/s时,eq\f(M,m)约等于(参考数据:e5.75≈314)()A.313 B.314C.312 D.311答案A解析火箭的最大速度为11.5km/s,即v=11.5×1000=11500m/s,所以11500=2000lneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(M,m))),所以lneq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(M,m)))=eq\f(11500,2000)=eq\f(115,20)=5.75,即eq\f(M,m)=e5.75-1≈314-1=313.19.(2024·河南二十名校高三调研)设某批产品的产量为x(单位:万件),总成本c(x)=100+13x(单位:万元),销售单价p(x)=eq\f(800,x+2)-3(单位:元/件).若该批产品全部售出,则总利润(总利润=销售收入-总成本)最大时的产量为()A.7万件 B.8万件C.9万件 D.10万件答案B解析总利润f(x)=xeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(800,x+2)-3))-(100+13x)=732-eq\f(1600,x+2)-16(x+2)≤732-2eq\r(\f(1600,x+2)×16(x+2))=412,当且仅当eq\f(1600,x+2)=16(x+2),即x=8时,f(x)最大.故选B.20.(2024·江苏南京高三上学期学情调研)新风机的工作原理是:从室外吸入空气,净化后输入室内,同时将等体积的室内空气排向室外.假设某房间的体积为v0,初始时刻室内空气中含有颗粒物的质量为m.已知某款新风机工作时,单位时间内从室外吸入的空气体积为v(v>1),室内空气中颗粒物的浓度与时刻t的函数关系为ρ(t)=(1-λ)eq\f(m,v0)+λeq\f(m,v0)e-vt,其中常数λ为过滤效率.若该款新风机的过滤效率为eq\f(4,5),且t=1时室内空气中颗粒物的浓度是t=2时的eq\f(3,2)倍,则v的值约为(参考数据:ln2≈0.6931,ln3≈1.0986)()A.1.3862 B.1.7917C.2.1972 D.3.5834答案B解析由题意,得ρ(1)=eq\f(m,5v0)+eq\f(4m,5v0)e-v,ρ(2)=eq\f(m,5v0)+eq\f(4m,5v0)e-2v.因为ρ(1)=eq\f(3,2)ρ(2),所以eq\f(m,5v0)+eq\f(4m,5v0)e-v=eq\f(3,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m,5v0)+\f(4m,5v0)e-2v)),整理,得8e-v-12e-2v=1.令e-v=n,因为v>1,所以n=e-v∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,e))).则12n2-8n+1=0,解得n=eq\f(1,2)(舍去)或n=eq\f(1,6).故e-v=eq\f(1,6),解得v=ln6=ln2+ln3≈0.6931+1.0986=1.7917.故选B.21.(多选)(2023·山东青岛高三模拟)某公司通过统计分析发现,工人的工作效率E与工作年限r(r>0),劳累程度T(0<T<1),劳动动机b(1<b<5)相关,并建立了数学模型E=10-10T·b-0.14r.已知甲、乙为该公司的员工,则下列说法正确的是()A.甲与乙工作年限相同,且甲比乙工作效率高,劳动动机低,则甲比乙劳累程度强B.甲与乙劳动动机相同,且甲比乙工作效率高,工作年限短,则甲比乙劳累程度弱C.甲与乙劳累程度相同,且甲比乙工作年限长,劳动动机高,则甲比乙工作效率高D.甲与乙劳动动机相同,且甲比乙工作年限长,劳累程度弱,则甲比乙工作效率高答案BCD解析设甲与乙的工作效率为E1,E2,工作年限为r1,r2,劳累程度为T1,T2,劳动动机为b1,b2,对于A,r1=r2,E1>E2,b1<b2,0<eq\f(b1,b2)<1,∴E1-E2=10(T2·beq\o\al(-0.14r2,2)-T1·beq\o\al(-0.14r1,1))>0,T2·beq\o\al(-0.14r2,2)>T1·beq\o\al(-0.14r1,1),eq\f(T2,T1)>eq\f(beq\o\al(-0.14r1,1),beq\o\al(-0.14r2,2))=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b1,b2)))eq\s\up12(-0.14r1)>1,∴T2>T1,即甲比乙劳累程度弱,故A错误;对于B,b1=b2,E1>E2,r1<r2,∴E1-E2=10(T2·beq\o\al(-0.14r2,2)-T1·beq\o\al(-0.14r1,1))>0,T2·beq\o\al(-0.14r2,2)>T1·beq\o\al(-0.14r1,1),∴eq\f(T2,T1)>eq\f(beq\o\al(-0.14r1,1),beq\o\al(-0.14r2,2))=beq\o\al(-0.14(r1-r2),1)>1,∴T2>T1,即甲比乙劳累程度弱,故B正确;对于C,T1=T2,r1>r2,b1>b2,∴beq\o\al(-0.14r2,2)>beq\o\al(-0.14r2,1)>beq\o\al(-0.14r1,1),则E1-E2=10-10T1·beq\o\al(-0.14r1,1)-(10-10T2·beq\o\al(-0.14r2,2))=1

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