第2课时 方案设计题
方案设计型题是通过设置一个实际问题情景,给出若干信息,提出解决问题的要求,要求学生运用学过的技能和方法,进行设计和操作,寻求恰当的解决方案。有时也给出几个不同的解决方案,要求判断哪个方案较优。它包括测量方案设计、作图方案设计和经济类方案设计。
(一)测量方案设计题,一般限定条件、限定测量工具,让同学们设计一个可行的方案,对某一物体的长度进行测量并计算,要注意的是设计出来的方案要有可操作性。
(二)作图、拼图方案设计题,它摆脱了传统的简单作图,它把作图的技能考查放在一个实际生活的大背景下,考查学生的综合创新能力,它给同学们的创造性思维提供广阔的空间与平台。此类题常以某些规则的图形,如等腰三角形、菱形、矩形、圆等,通过某些辅助线,将面积分割或分割后拼出符合某些条件的图形。
(三)经济类方案设计题,一般有较多种供选择的解决问题的方案,但在实施中要考虑到经济因素,此类问题类似于求最大值或最小值的问题,但解决的方法较多。
方案设计题贴近生活,具有较强的操作性和实践性,解决此类问题时要慎于思考,并能在实践中对所有可能的方案进行罗列与分析,得出符合要求的一种或几种方案。
类型之一 设计图形型问题
图形设计问题通常是先给出一个图形(这个图形可能是规则的,也有可能不规则),然后让你用直线、线段等把该图形分割成面积相同、形状相同的几部分或者分割成形状相同的图形。解决这类问题的时候可以借助对称的性质、角度大小、面积公式等进行分割。 ( http: / / www.21cnjy.com / )
例1、某市要在一块平行四边形ABCD的空地上建造一个四边形花园,要求花园所占面积是ABCD面积的一半,并且四边形花园的四个顶点作为出人口,要求分别在ABCD的四条边上,请你设计两种方案:
方案(1):如图(1)所示,两个出入口E、F已确定,请在图(1)上画出符合要求的四边形花园,并简要说明画法; ( http: / / www.21cnjy.com / )
方案(2):如图(2)所示,一个出入口M已确定,请在图(2)上画出符合要求的梯形花园,并简要说明画法.
例2、某人定制了一批地砖,每块地砖(如图(1)所示)是边长为0.4米的正方形ABCD,点E、F分别在边BC和CD上,△CFE、△ABE和四边形AEFD均由单一材料制成,制成△CFE、△ABE和四边形AEFD的三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,若将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影部分组成四边形EFGH.
(1)判断图(2)中四边形EFGH是何形状,并说明理由; ( http: / / www.21cnjy.com / )
(2)E、F在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省?
类型之二 经济类方案设计题 ( http: / / www.21cnjy.com / )
在日常生产和生活中每时每刻都要用到决策,方案决策题已成为中考热点题型之一, 这些问题可以结合方程和不等式(组)来解决.关键是要抓住题中问题的实际意义,将其转化为数学问题.
例3、解放中学九年级学生共400人,学校决定组织该年级学生到某爱国主义教育基地接受教育,并安排10位教师同行,经学校与汽车出租公司协商,有两种型号的客车可供选择,其座位数(不含司机座位)与租金如表,学校决定租用客车10辆.
大巴 中巴
座位数 45 30
租金(元/辆) 800 500
(1)为保证每人都有座位,显然座位总数不能少于410,设租大巴x辆,根据要求,请你设计出可行的租车方案共有哪几种?
(2)设大巴、中巴的租金共y元,写出y与x之间的函数关系式;在上述租车方案中哪种租车方案的租金最少?最少租金为多少元
类型之三 测量方案问题 ( http: / / www.21cnjy.com / )
《新课程标准》要求同学们学会运用数学知识解决日常生活和其他学科中的问题.测量方案问题正是这样的问题,在解决这样的问题时要注意方案的可行性.
例4、在一平直河岸同侧有A、B两个村庄,A、B到的距离分别是3km和2km,AB=a km.现计划在河岸上建一抽水站P,用输水管向两个村庄供水.
方案设计
(1)某班数学兴趣小组设计了两种铺设管道方案:图1是方案一的示意图,设该方案中管道长度为,且(其中于点P);图2是方案二的示意图,设该方案中管道长度为,且(其中点与点A关于对称,与交于点P).
观察计算(1)在方案一中, km(用含a的式子表示);
(2)在方案二中,组长小宇为了计算的长,作了如图3所示的辅助线,请你按小宇同学的思路计算, km(用含的式子表示).
探索归纳
(1)①当a=4时,比较大小:(填“>”、“=”或“<”);
②当a=6时,比较大小:(填“>”、“=”或“<”);
(2)请你参考边方框中的方法指导,就a(当时)的所有取值情况进行分析,要使铺设的管道长度较短,应选择方案一还是方案二?
例5、有甲、乙两家通迅公司,甲公司每月通话的收费标准如下图所示;乙公司每月通话收费标准如表所示.
(1)观察下图,甲公司用户月通话时间不超过100分钟时应付话费金额是__________元;甲公司用户通话100分钟以后,每分钟的通话费为_________元;
(2)李女士买了一部手机,如果她的月通话时间不超过100分钟,她选择哪家通迅公司更合算?如果她的月通话时间超过100分钟,又将如何选择?
月租费 通话费
2.5元 0.15元/分钟
例6、我市某镇组织20辆汽车装运完A、B、C三种水果共100吨到外地销售.按计划,20辆汽车都要装运,每辆汽车只能装运同一种水果,且必须装满.根据下表提供的信息,解答以下问题:
水 果 品 种 A B C
每辆汽车运载量(吨) 6 5 4
每吨水果获得(百元) 12 16 10
(1)设装运A种水果的车辆数为,装运B种水果的车辆数为,求与之间的函数关系式;
(2)如果装运每种水果的车辆数都不少于4辆,那么车辆的安排方案有几种?并写出每种安排方案;
(3)若要使此次销售获利最大,应采用哪种安排方案?并求出最大利润的值.
课后练习
1.一宾馆有二人间、三人间、四人间三种客房供游客租住,某旅行团20人准备同时租用这三种客房共7间,且每个房间都住满,租房方案有( )
A.4种 B.3种 C.2种 D.1种
2.如图所示,AB为⊙O的直径,DC⊥AB,现有的长方形长、宽分别为AC、CB,若要设计一个正方形,使其面积等于长方形面积,则正方形的边长应为________.
3.某乳制品厂,现有鲜牛奶10吨,若直接销售,每吨可获利500元;若制成酸奶销售,每吨可获利1 200元;若制成奶粉销售,每吨可获利2 000元.本工厂的生产能力是:若制成酸奶,每天可加工鲜牛奶3吨;若制成奶粉,每天可加工鲜牛奶1吨(两种加工方式不能同时进行).受气温条件限制,这批鲜牛奶必须在4天内全部销售或加工完成.为此该厂设计了以下两种可行方案:
方案一:4天时间全部用来生产奶粉,其余直接销售鲜奶;方案二:将一部分制成奶粉,其余制成酸奶,并恰好4天完成.
你认为哪种方案获利最多,为什么?
4、蓝天希望学校准备建一个多媒体教室,计划做桌面长120cm、宽30cm的长条形桌子。现只有长80cm、宽45cm的木板,请你为该校设计不同的拼接方案,使拼起来的桌面符合要求。
5.某校为迎接县中学生篮球比赛,计划购买A、B两种篮球共20个供学生训练使用.若购买A种篮球6个,则购买两种篮球共需费用720元;若购买A种篮球12个,则购买两种篮球共需费用840元.
(1)求A、B两种篮球单价各多少元?
(2)若购买A种篮球不少于8个,所需费用总额不超过800元.请你按要求设计出所有供学校参考的购买方案,并分别计算出每种方案购买A、B两种篮球的个数及所需费用.
6.某乒乓球训练馆准备购买10副某种品牌的乒乓球拍,每副球拍配x(x≥3)个乒乓球,已知A、B两家超市都有这个品牌的乒乓球拍和乒乓球出售,且每副球拍的标价都为20元,每个乒乓球的标价都为1元,现两家超市正在促销,A超市所有商品均打九折(按原价的90%付费)销售,而B超市买1副乒乓球拍送3个乒乓球,若仅考虑购买球拍和乒乓球的费用,请解答下列问题:
(1)如果只在某一家超市购买所需球拍和乒乓球,那么去A超市还是B超市更合算?
(2)当x=12时,请设计最省钱的购买方案.
第2课时 方案设计题 答案
例1.【答案】解:方案(1) 画法1:(1)过F作FH∥AD交AD于点H;(2)在DC上任取一点G连接EF、FG、GH、HE,则四边形EFGH就是所要画的四边形;
画法2:(1)过F作FH∥AB交AD于点H;(2)过E作EG∥AD交DC于点G连接EF、FG、GH、HE,则四边形EFGH就是所要画的四边形
画法3:(1)在AD上取一点H,使DH=CF;(2)在CD上任取一点G连接EF、FG、GH、HE,则四边形EFGH就是所要画的四边形
方案(2)画法:(1)过M点作MP∥AB交AD于点P,(2)在AB上取一点Q,连接PQ,
(3)过M作MN∥PQ交DC于点N,连接QM、PN、MN则四边形QMNP就是所要画的四边形
(本题答案不唯一,符合要求即可)
例2.【答案】解:(1) 四边形EFGH是正方形.
图(2)可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C点按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的,故CE=CF =CG.∴△CEF是等腰直角三角形.因此四边形EFGH是正方形.
(2)设CE=x, 则BE=0.4-x,每块地砖的费用为y,那么
y=x×30+×0.4×(0.4-x)×20+[0.16-x-×0.4×(0.4-x)×10] =10(x-0.2x+0.24) =10[(x-0.1)2+0.23] (0<x<0.4) .
当x=0.1时,y有最小值,即费用为最省,此时CE=CF=0.1.
答:当CE=CF=0.1米时,总费用最省.
例3.【解析】根据题目中存在的等量关系,容易填写出未知的量,然后建立y与x之间的函数关系式. 解:(1)根据题意得 解得
又因为车辆只能取整数,所以x=8,9,10.
所以租车方案共3种:租大巴8辆,中巴2辆;租大巴9辆,中巴1辆;租大巴10辆.
(2)y=800x+500(10-x)=300x+5000(8≤x≤10且x为整数)
∵ y=300x+5000为一次函数,且y随x的增大而增大.
∴ x取8时,y最小,y=300×8+5000=7400元.
故租大巴8辆,中巴2辆时租金最少,租金为7400元.
例4.【答案】观察计算 (1)a+2;(2).
探索归纳(1)①;②;(2).
①当,即时,,.;
②当,即时,,.;
③当,即时,,..
综上可知:当时,选方案二; 当时,选方案一或方案二; 当时,选方案一.
5、
例5、解:(1);
(2)通话时间不超过100分钟选甲公司合算
设通话时间为分钟(),甲公司用户通话费为元,乙公司用户通话费为元.
则:
当 即:时, 当 即:时,
当 即:时,
答:通话时间不超过500分钟选甲公司;500分钟选甲、乙公司均可;超过500分钟选乙公司.
例6、解:(1)根据题意,装运A种的车辆数为,装运B种的车辆数为,那么装运C种的车辆数为,则有: 整理得:
(2)由(1)知,装运A、B、C三种的车辆数分别为、、,由题意得: ,
解得:4≤≤8,因为为整数,所以的值为4、5、6、7、8,所以安排方案共有5种.
方案一:装运A种4车,B种12车,C种4车; 方案二:装运A种5车,B种10车,C种5车;
方案三:装运A种6车,B种8车,C种6车; 方案四:装运A种7车,B种6车,C种7车;
方案五:装运A种8车,B种4车,C种8车;
(3)设利润为W(百元)则:
∵ ∴W的值随的增大而减小 要使利润W最大,则,故选方案一
=1408(百元)=14.08(万元)
答:当装运A种4车,B种12车,C种4车时,获利最大,最大利润为14.08万元.
练习:
1、【解析】设租二人间x间,三人间y间,四人间z间,则2x+3y+4z=20,且x+y+z=7.解得或【答案】C
2、【解析】连结AD、BD,因为AB为⊙O的直径,∴∠ADB=90°.易证△ACD∽△DCB,得=,即DC2=AC·CB.
故正方形的面积若等于长方形的面积,则边长为DC.
3、解:方案一获利:4×2 000+(10-4)×500=11 000(元).
方案二中:设用x天来生产奶粉,则用(4-x)天生产酸奶,根据题意,得x+3(4-x)=10,
∴x=1,4-x=3,即用1天来生产奶粉,3天生产酸奶,获利为:1×2 000+3×3×1 200=12 800(元).∴方案二获利最多.
4、解:拼接方法如下:
方案1:
HYPERLINK "http://www.1230.org/"
方案2:
5、解:(1)设A种篮球每个x元,B种篮球每个y元,依题意,得解得故A种篮球每个50元,B种篮球每个30元.
(2)设购买A种篮球m个,则购买B种篮球(20-m)个.
依题意,得解得8≤m≤10.
∵篮球的个数必须为正整数,∴m只能取8、9、10.
可分别设计出如下三种方案:
方案①:当m=8时,20-m=12,50×8+30×12=760(元),
即购买A种篮球8个,B种篮球12个,费用共计760元;
方案②:当m=9时,20-m=11,50×9+30×11=780(元),
即购买A种篮球9个,B种篮球11个,费用共计780元;
方案③:当m=10时,20-m=10,50×10+30×10=800(元).
即购买A种篮球10个,B种篮球10个,费用共计800元.
6、解:(1)去A超市购买所需费用yA=0.9(20×10+10x), 即yA=9x+180.
去B超市购买所需费用yB=20×10+10(x-3), 即yB=10x+170.
当yA10;
当yA=yB时,即9x+180=10x+170,x=10;
当yA>yB时,即9x+180>10x+170,x<10.
综上所述:当x>10时,去A超市购买更合算;
当x=10时,去A超市或B超市购买一样; 当3≤x<10时,去B超市购买更合算.
(2)当x=12时,即购买10副球拍应配120个乒乓球.
若只去A超市购买的费用为: 9x+180=9×12+180=288(元).
若在B超市购买10副球拍,去A超市购买余下的乒乓球的费用为:
200+0.9×(12-3)×10=281(元).
∵281<288,
∴最佳方案为:只在B超市购买10副球拍,同时获得送30个乒乓球,然后去A超市按九折购买90个乒乓球.