专题09二次函数的应用(2个知识点4种题型1个易错点)(解析版).docx
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- 专题 09 二次 函数 应用 知识点 题型 个易错点 解析
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1、专题09二次函数的应用(2个知识点4种题型1个易错点)【目录】倍速学习四种方法【方法一】 脉络梳理法知识点1.最大面积问题(重点)知识点2.最大利润问题(难点)【方法二】 实例探索法题型1.运动中的二次函数问题题型2.二次函数与建筑问题题型3.分段函数问题题型4.动点问题【方法三】差异对比法易错点:混淆销售利润各量之间的关系而导致错误【方法四】 成果评定法【学习目标】1. 能运用二次函数解决最大面积(高度)问题2. 能建立二次函数模型解决最大利润问题。3. 能从实际问题中抽象出二次函数,并能运用二次函数的性质解决问题。重点:利用二次函数解决最大面积,最大高度、最大利润问题。难点:二次函数性质的
2、应用。 【倍速学习四种方法】【方法一】脉络梳理法知识点1.最大面积问题(重点)求解二次函数与面积结合的问题时,基本方法上与利润最大化是相同的,也是通过配方的方式求解相关面积的最值,当然也需要注意自变量的取值范围而与利润最大化问题不同的是,面积问题中可能会涉及到三角形、四边形或者圆等图形,也可能会出现动点与面积相结合的类型,变化较多【例1】(2023秋南开区期末)如图1,有长为的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度为,围成中间隔有一道篱笆的矩形花圃设花圃的宽为 (宽不大于长,面积为 ()求与之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围;()请求出花圃能围成的最大面积,并写出此时的值;()如图2,为了方
3、便出入,在建造篱笆花圃时,在上用其他材料做了宽均为的两扇小门,能否使围成的花圃面积为?如果能,请直接写出花圃宽和长的值;如果不能,请说明理由【分析】()根据矩形的面积即可写出函数关系式,并根据墙长求出自变量的取值范围;()根据()中所得函数关系式化为顶点式,再根据自变量的取值范围即可求出最大面积;()根据矩形的面积公式写出函数解析式,根据墙长求出的取值范围,再令,解方程求出的值即可【解答】解:()宽 ,则长,又,且,关于的函数解析式为;(),当时,随的增大而减小,当时,有最大值,最大值为,当时,花圃能围成的最大面积为;()能使围成的花圃面积为理由:设 ,则,令,则,解得,墙的最大可用长度为10
4、米,此时,当,时,能使围成的花圃面积为【点评】本题考查了二次函数的应用、一元二次方程的应用,解决本题的关键是综合掌握二次函数和一元二次方程的应用【变式1】(2022秋龙岩期末)如图,现打算用的篱笆围成一个“日”字形菜园(含隔离栏,菜园的一面靠墙,墙可利用的长度为(篱笆的宽度忽略不计)(1)菜园面积可能为吗?若可能,求边长的长,若不可能,说明理由(2)因场地限制,菜园的宽度不能超过,求该菜园面积的最大值【分析】(1)设的长为 ,则的长为,根据矩形的面积列出方程,解方程取符合题意的值即可;(2)设的长为 ,菜园面积为 ,根据矩形的面积列出函数解析式,根据函数的性质求最值【解答】解:(1)设的长为
5、,则的长为,根据题意得:,解得或,当时,舍去;当时,满足题意,花园面积可能是,此时边长为;(2)设的长为 ,菜园面积为 ,由题意得:,当时,随的增大而增大,当时,最大,最大值为288答:该菜园面积的最大值为288平方米【变式2】(2023淮阴区一模)如图,中,为中点,、是边、上的动点,从出发向运动,同时以相同的速度从出发向运动,运动到停止,当为时,的面积最大【分析】根据题意可以表示出的面积,然后根据二次函数的性质即可解答本题【解答】解:设点运动的距离为,则点运动的距离也为,当时,的面积最大,故答案为:4【点评】本题考查二次函数的应用,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答知识点2.最
6、大利润问题(难点)求解二次函数与利润最大化的问题,主要是根据题意列出相关的二次函数解析式,再通过配方的方式求解最大值这是一种实际应用的题型,需根据自变量的实际意义确定函数的定义域,在求解最大值时,也需注意自变量的取值范围【例2】(2023秋鼓楼区校级月考)一人一盔安全守规,一人一戴平安常在,某电动自行车配件店经市场调查,发现进价为40元的新款头盔每月的销售量(件与售价(元成一次函数关系(1)若物价局规定,该头盔最高售价不得超过100元,当售价为多少元时,利润达到5600元;(2)若获利不得高于进价的,那么售价定为多少元时,月销售利润达到最大?最大利润是多少元?【分析】(1)根据利润等于每件的利
7、润乘以销售量,列出方程,即可求解;(2)根据利润等于每件的利润乘以销售量,列出函数关系式,再根据二次函数的性质,即可求解【解答】解:(1)依题意得,整理得:,解得或180,物价局规定,该头盔最高售价不得超过100元,不合题意舍去,答:当售价为60元时,利润达到5600元(2)设利润为元,则,当时,答:售价定为72元时,月销售利润最大为8192元【点评】本题主要考查了一元二次方程的应用,二次函数的实际应用,一次函数的实际应用,明确题意,准确列出方程或函数关系式是解题的关键【变式】(2023宿迁)某商场销售、两种商品,每件进价均为20元调查发现,如果售出种20件,种10件,销售总额为840元;如果
8、售出种10件,种15件,销售总额为660元(1)求、两种商品的销售单价;(2)经市场调研,种商品按原售价销售,可售出40件,原售价每降价1元,销售量可增加10件;种商品的售价不变,种商品售价不低于种商品售价设种商品降价元,如果、两种商品销售量相同,求取何值时,商场销售、两种商品可获得总利润最大?最大利润是多少?【分析】(1)根据售出种20件,种10件,销售总额为840元;如果售出种10件,种15件,销售总额为660元,可以列出相应的二元一次方程组,然后求解即可;(2)根据题意和(1)中的结果,可以写出利润与的函数关系式,然后根据种商品售价不低于种商品售价,可以得到的取值范围,最后根据二次函数的
9、性质求最值【解答】解:(1)设种商品的销售单价为元,种商品的销售单价为元,由题意可得:,解得,答:种商品的销售单价为30元,种商品的销售单价为24元;(2)设利润为元,由题意可得:,种商品售价不低于种商品售价,解得,当时,取得最大值,此时,答:取5时,商场销售、两种商品可获得总利润最大,最大利润是810元【点评】本题考查二次函数的应用、二元一次方程组的应用,解答本题的关键是明确题意,列出相应的方程组、写出相应的函数关系式,利用二次函数的性质求最值【方法二】实例探索法题型1.运动中的二次函数问题1(2022连云港)如图,一位篮球运动员投篮,球沿抛物线y0.2x2+x+2.25运行,然后准确落入篮
10、筐内,已知篮筐的中心离地面的高度为3.05m,则他距篮筐中心的水平距离OH是 m【分析】根据所建坐标系,水平距离OH就是y3.05时离他最远的距离【解答】解:当y3.05时,3.050.2x2+x+2.25,x25x+40,(x1)(x4)0,解得:x11,x24,故他距篮筐中心的水平距离OH是4m故答案为:4【点评】此题考查二次函数的运用,根据所建坐标系确定水平距离的求法是此题关键2(2023宜昌)如图,一名学生推铅球,铅球行进高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)之间的关系是y(x10)(x+4),则铅球推出的距离OAm【分析】令y0,得到关于x的方程,解方程即可得出结论【解答】解:令
11、y0,则(x10)(x+4)0,解得:x10或x4(不合题意,舍去),A(10,0),OA10m故答案为:10【点评】本题主要考查了二次函数的应用,熟练掌握二次函数的性质和利用点的坐标表示出相应线段的线段是解题的关键题型2.二次函数与建筑问题3(2022秋姜堰区期末)苏北里下河水乡溱潼镇,过去有着“出门就过河”的历史,随着经济的发展,桥梁逐渐增多,其中以新读书址大桥最为壮观现测得其中一钢架跨径为,拱高,每隔有一根立柱(1)该钢架可以看作一个二次函数的图象,如图2所示,请建立适当的平面直角坐标系,并写出这个二次函数的表达式;(2)求制作图2中这七根立柱共需要多长的不锈钢管【分析】(1)根据构建平
12、面直角坐标系时,尽量使得抛物线的解析式比较简单的原则,可以的类型即可求解;(2)由(1)可根据抛物线的解析式求每根柱子的长,从而可求【解答】解:(1)建立如图所示的平面直角坐标系,则有,设抛物线解析式为,解得:,(2)当时,当时,当时,答:这七根立柱共需要的不锈钢管【点评】本题考查了构建平面直角坐标系,二次函数的实际应用,掌握构建平面直角坐标系及理解二次函数中的自变量和因变量的实际意义是解题的关键4(2023秋新城区校级期中)一座拱桥的示意图如图2所示,当水面宽为16米时,桥洞顶部离水面4米已知桥洞的拱桥是抛物线,请尝试解决以下问题:(1)建立合适的平面直角坐标系,求该抛物线的表达式;(2)由
13、于暴雨导致水位上涨了2米,求此时水面的宽度;(3)已知一艘货船的高为2.6米,宽为3.2米,其截面如图3所示为保证这艘货船可以安全通过拱桥,水面在正常水位的基础上最多能上升多少米?(结果精确到【分析】(1)建立的坐标系要便于计算,因此以正常水面所在直线为轴,拱桥的最高点在轴上,设抛物线的函数表达式为,利用待定系数法求解;(2)水位上涨了2米时,则,求出对应的的值即可;(3)货船安全通过拱桥,当水面宽与货船宽相等时,水位上升的高度取最大值,结合函数解析式求解【解答】解:(1)如图,为宽16米的水面,为拱桥最高点,以的中点为平面直角坐标系的原点,所在直线为轴,所在直线为轴,建立平面直角坐标系如下:
14、则,抛物线的顶点坐标为,设抛物线的函数表达式为,将代入,得:,解得:,该抛物线的表达式为;(2)在中,当时,则,解得:,水面上升2米后的水面宽度为米,(3)如图,这艘货船安全通过拱桥时,水面最多可以上升到处,货船的高为2.6米,宽为3.2米,米,设米,则米,点的坐标为,将代入,得:解得,要使这艘货船安全通过拱桥,水面在正常水位的基础上最多能上升1.2米【点评】本题考查二次函数的实际应用,建立合适的平面直角坐标系是解题的关键题型3.分段函数问题5(2023秋西山区校级月考)已知抛物线经过点,它的对称轴为直线,对称轴与轴交于点,抛物线与轴交于点(1)求,的值;(2)若点为抛物线上不与,重合的点,且
15、,求证:,三点共线;(3)当时,二次函数的最大值为,最小值为,并且满足,求的值【分析】(1)由待定系数法求出函数表达式,即可求解;(2)求出点,证明点在直线上,即可求解;(3)当时,当时,当时,则,再分类确定、的值,即可求解【解答】(1)解:点,它的对称轴为直线,则抛物线和轴的另外一个交点坐标为:,则抛物线的表达式为:,则,解得:,即,;(2)证明:当,解得:(舍去)或,即点,;由题意知,点,由点、的坐标得,直线的表达式为:,当时,即点在直线上,即,三点共线;(3)解:当时,当时,当时,则;当时,函数在时,取得最大值,在时,取得最小值,即,解得:(舍去)或或(舍去)或1(舍去);当时,同理可得
16、:,解得:(舍去)或7或(舍去)或1(舍去);当时,当时,此时,抛物线在时,取得最大值,在时,取得最小值,则,解得:(舍去)或;当时,此时,抛物线在时,取得最大值,在时,取得最小值,则,解得:(舍去)或,综上,或7或或【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的图象和性质,分类求解是解题的关键题型4.动点问题6(2023靖江市模拟)我们将抛物线,且与抛物线称之为“轮换抛物线”例如:抛物线与抛物线就是一组轮换抛物线已知抛物线,其轮换抛物线记作(1)若与交于轴上的同一点,求的值;(2)在(1)的条件下且,抛物线与其轮换抛物线的另一个交点记作点,若将点绕点顺时针旋转后,的对应点恰好落在抛物
17、线的图象上,求出此时的值;(3)小明同学阅读了苏科版(数学)课本九年级下册页数学实验室介绍的用几何画板画二次函数图象内容后,自己动手画了抛物线及其轮换抛物线的图象,与与轴的交点分别记作、两点不重合)小明发现,不论、为何值时,两抛物线始终有一交点点在与轴垂直的某一固定直线上运动若,记,求的最大值【分析】(1)根据定义求出轮换抛物线,再由题意得到方程,求出的值即可;(2)求出,过点作轴交于,过点作交于,证明,当时,求得;当时,求得;(3)先求抛物线的轮换抛物线为:,再求出,当时,解得或,可知,再由,得到,求出,则,当时,有最大值【解答】解:(1)抛物线,轮换抛物线,与交于轴上的同一点,解得;(2)
18、,抛物线,轮换抛物线,当时,或,由可知,过点作轴交于,过点作交于,当时,点在点的上方,按顺时针方向旋转后的坐标为,方程无解;当时,解得;综上所述:的值为;(3)抛物线的轮换抛物线为:,、不重合,当时,整理得,解得或,点的横坐标为1,当时,有最大值【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,三角形全等的判定及性质,旋转的性质,理解定义,根据定义能准确求出轮换抛物线的解析式是解题的关键7(2023姜堰区一模)【项目式学习】如图,抛物线与轴分别交于、两点、分别在原点左右两侧),与轴交于点,点为抛物线上第一象限内一动点,过点、点的直线交轴于点,过点、点的直线交轴于点,连接、,试
19、探究、之间的数量关系为探究该问题,拟采用研究问题的一般路径一一由特殊到一般的研究方式:(1)设,若点的横坐标为3,计算:,;比较大小: (填“”、“ ”或“” 若点的横坐标为,上述、之间的数量关系是否仍然成立,若成立,请证明;若不成立,请说明理由小明在研究该问题时发现:当、两点的横坐标为、时,将抛物线解析式变形为,研究此问题更加方便请借助小明的发现验证你的猜想(2)请利用上述解决问题的经验,解决项目式学习中的问题;(3)若,直接写出的取值范围【分析】(1)由已知确定函数的解析式,求出、的坐标,再由待定系数法求出直线与直线的解析式,从而得到、点坐标,分别计算、即可;同理,由待定系数法求出直线与直
20、线的解析式,从而得到、点坐标,分别计算、即可;(2)分别求出、的坐标,由待定系数法求出直线与直线的解析式,从而得到、点坐标,分别计算、即可;(3)令,根据面积公式求出的表达式为,再求的范围即可【解答】解:(1)当,时,当时,解得或,点的横坐标为3,当时,设直线的解析式为,解得,直线的解析式为,同理可求直线的解析式为,故答案为:,;仍成立,理由如下:点的横坐标为,设直线的解析式为,解得,直线的解析式为,同理可求直线的解析式为,;(2),设点横坐标为,直线的解析式为,直线的解析式为,;(3),令,且【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,待定系数法求函数的解析式的方法,
21、准确计算是解题的关键8(2023武进区一模)已知:如图,抛物线交轴于、两点,交轴于点,直线交轴于点,交轴于点(1)求抛物线的解析式;(2)若为抛物线上一点,连接,设点的横坐标为,的面积为,求与函数关系式;(不要求写出自变量的取值范围)(3)在(2)的条件下,点在线段上,点是位于、两点之间的抛物线上一点,且,求点的坐标【分析】(1)先求出一次函数解析式,再将代入二次函数解析式求解即可;(2)利用梯形面积减去两个直角三角形的面积即可求解;(3)先求出直线的解析式,分别过点,点作轴的垂线,分别过与点,点作的轴的平行线分别交于点,点,过点作轴的垂线,垂足为,通过证明,根据全等三角形的性质可得,设,建立
22、方程求解即可【解答】解:(1)当时,将代入中,得,将代入得,解得,抛物线的解析式为;(2)令,解得或,过点作于,如图,即;(3)当时,解得(正值舍去),当时,设直线的解析式为:,解得,直线的解析式为:,如图,分别过点,点作轴的垂线,分别过与点,点作的轴的平行线分别交于点,点,过点作轴的垂线,垂足为,设,(负值舍去),【点评】本题考查了求一次函数解析式,求二次函数解析式,全等三角形的判定和性质,二次函数与几何综合等,熟练掌握知识点是解题的关键9(2023梁溪区一模)如图,将二次函数的图象沿轴翻折,然后向右平移1个单位长度,再向上平移4个单位长度,得到二次函数的图象函数的图象的顶点为,函数的图象的
23、顶点为,和轴的交点为,(点位于点左侧)(1)求函数的解析式;(2)从,三点中任取两点和点构造三角形,求构造的三角形是等腰三角形的概率;(3)点是线段上的动点,是三边上的动点,是否存在以为斜边的,使的面积为面积的?若存在,求的值,若不存在,请说明理由【分析】(1)利用配方法得到,然后根据抛物线的变换规律求解;(2)利用顶点式得到,解方程得,易得,列举出所有的三角形,再计算出,然后根据等腰三角形的判定方法和概率公式求解;(3)易得的解析式为,点的坐标为,讨论:当点在上,如图1,利用面积公式得到,解得,当时,求出,再利用正切定义计算的值;当时,计算出,再利用正切定义计算的值;当点在上,如图2,先利用
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