专题13 二次函数的应用(10个高频考点)(举一反三)(全国版)(解析版).docx
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1、专题13 二次函数的应用(10个高频考点)(举一反三) 【考点1 图形面积或周长问题】1【考点2 图形运动问题】9【考点3 拱桥问题】19【考点4 销售问题】26【考点5 投球问题】32【考点6 喷水问题】40【考点7 增长率问题】48【考点8 车过隧道问题】51【考点9 行程问题】58【考点10 其他问题】65【要点1 解二次函数的实际应用问题的一般步骤】审:审清题意,弄清题中涉及哪些量,已知量有几个,已知量与变量之间的基本关系是什么,找出等量关系(即函数关系);设:设出两个变量,注意分清自变量和因变量,同时还要注意所设变量的单位要准确;列:列函数解析式,抓住题中含有等量关系的语句,将此语句
2、抽象为含变量的等式,这就是二次函数;解:按题目要求结合二次函数的性质解答相应的问题;检:检验所得的解,是否符合实际,即是否为所提问题的答案;答:写出答案.【考点1 图形面积或周长问题】【例1】(2022江苏扬州统考中考真题)如图是一块铁皮余料,将其放置在平面直角坐标系中,底部边缘AB在x轴上,且AB=8dm,外轮廓线是抛物线的一部分,对称轴为y轴,高度OC=8dm现计划将此余料进行切割:(1)若切割成正方形,要求一边在底部边缘AB上且面积最大,求此正方形的面积;(2)若切割成矩形,要求一边在底部边缘AB上且周长最大,求此矩形的周长;(3)若切割成圆,判断能否切得半径为3dm的圆,请说明理由【答
3、案】(1)96325dm2 ;(2)20dm;(3)能切得半径为3dm的圆【分析】(1)先把二次函数解析式求出来,设正方形的边长为2m,表示在二次函数上点的坐标,代入即可得到关于m的方程进行求解;(2)如详解2中图所示,设矩形落在AB上的边DE=2n,利用函数解析式求解F点坐标,进而表示出矩形的周长求最大值即可;(3)设半径为3dm的圆与AB相切,并与抛物线小脚,设交点为N,求出交点N的坐标,并计算点N是M与抛物线在y轴右侧的切点即可【详解】(1)由题目可知A(-4,0),B(4,0),C(0,8)设二次函数解析式为y=ax+bx+c,对称轴为y轴,b=0,将A、C代入得,a=12,c=8则二
4、次函数解析式为y=12x2+8,如下图所示,正方形MNPQ即为符合题意得正方形,设其边长为2m,则P点坐标可以表示为(m,2m)代入二次函数解析式得,12m2+8=2m,解得m1=252,m2=252(舍去),2m=454,2m2=4542=96325则正方形的面积为96325dm2;(2)如下如所示矩形DEFG,设DE=2n,则E(n,0)将x=n代入二次函数解析式,得y=12n2+8,则EF=12n2+8,矩形DEFG的周长为:2(DE+EF)=2(2n+12n2+8)=n2+4n+16=(n2)2+20,当n=2时,矩形的周长最大,最大周长为20dm;(3)若能切成圆,能切得半径为3dm
5、的圆,理由如下:如图,N为M上一点,也是抛物线上一点,过点N作M的切线交y轴于点Q,连接MN,过点N作NPy轴于P,设Nm,12m2+8,由勾股定理得:PM2+PN2=MN2,m2+12m2+832=32解得:m1=22,m2=22(舍去),N22,4,PM=43=1cosNMP=PMMN=MNQM=13QM=3MN=9Q0,12设QN的解析式为:y=kx+bb=1222k+b=4k=22b=12QN的解析式为:y=22x+12与抛物线联立为:12x2+8=22x+1212x222x+4=0=2224124=0所以此时N为M与抛物线在y轴右侧的唯一公共点,所以若切割成圆,能够切成半径为3dm的
6、圆【点睛】本题考查了二次函数与几何结合,熟练掌握各图形的性质,能灵活运用坐标与线段长度之间的转换是解题的关键【变式1-1】(2022山东威海统考中考真题)某农场要建一个矩形养鸡场,鸡场的一边靠墙,另外三边用木栅栏围成已知墙长25m,木栅栏长47m,在与墙垂直的一边留出1m宽的出入口(另选材料建出入门)求鸡场面积的最大值【答案】288m2【分析】设与墙平行的一边为xm(x25),则与墙垂直的一边长为47x+12m,设鸡场面积为ym2,根据矩形面积公式写出二次函数解析式,然后根据二次函数的性质求出最值即可【详解】解:设与墙平行的一边为xm(x25),则与墙垂直的一边长为47x+12m,设鸡场面积为
7、ym2,根据题意,得y=x47x+12=12x2+24x=12(x24)2+288,当x=24时,y有最大值为288,鸡场面积的最大值为288m2【点睛】本题考查了二次函数的实际应用,解题的关键是正确列出二次函数解析式【变式1-2】(2022内蒙古赤峰统考中考真题)【生活情境】为美化校园环境,某学校根据地形情况,要对景观带中一个长AD=4m,宽AB=1m的长方形水池ABCD进行加长改造(如图,改造后的水池ABNM仍为长方形,以下简称水池1),同时,再建造一个周长为12m的矩形水池EFGH(如图,以下简称水池2)【建立模型】如果设水池ABCD的边AD加长长度DM为xmx0,加长后水池1的总面积为
8、y1m2,则y1关于x的函数解析式为:y1=x+4x0;设水池2的边EF的长为xm0x6,面积为y2m2,则y2关于x的函数解析式为:y2=x2+6x0x6,上述两个函数在同一平面直角坐标系中的图像如图【问题解决】(1)若水池2的面积随EF长度的增加而减小,则EF长度的取值范围是_(可省略单位),水池2面积的最大值是_m2;(2)在图字母标注的点中,表示两个水池面积相等的点是_,此时的xm值是_;(3)当水池1的面积大于水池2的面积时,xm的取值范围是_;(4)在1x0的函数解析式为:y3=x+bx0若水池3与水池2的面积相等时,xm有唯一值,求b的值【答案】(1)3x6;9(2)C,E;1,
9、4;(3)0x1或4x6(4)94, 52(5)254【分析】(1)将函数解析式化为顶点式即可解决问题;(2)交点即为面积相等的点,联立方程组,求出交点坐标即可;(3)观察函数图象,结合点C,点E的坐标可得结论;(4)求出面积差的函数关系式,根据二次函数的性质求解即可;(5)根据面积相等列出一元二次方程,依据=0,求出b的值即可【详解】(1)y2=x2+6x=x32+9抛物线的顶点坐标为(3,9),对称轴为x=3,水池2的面积随EF长度的增加而减小,EF长度的取值范围是3x6;水池2面积的最大值是9m2; 故答案为:3x6;9;(2)由图象得,两函数交于点C,E,所以,表示两个水池面积相等的点
10、是C,E;联立方程组y=x+4y=x2+6x 解得,x1=1y1=5,x2=4y2=8x的值为1或4,故答案为:C,E;1或4(3)由(2)知,C(1,5),E(4,8),又直线在抛物线上方时,0x1或4x6,所以,水池1的面积大于水池2的面积时,xm的取值范围是0x1或4x6,故答案为0x1或4x6;(4)在1x4范围内,两个水池面积差M=(x2+6x)(x+4)=x2+5x4=(x52)2+94,10, 函数有最大值,0x6当x=52时,函数有最大值,为94,即,当x=52时,面积差的最大值为94,(5)水池3与水池2的面积相等,x+b=x2+6x,整理得,x25x+b=0 xm有唯一值,
11、=(5)24b=0 解得,b=254【点睛】本题主要考查了二次函数的图象与性质,熟练掌握二次函数图象与性质是解答本题的关键【变式1-3】(2022湖南湘潭统考中考真题)为落实国家关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见,某校准备在校园里利用围墙(墙长12m)和21m长的篱笆墙,围成、两块矩形劳动实践基地某数学兴趣小组设计了两种方案(除围墙外,实线部分为篱笆墙,且不浪费篱笆墙),请根据设计方案回答下列问题:(1)方案一:如图,全部利用围墙的长度,但要在区中留一个宽度AE=1m的水池且需保证总种植面积为32m2,试分别确定CG、DG的长;(2)方案二:如图,使围成的两块矩形总种植面积最大,请问BC
12、应设计为多长?此时最大面积为多少?【答案】(1)CG长为8m,DG长为4m(2)当BC=72m时,围成的两块矩形总种植面积最大=1474m2【分析】(1)两块篱笆墙的长为12m,篱笆墙的宽为AD=GH=BC=(21-12)3=3m,设CG为am,DG为(12-a)m,再由矩形面积公式求解;(2)设两块矩形总种植面积为y, BC长为xm,那么AD=HG=BC=xm,DC=(21-3x)m,由题意得,围成的两块矩形总种植面积最大=BCDC,代入有关数据再把二次函数化成顶点式即可 . 【详解】(1)解:两块篱笆墙的长为12m,篱笆墙的宽为AD=GH=BC=(21-12)3=3m,设CG为am,DG为
13、(12-a)m,那么ADDC-AEAH=32即123-1(12-a)=32解得:a=8CG=8m,DG=4m(2)解:设两块矩形总种植面积为ym2,BC长为xm,那么AD=HG=BC=xm,DC=(21-3x)m,由题意得, 两块矩形总种植面积=BCDC即y=x(21-3x)y=-3x2+21x=-3(x-72)2+147421-3x12x3当BC=72m时,y最大=1474m2【点睛】此题考查了二次函数的实际应用,解题的关键是正确理解题意找到等量关系列出方程【考点2 图形运动问题】【例2】(2022山东青岛统考中考真题)如图,在RtABC中,ACB=90,AB=5cm,BC=3cm,将ABC
14、绕点A按逆时针方向旋转90得到ADE,连接CD点P从点B出发,沿BA方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,点Q从点A出发,沿AD方向匀速运动,速度为1cm/sPQ交AC于点F,连接CP,EQ设运动时间为t(s)(0t5)解答下列问题:(1)当EQAD时,求t的值;(2)设四边形PCDQ的面积为S(cm2),求S与t之间的函数关系式;(3)是否存在某一时刻t,使PQCD?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由【答案】(1)165s(2)S=12t23710t+14(3)存在,t=6529s【分析】(1)利用AQEAED得AQAE=AEAD,即t4=45,进而求解;(2)分别过点C,P作CMAD
15、,PNBC,垂足分别为M,N,证ABCCAM得,ABCA=BCAM=ACCM,求得AM=125,CM=165,再证BPNBAC得BPBA=PNAC,得出PN=45t,根据S=S四边形PCDQ=SABC+SACDSAPQSBPC即可求出表达式;(3)当PQCD时AQP=ADC,易证APQMCD,得出APMC=AQMD,则5t165=t135,进而求出t值(1)解:在RtABC中,由勾股定理得,AC=AB2BC2=259=4ABC绕点A按逆时针方向旋转90得到ADEAD=5,DE=3,AE=4,AED=90,BAD=90EQADAQE=AED=90又EAQ=DAEAQEAEDAQAE=AEADt4
16、=45t=165答:当EQAD时,t的值为165s(2)解:分别过点C,P作CMAD,PNBC,垂足分别为M,NB+BAC=90,CAM+BAC=90B=CAM又BCA=AMC=90ABCCAMABCA=BCAM=ACCM54=3AM=4CMAM=125,CM=165B=B,BNP=BCA=90BPNBACBPBA=PNACt5=PN4PN=45tSABC=12BCAC=1234=6,SACD=12ADCM=125165=8SPBC=12BCPN=12345t=65t,SAPQ=12AQAP=12t(5t)S=S四边形PCDQ=SABC+SACDSAPQSBPC=6+812t(5t)65t=1
17、2t23710t+14S=12t23710t+14(3)解:假设存在某一时刻t,使PQCDAD=5,AM=125DM=ADAM=5125=135PQCDAQP=ADC又PAQ=CMD=90APQMCDAPMC=AQMD5t165=t135t=6529存在时刻t=6529s,使PQCD【点睛】本题考查了旋转与相似,利用勾股定理求线段长,平行线的性质,根据旋转的性质,找到相似图形是解决问题的关键,是中考中的常考题【变式2-1】(2022江苏无锡统考二模)如图,矩形ABCD中,AB=23,BC=6,点O是BC的中点点E从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿射线BC匀速运动;点F从点O出发,以每秒2个
18、单位长度的速度沿射线OC匀速运动E,F两点同时出发,运动时间为t秒(0t52),在两点运动过程中,以EF为边作等边三角形EFG,使EFG和矩形ABCD在射线BC的同侧(1)若点G落在边AD上,求t的值;(2)若t=2,求EFG和矩形ABCD重叠部分的周长;(3)在整个运动过程中,设EFG和矩形ABCD重叠部分的面积为S,试求出S与t之间的函数表达式【答案】(1)1(2)11+3(3)s=34t2+332t+934(0t1)23t+23(1t32)23t2+83t532(32t52)【分析】(1)由题意得BE=t,OF=2t,EFt=3t,列出方程求解即可;(2)设EG,FG分别与AD相交于点M
19、,N,FG与CD相交于点K,求出KF=2,KC=3,再求出KN=2,MN=1,ME=4,最后求得EFG和矩形ABCD重叠部分的周长;(3)分当0t1时、当1t32时、当32t52时,对三种情况进行讨论,分别求出S与t之间的函数表达式(1)由题意,得OB=OC=3,BE=t,OF=2t,EF=OBBEOF=3t2t=3t当G落在AD上时,如图,G到EF的距离为23EF=4,即3t=4,t=1(2)当t=2时(如图),设EG,FG分别与AD相交于点M,N,FG与CD相交于点K,则BE=2,OF=4,EC=4,CF=1在RtCFK中,F=60,KF=2,KC=3CD=23,KC=3,即K是CD的中点
20、KN=2,MN=1,ME=4重叠部分的周长=4+3+2+1+4=11+3(3)(i)当0t1时,由(1)知,S=SEFG=3(t+3)24=34t2+332t+934;(ii)当1t32时,如图,设EG,FG分别与AD相交于点M,N,则MN=t1,S=S四边形MNFE=(t1t3)232=23t+23;(iii)当32t52时,如图,设EG,FG分别与AD相交于点M,N,FG与CD相交于点K,则MN=t1,CF=2t3,CK=3(2t3),S=S四边形MNFESCFK=(t1t3)2323(2t3)22=23t2+83t532综上所述,S=34t2+332t+934(0t1);23t+23(1
21、t32);23t2+83t532(32t52).【点睛】本题考查了等边三角形的性质、矩形的性质、二次函数与几何动点问题的有关知识以及多边形面积求法,关键是根据特殊三角形的性质,分类讨论得出【变式2-2】(2022山东临沂统考一模)如图,在边长为1的正方形ABCD中,动点E、F分别在边AB、CD上,将正方形ABCD沿直线EF折叠,使点B的对应点M始终落在边AD上(点M不与点A、D重合),点C落在点N处,MN与CD交于点P,设BEx(1)当AM13时,求x的值;(2)随着点M在边AD上位置的变化,PDM的周长是否发生变化?如果变化,请说明理由;如果不变,请求出该定值;(3)设四边形BEFC的面积为
22、S,求S与x之间的函数表达式,并求出S的最小值【答案】(1)x59;(2)不变,MDP的周长为2;(3)S=12t122+38,当t12,即x58时,面积的最小值为38【分析】(1)利用折叠的性质得MEBEx,则AE1x,在根据勾股定理列式求出x的值;(2)连接AM、BO,过点B作BHMN,垂足为H,证明BAMBHM和RtBHPRtBCP,可以得到PDM的周长就等于ADDC,是定值;(3)连接BM,过点F作FQAB,垂足为Q,证明AMBQEF,得到AMEQ,设AMa,根据勾股定理列式得到a与x的关系式,表示出CF和BE长,得到三角形面积表达式,再求出最值【详解】(1)由折叠可知MEBEx,AE
23、1x,在RtAEM中,由AM13,得132+1x2=x2,解得x59;(2)如图,连接AM、BO,过点B作BHMN,垂足为H,EBEM,EBMEMB,EBCEMN,MBCBMN,AMHB,BMBM,BAMBHM,AMHM,BHAB,BCAB,BHBC,BPBP,RtBHPRtBCP,HPPC,MDP的周长MDDPMPMDDPMHHPMDAMDPPCADDC2,MDP的周长为2;(3)如图,连接BM,过点F作FQAB,垂足为Q,则QFBCAB,BEFEBM90,AMBEBM90,BEFAMB,AEQF,AMBQEF,AMEQ,设AMa,则a2+1x2=x2,a2x1,CFx2x1,S12(CFB
24、E)112( x2x1x)12(2 x2x1) ,设2x1t,则2x=t2+1,S=12t2+1t=12t122+38, 当t12,即x58时,面积的最小值为38【点睛】本题考查几何动点问题,解题的关键是掌握勾股定理,折叠性质的运用,全等三角形的性质和判定,二次函数最值的求解,需要掌握数形结合的思想【变式2-3】(2022宁夏吴忠校考一模)已知:如图,在RtABC中,C=90,AC=3cm,BC=4cm,点P从点B出发,沿BC向点C匀速运动,速度为1cm/s;过点P作PDAB,交AC于点D,同时,点Q从点A出发,沿AB向点B匀速运动,速度为2cm/s;当一个点停止运动时,另一个点也停止运动,连
25、接PQ设运动时间为t(s)(0t6,若顶点一侧挂3盏灯笼,则1.636,若顶点一侧挂4盏灯笼,则0.8+1.6(41)6,顶点一侧最多可挂4盏灯笼挂满灯笼后成轴对称分布,共可挂8盏灯笼最左边一盏灯笼悬挂点的横坐标是5.6【点睛】本题考查了二次函数的应用,根据题意建立坐标系,掌握二次函数的性质是解题的关键【变式3-3】(2022湖北咸宁统考一模)图示为一座拱桥,当水面宽AB为12m时,桥洞顶部离水面的距离为2m(1)若图中的拱形呈抛物线形状,当水面下降1m后,水面宽为多少?(2)若图中的拱形呈圆弧形状,当水面下降1m后,水面宽又为多少?【答案】(1)66m;(2)当水面下降1m后,水面宽为251
26、m【分析】(1)先建立直角坐标系,求出函数解析式,计算当y=-1时的横坐标即可得到答案;(2)设弧AB的圆心为O,过点O作AB的垂线,交弧于点D,垂足为点C,连接OB,设圆的半径为x m,根据勾股定理列方程求出半径,设水位下降1m后的水面宽为EF,交OD于点M,根据勾股定理即可求出答案.【详解】(1)以AB的中垂线为y轴建立直角坐标系,则点B(6,0),A(-6,0),(0,2)在抛物线上,设其抛物线为:y=ax2+2,把(6,0)代入得:0=a62+2,a=118, 抛物线为:y=118x2+2 当y=-1时,有1=118x2+2,解得x=36 ,此时水面的宽为:236=66 (m);(2)
27、如图,设弧AB的圆心为O,过点O作AB的垂线,交弧于点D,垂足为点C,连接OB,则CD=2,BC=6设圆的半径为x m,则OC=(x-2)m由勾股定理得:(x-2)2+62=x2解得:x=10设水位下降1m后的水面宽为EF,交OD于点M,则OM=10-3=7(m),连接OF,由勾股定理得:MF=10272=51m当水面下降1m后,水面宽为251m.【点睛】此题考查函数解析式的求法,勾股定理,圆的性质,正确理解抛物线和圆的图形特点是解题的关键.【考点4 销售问题】【例4】(2022江苏淮安统考中考真题)端午节前夕,某超市从厂家分两次购进A、B两种品牌的粽子,两次进货时,两种品牌粽子的进价不变第一
28、次购进A品牌粽子100袋和B品牌粽子150袋,总费用为7000元;第二次购进A品牌粽子180袋和B品牌粽子120袋,总费用为8100元(1)求A、B两种品牌粽子每袋的进价各是多少元;(2)当B品牌粽子销售价为每袋54元时,每天可售出20袋,为了促销,该超市决定对B品牌粽子进行降价销售经市场调研,若每袋的销售价每降低1元,则每天的销售量将增加5袋当B品牌粽子每袋的销售价降低多少元时,每天售出B品牌粽子所获得的利润最大?最大利润是多少元?【答案】(1)A种品牌粽子每袋的进价是25元,B种品牌粽子每袋的进价是30元(2)当B品牌粽子每袋的销售价降低10元时,每天售出B品牌粽子所获得的利润最大,最大利
29、润是980元【分析】(1)根据已知数量关系列二元一次方程组,即可求解;(2)设B品牌粽子每袋的销售价降低a元,利润为w元,列出w关于a的函数关系式,求出函数的最值即可【详解】(1)解:设A种品牌粽子每袋的进价是x元,B种品牌粽子每袋的进价是y元,根据题意得,100x+150y=7000180x+120y=8100,解得x=25y=30,故A种品牌粽子每袋的进价是25元,B种品牌粽子每袋的进价是30元;(2)解:设B品牌粽子每袋的销售价降低a元,利润为w元,根据题意得,w=54a3020+5a=5a2+100a+480=5a102+980,50,当B品牌粽子每袋的销售价降低10元时,每天售出B品
30、牌粽子所获得的利润最大,最大利润是980元【点睛】本题考查二次函数和二元一次方程的实际应用,根据已知数量关系列出函数解析式和二元一次方程组是解题的关键【变式4-1】(2022辽宁锦州中考真题)某商场新进一批拼装玩具,进价为每个10元,在销售过程中发现,日销售量y(个)与销售单价x(元)之间满足如图所示的一次函数关系(1)求y与x的函数关系式(不要求写出自变量x的取值范围);(2)若该玩具某天的销售利润是600元,则当天玩具的销售单价是多少元?(3)设该玩具日销售利润为w元,当玩具的销售单价定为多少元时,日销售利润最大?最大利润是多少元?【答案】(1)y=2x+100;(2)40元或20元;(3
31、)当玩具的销售单价定为30元时,日销售利润最大;最大利润是800元;【分析】(1)直接由待定系数法,即可求出一次函数的解析式;(2)根据题意,设当天玩具的销售单价是x元,然后列出一元二次方程,解方程即可求出答案;(3)根据题意,列出w与x的关系式,然后利用二次函数的性质,即可求出答案【详解】(1)解:由图可知,设一次函数的解析式为y=kx+b,把点(25,50)和点(35,30)代入,得25k+b=5035k+b=30,解得k=2b=100,一次函数的解析式为y=2x+100;(2)解:根据题意,设当天玩具的销售单价是x元,则(x10)(2x+100)=600,解得:x1=40,x2=20,当
32、天玩具的销售单价是40元或20元;(3)解:根据题意,则w=(x10)(2x+100),整理得:w=2(x30)2+800;20,当x=30时,w有最大值,最大值为800;当玩具的销售单价定为30元时,日销售利润最大;最大利润是800元【点睛】本题考查了二次函数的性质,二次函数的最值,一次函数的应用,解一元二次方程,解题的关键是熟练掌握题意,正确的找出题目的关系,从而进行解题【变式4-2】(2022辽宁盘锦中考真题)精准扶贫工作已经进入攻坚阶段,贫苦户李大叔在政府的帮助下,建起塑料大棚,种植优质草莓,今年二月份正式上市销售在30天的试销中,每天的销售量与销售天数x满足一次函数关系,部分数据如下
33、表:x(天)123x每天的销售量(千克)101214设第x天的售价为y元/千克,y关于x的函数关系满足如下图像:已知种植销售草莓的成本为5元/千克,每天的利润是w元(利润销售收入成本)(1)将表格中的最后一列补充完整;(2)求y关于x的函数关系式;(3)求销售草莓的第几天时,当天的利润最大?最大利润是多少元?【答案】(1)见解析(2)y12x+19(0x20)9(20x30)(3)销售草莓的第30天时,当天的利润最大,最大利润是272元【分析】(1)设每天的销售量为z,则用待定系数法可求出每天的销售量与销售天数x的一次函数关系式,根据关系式填表即可;(2)根据图像写出分段函数即可;(3)根据函
34、数关系列出x和w之间的关系式,利用二次函数的性质求最值即可【详解】(1)设每天的销量为z,每天的销售量与销售天数x满足一次函数关系,zsx+t,当x1时,z10,x2时z12,s+t=102s+t=12,解得s=2t=8,即z2x+8,当x=30时,销售量z=68,则将表格中的最后一列补充完整如下表:x(天)12330每天的销售量(千克)10121468(2)由函数图像知,当0x20时,y与x成一次函数,且函数图像过(10,14),(20,9),设ykx+b,10k+b=1420k+b=9,解得k=12b=19,y-12x+19(0x20),当20x30时,y9,y关于x的函数关系式为y12x
35、+19(0x20)9(20x30);(3)由题意知,当0x20时,w(2x+8)(12x+195)x2+24x+112(x12)2+256,此时当x12时,w有最大值为256,当20x30时,w(2x+8)(9-5)18x+32,此时当x30时,w有最大值为272,综上所述,销售草莓的第30天时,当天的利润最大,最大利润是272元【点睛】本题主要考查一次函数的图像和性质,二次函数的应用等知识,熟练掌握一次函数的图像和性质及二次函数的应用是解题的关键【变式4-3】(2022浙江金华统考中考真题)“八婺”菜场指导菜农生产和销售某种蔬菜,提供如下信息:统计售价与需求量的数据,通过描点(图1),发现该
36、蔬菜需求量y1(吨)关于售价x(元/千克)的函数图象可以看成抛物线,其表达式为y1=ax2+c,部分对应值如表:售价x(元/千克)2.533.54需求量y1(吨)7.757.26.555.8该蔬菜供给量y2(吨)关于售价x(元/千克)的函数表达式为y2=x1,函数图象见图117月份该蔬菜售价x1(元/千克),成本x2(元/千克)关于月份t的函数表达式分别为x1=12t+2,x2=14t232t+3,函数图象见图2请解答下列问题:(1)求a,c的值(2)根据图2,哪个月出售这种蔬菜每千克获利最大?并说明理由(3)求该蔬菜供给量与需求量相等时的售价,以及按此价格出售获得的总利润【答案】(1)a=1
37、5,c=9(2)在4月份出售这种蔬菜每千克获利最大,见解析(3)该蔬菜供给量与需求量相等时的售价为5元/千克,按此价格出售获得的总利润为8000元【分析】(1)运用待定系数法求解即可;(2)设这种蔬菜每千克获利w元,根据w=x售价x成本列出函数关系式,由二次函数的性质可得结论;(3)根据题意列出方程,求出x的值,再求出总利润即可(1)把x=3,y=7.2,x=4,y=5.8代入y需求=ax2+c可得9a+c=7.2,16a+c=5.8.-,得7a=1.4,解得a=15,把a=15代入,得c=9,a=15,c=9(2)设这种蔬菜每千克获利w元,根据题意,有w=x售价x成本=12t+214t232
38、t+3,化简,得w=14t2+2t1=14(t4)2+3,140,t=4在1t7的范围内,当t=4时,w有最大值答:在4月份出售这种蔬菜每千克获利最大(3)由y供给=y需求,得x1=15x2+9,化简,得x2+5x50=0,解得x1=5,x2=10(舍去),售价为5元/千克此时,y供给=y需求=x1=4(吨)=4000(千克),把x=5代入x售价=12t+2,得t=6,把t=6代入w=14t2+2t1,得w=1436+261=2,总利润=wy=24000=8000(元)答:该蔬菜供给量与需求量相等时的售价为5元/千克,按此价格出售获得的总利润为8000元【点睛】此题主要考查了函数的综合应用,结
39、合函数图象得出各点的坐标,再利用待定系数法求出函数解析式是解题的关键【考点5 投球问题】【例5】(2022河北石家庄统考一模)如图1的小山丘是科研部门的小球弹射实验场地,在小山丘一侧的山坡上建有小球弹射发射装置,另一侧建有圆柱形小球接收装置,如图2为实验场地的纵截面示意图,小山丘纵截面的外部轮廓线近似为抛物线的一部分,以小山丘纵截面与地面的交线为x轴,以过发射装置所在的直线AB为y轴,建立平面直角坐标系,发射装置底部在轮廓线的点A处,距离地面为1米,在发射装置3米的点B处是发射点,已知小山丘纵截面的外部轮廓线为C1:y=112x2+76x+1,从发射装置的发射点弹射一个小球(忽略空气阻力)时,
40、小球的飞行路线为一段抛物线C2:y=18x2+bx+c(1)直接写出c的值,当小球离B处的水平距离和竖直距离都为4米时,求b的值,并求小球到小山丘的竖直距离为1米时,小球离B处的水平距离;(2)若小球最远着陆点到y轴的距离为15米,当小球飞行到小山丘顶的正上方,且与顶部距离不小于23米时,求b的取值范围,并求小球飞行路线的顶点到x轴距离的最小值;(3)圆柱形小球接收装置的最大截面为矩形CDEF,已知点E在C1上,其横坐标为14,CFx轴,CD=1.5,DE=1若小球恰好落入该装置内(不触碰装置侧壁),请直接写出b的取值范围【答案】(1)c=4;b=32;小球离B处的水平距离为12米;(2)98
41、b193120,20932米(3)157104b4328【分析】(1)有题意可得点B坐标,然后代入可求得c的值;先求出C2的函数表达式,根据两个函数值的差为1可求得此时小球离B处的水平距离;(2)先将x=15代入抛物线C1,可得最远着陆点在小山丘外的平地上,再将x=15代入抛物线C2,可得b的取值范围,然后求出C2的顶点坐标,根据函数的增减性求出最值即可;(3)由题意可得,小球恰好落在装置内时,对应的横坐标范围是1314,分别将x=13和x=14代入函数表达式求出对应b的取值范围即可【详解】(1)由题意可得点B的坐标为0,4,将B0,4代入C2:y=18x2+bx+c中,解得c=4;C1与y轴
42、交于点A,A0,1,B0,4由题意可知,抛物线C2:y=18x2+bx+c经过点(4,8),1842+4b+4=8,解得b=32抛物线C2的函数表达式y=18x2+32x+4;小球与小山丘的竖直距离为1米,18x2+32x+4112x2+76x+1=1,解得:x1=4(不合题意,舍去),x2=12,当小球与小山丘的竖直距离为1米时,小球离B处的水平距离为12米;(2)将x=15代入抛物线C1,得y=112152+7615+1=142.5,解得b157104,当x=14时,y=18142+14b+41,解得b4328;故b的取值范围:157104b4,小球M能飞过这棵树;(3)小球M在飞行的过程
43、中离斜坡OA的高度=12x42+812x=12(x72)2+498,小球M在飞行的过程中离斜坡OA的最大高度为498【点睛】本题考查了二次函数的应用,其中涉及到两函数图象交点的求解方法,二次函数顶点坐标的求解方法,待定系数法求一次函数的解析式,难度适中利用数形结合与方程思想是解题的关键【变式5-3】(2022河北邯郸校考三模)某乒乓球馆使用发球机进行辅助训练,出球口A位于桌面BC左上方,桌面BC的长为2.74m过点A作OABC,垂足为O,OB0.03m,以点O为原点,以直线BC为x轴,OA所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,如图所示,从出球口A发出的乒乓球运动路线为抛物线的一部分L,设乒乓球与
44、出球口A的水平距离为x(m),到桌面的高度为y(m),运行时间为t(s),在桌面上的落点为D,经测试,得到如下部分数据:t(s)00.20.40.60.8x(m)00.511.52y(m)0.250.40.450.40.25(1)当t s时,乒乓球达到最大高度;猜想y与x之间是否存在二次函数关系,如果存在,求出函数关系式;如果不存在,请说明理由;(2)桌面正中间位置安装的球网GH的高度为0.15m,求乒乓球从出球口A发出经过多长时间位于球网正上方,此时乒乓球到球网顶端H的距离约为多少?(结果保留两位小数)(3)乒乓球落在点D后随即弹起,沿抛物线L:y0.53(xp)(x3.5)的路线运动,小明
45、拿球拍EF与桌面夹角为60接球,球拍中心线EF长为0.16m,下沿E在x轴上,假设抛物线L,L与EF在同一平面内,且乒乓球落在EF上(含端点,点E在点C右侧),求p的值,并直接写出EF到桌边的距离CE的取值范围【答案】(1)0.4;y与x之间存在二次函数关系,y=0.2x12+0.45(2)乒乓球从出球口A发出经过0.56s时间位于球网正上方,此时乒乓球到球网顶端H的距离约0.27m;(3)2.5;0.45mCE0.73m【分析】(1)先根据当t=0.2和当t=0.6时y的值相同求出抛物线L的对称轴为直线x=0.4,进而可以求出抛物线L的顶点坐标为(0.4,0.45)即可求出当t=0.4时,乒
46、乓球达到最大高度;再利用待定系数法求出抛物线L的解析式,根据表格中的数据可得t=0.4x进而可以求出y=0.2x12+0.45;(2)先求出点G的横坐标,进而求出当x=1.4m时,t=0.4x=0.56s,y=0.418m,由此求解即可;(3)先求出点D的坐标,然后把点D的坐标代入到抛物线L的解析式中即可求出点p,再分别求出当抛物线L经过点E和点F时点E的坐标即可得到答案;(1)解:从出球口A发出的乒乓球运动路线为抛物线的一部分L,且当t=0.2和当t=0.6时y的值相同,抛物线L的对称轴为直线x=0.2+0.62=0.4,又抛物线开口向下,抛物线L的顶点坐标为(0.4,0.45),当t=0.
47、4s时,乒乓球达到最大高度;设y=at0.42,由题意得0.25=a00.42+0.45,a=1.25,y=1.25t0.42+0.45;由表格中的数据可知,t每增加0.2,则x增加0.5,x=0.5t00.2=2.5t,t=0.4x,y=1.250.4x0.42+0.45=0.2x12+0.45,y与x之间存在二次函数关系,y=0.2x12+0.45;(2)解:BC=2.74m,G为BC的中点,BG=12BC=1.37m,OG=OB+BG=1.4m,当x=1.4m时,t=0.4x=0.56s,y=0.21.412+0.45=0.418m GH=0.15m,此时乒乓球到球网顶端H的距离约为0.
48、418-0.150.27m,乒乓球从出球口A发出经过0.56s时间位于球网正上方,此时乒乓球到球网顶端H的距离约0.27m;(3)解:对于函数y=0.2x12+0.45,当y=0时,0.2x12+0.45=0,解得x=2.5或x=0.25,点D的坐标为(2.5,0),函数y=0.53xpx3.5经过点D,0.532.5p2.53.5=0,p=2.5;抛物线L的解析式为y=0.53x2.5x3.5,对于函数y=0.53x2.5x3.5,当y=0时,0.53x2.5x3.5=0,解得x=2.5或x=3.5,抛物线L与x轴的交点坐标为(2.5,0)和(3.5,0),OB=0.03m,BC=2.74m
49、,OC=2.77m,即点C的坐标为(2.77,0),当抛物线L恰好经过点E时,则点E的坐标为(3.5,0),此时CE=3.5-2.77=0.73m;当抛物线L恰好经过点F时,过点F作FMx轴于M,FME=90,EFM=60,EFM=30,EM=12EF=0.08m,FM=EF2EM2=0.083m,点F的纵坐标为0.083,0.083=0.53x2.5x3.5,解得x=3.3或x=2.7,又点E在点C右侧,即点E的横坐标大于2.77,故点F的横坐标大于2.77点M的坐标为(3.3,0),CE=CM-ME=3.3-2.77-0.08=0.45m,CE=3.3-2.77=0.53m,0.45mCE
50、0.73m【点睛】本题主要考查了二次函数的实际应用,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理,正确求出抛物线L和L的解析式是解题的关键【考点6 喷水问题】【例6】(2022四川南充中考真题)如图,水池中心点O处竖直安装一水管,水管喷头喷出抛物线形水柱,喷头上下移动时,抛物线形水柱随之竖直上下平移,水柱落点与点O在同一水平面安装师傅调试发现,喷头高2.5m时,水柱落点距O点2.5m;喷头高4m时,水柱落点距O点3m那么喷头高_m时,水柱落点距O点4m【答案】8【分析】由题意可知,在调整喷头高度的过程中,水柱的形状不发生变化,则当喷头高2.5m时,可设y=ax2+bx+2.5,将(2.5,0)代入解
51、析式得出2.5a+b+1=0;喷头高4m时,可设y=ax2+bx+4,将(3,0)代入解析式得9a+3b+4=0,联立可求出a和b的值,设喷头高为h时,水柱落点距O点4m,则此时的解析式为y=ax2+bx+h,将(4,0)代入可求出h【详解】解:由题意可知,在调整喷头高度的过程中,水柱的形状不发生变化,当喷头高2.5m时,可设y=ax2+bx+2.5,将(2.5,0)代入解析式得出2.5a+b+1=0,喷头高4m时,可设y=ax2+bx+4,将(3,0)代入解析式得9a+3b+4=0,联立可求出a=23,b=23,设喷头高为h时,水柱落点距O点4m,此时的解析式为y=23x2+23x+,将(4
52、,0)代入可得2342+234+=0,解得h=8故答案为:8【点睛】本题考查了二次函数在实际生活中的运用,重点是二次函数解析式的求法,直接利用二次函数的平移性质是解题关键【变式6-1】(2022河南统考中考真题)小红看到一处喷水景观,喷出的水柱呈抛物线形状,她对此展开研究:测得喷水头P距地面0.7m,水柱在距喷水头P水平距离5m处达到最高,最高点距地面3.2m;建立如图所示的平面直角坐标系,并设抛物线的表达式为y=ax2+k,其中x(m)是水柱距喷水头的水平距离,y(m)是水柱距地面的高度(1)求抛物线的表达式(2)爸爸站在水柱正下方,且距喷水头P水平距离3m,身高1.6m的小红在水柱下方走动
53、,当她的头顶恰好接触到水柱时,求她与爸爸的水平距离【答案】(1)y=0.1x52+3.2(2)2或6m【分析】(1)根据顶点5,3.2,设抛物线的表达式为y=ax52+3.2,将点P0,0.7,代入即可求解;(2)将y=1.6代入(1)的解析式,求得x的值,进而求与点3,0的距离即可求解【详解】(1)解:根据题意可知抛物线的顶点为5,3.2,设抛物线的解析式为y=ax52+3.2,将点0,0.7代入,得0.7=25a+3.2,解得a=0.1,抛物线的解析式为y=0.1x52+3.2,(2)由y=0.1x52+3.2,令y=1.6,得1.6=0.1x52+3.2,解得x1=1,x2=9,爸爸站在
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