人教版九年级上册第22章二次函数的应用(导学案有答案)(教师版).docx
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- 人教版 九年级 上册 22 二次 函数 应用 导学案有 答案 教师版
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1、二次函数的应用1. 知识与技能:能够分析和表示不同背景下实际问题中变量之间的二次函数关系,并能够运用二次函数的知识解决实际问题中的最大(小)值。2. 过程与方法:通过分析和表示不同背景下实际问题中变量之间的二次函数关系,培养学生的分析判断能力。通过运用二次函数的知识解决实际问题,培养学生的数学应用能力。1. 重点:能够分析和表示不同背景下实际问题中变量之间的二次函数关系,并能运用二次函数的有关知识解决最大面积问题。2. 难点:把实际问题转化成函数模型。1. 二次函数的三种表达形式是 、 、 。 2. 一般地,抛物线的顶点是最值点,所以当x= 时,二次函数有最值是 。3. 抛物线的顶点坐标是(
2、, )。1. 在生活实践中,人们经常面对带有“最”字的问题,如在一定的方案中,花费最少、消耗最低、面积最大、产值最高、获利最多等;解数学题时,我们也常常碰到求某个变量的最大值或最小值之类的问题,这就是我们要讨论的最值问题。2. 最值问题是生活中利用二次函数知识解决最常见、最有实际应用价值的问题之一,能够进一步培养学生利用所学知识构建数学模型,解决实际问题的能力。我们已经学过二次函数的顶点式、一般式,对于抛物线的图像与性质我们也有了初步的理解,那么顶点坐标对于抛物线的有什么的意义,今天我们通过二次函数的最值应用进一步探究这一问题。1、何时获得最大利润二次函数的顶点总是抛物线的最高点或最低点,故在
3、顶点处函数取最大值或最小值,由此可见对于某些与二次函数有关的实际问题,如果我们能将实际问题抽象成的数学模型,建立起二次函数的关系式,应用二次函数的最值求法,可以解决实际问题。2、最大面积问题几何图形面积公式写出面积与边长的二次函数表达式,并利用二次函数的顶点坐标来确定最大值或最小值。二次函数最常见的应用题目既是求最值问题,主要解决办法是求函数解析式,利用顶点坐标求出最大值,在解决实际问题的时候重点要注意自变量的取值范围。3.二次函数解实际问题的步骤列二次函数解应用题与列整式方程解应用题的思路和方法是一致的,不同的是,学习了二次函数后,表示量与量的关系的代数式是含有两个变量的等式对于应用题要注意
4、以下步骤:(1)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)。(2)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。(3)列函数表达式,抓住题中含有等量关系的语句,将此语句抽象为含变量的等式,这就是二次函数。(4)按题目要求,结合二次函数的性质解答相应的问题。(5)检验所得解是否符合实际:即是否为所提问题的答案。(6)写出答案。4.建立二次函数模型求解实际问题的一般步骤:(1)恰当地建立直角坐标系;(2)将已知条件转化为点的坐标;(3)合理地设出所求函数关系式;(4)代入已知条件或点的坐标,求出关系式;(5)利
5、用关系式求解问题。5.二次函数求最值的基础知识二次函数的一般式()化成顶点式,如果自变量的取值范围是全体实数,那么函数在顶点处取得最大值(或最小值)。即当时,函数有最小值,并且当,;当时,函数有最大值,并且当,;如果自变量的取值范围是,如果顶点在自变量的取值范围内,则当,如果顶点不在此范围内,则需考虑函数在自变量的取值范围内的增减性;如果在此范围内随的增大而增大,则当时,当时,;如果在此范围内随的增大而减小,则当时,当时,。1. 某公司销售一种新型节能产品,现准备从国内和国外两种销售方案中选择一种进行销。若只在国内销售,销售价格y(元/件)与月销量x(件)的函数关系式为y=(-1100)x15
6、0,成本为20元/件,无论销售多少,每月还需支出广告费62500元,设月利润为w内(元)(利润=销售额成本广告费)。若只在国外销售,销售价格为150元/件,受各种不确定因素影响,成本为a元/件(a为常数,10a40),当月销量为x(件)时,每月还需缴纳(1100)x2元的附加费,设月利润为w外(元)(利润=销售额成本附加费)。(1)当x=1000时,y= 元/件,w内= 元;(2)分别求出w内,w外与x间的函数关系式(不必写x的取值范围);(3)当x为何值时,在国内销售的月利润最大?若在国外销售月利润的最大值与在国内销售月利润的最大值相同,求a的值;(4)如果某月要将5000件产品全部销售完,
7、请你通过分析帮公司决策,选择在国内还是在国外销售才能使所获月利润较大?例题解析:(1)将x=1000代入y= (-1100)x150可得销售价格,再根据利润=销售额成本广告费可计算出w内;(2)根据关系式“w内=销售额成本广告费,w外=销售额成本附加费”可列函数关系式;(3)利用顶点坐标公式分别算出(2)中函数关系式的最大值,再根据“国外销售月利润的最大值与在国内销售月利润的最大值相同”构建方程可求a值;(4)由于a值的不确定性,诱发分类讨论。例题答案:(1)140,57500;(2)w内=x(y-20)-62500 =(-1100)x2130x,w外=(-1100)x2(150-a)x(3)
8、当x=6500时,w内最大;解得a1=30,a2=270(不合题意,舍去)。所以a=30。(4)当x=5000时,w内=337500,w外=50000a+500000若w内w外,则a32.5;若w内=w外,则a=32.5;若w内w外,则a32.5所以,当10a32.5时,选择在国外销售;当a=32.5时,在国外和国内销售都一样;当32.5a40时,选择在国内销售。2. 某宾馆有50个房间供游客住宿,当每个房间的房价为每天180元时,房间会全部住满当每个房间每天的房价每增加10元时,就会有一个房间空闲宾馆需对游客居住的每个房间每天支出20元的各种费用根据规定,每个房间每天的房价不得高于340元设
9、每个房间的房价每天增加x元(x为10的整数倍)。(1)设一天订住的房间数为y,直接写出y与x的函数关系式及自变量x的取值范围;(2)设宾馆一天的利润为w元,求w与x的函数关系式;(3)一天订住多少个房间时,宾馆的利润最大?最大利润是多少元?例题解析:(1)理解每个房间的房价每增加x元,则减少房间 间,则可以得到y与x之间的关系;(2)每个房间订住后每间的利润是房价减去20元,每间的利润与所订的房间数的积就是利润;(3)求出二次函数的对称轴,根据二次函数的增减性以及x的范围即可求解。例题答案:(1)由题意得:;且0x160,且x为10的正整数倍(2)(3)抛物线的对称轴是:x=170,抛物线的开
10、口向下,当x170时,w随x的增大而增大,但0x160,因而当x=160时,即房价是340元时,利润最大,此时一天订住的房间数是:间,最大利润是:34(340-20)=10880元。答:一天订住34个房间时,宾馆每天利润最大,最大利润为10880元。3.某市“健益”超市购进一批20元/千克的绿色食品,如果以30元/千克销售,那么每天可售出400千克由销售经验知,每天销售量y(千克)与销售单价x(元)(x30)存在如下图所示的一次函数关系式。(1)试求出y与x的函数关系式;(2)设“健益”超市销售该绿色食品每天获得利润P元,当销售单价为何值时,每天可获得最大利润?最大利润是多少?(3)根据市场调
11、查,该绿色食品每天可获利润不超过4480元,现该超市经理要求每天利润不得低于4180元,请你帮助该超市确定绿色食品销售单价x的范围(直接写出答案)。例题解析:(1)由图象过点(30,400)和(40,200)易求直线解析式;(2)每天利润=每千克的利润销售量据此列出表达式,运用函数性质解答;(3)画出函数图象,结合图形回答问题。例题答案:解答:(1)设y=kx+b,由图象可知解得y=-20x+1000(30x50,不写自变量取值范围不扣分)。(2)p=(x-20)y=(x-20)(-20x+1000)=-20+1400x-20190a=-200,p有最大值。当x=-=35时,p最大值=4500
12、。即当销售单价为35元/千克时,每天可获得最大利润4500元。(3)31x34或36x39。4.一个矩形花坛,花坛的长、宽分别为200m、120m,花坛中有一横两纵的通道,横、纵通道的宽度分别为3m、2m。(1)用代数式表示三条通道的总面积S;当通道总面积为花坛总面积的11/125时,求横、纵通道的宽分别是多少?(2)如果花坛绿化造价为每平方米3元,通道总造价为3168x元,那么横、纵通道的宽分别为多少米时,花坛总造价最低?并求出最低造价。(以下数据可供参考:852= 7225,862= 7396,872= 7569)例题解析:(1)在用代数式表示S时,要注意三条通道的两个交叉处的面积,不要重
13、复计入;再根据“通道总面积为花坛总面积的11/125”可构建方程求解;(2)构建花坛的总造价与x的二次函数关系式,利用二次函数最值求解。例题答案:(1)由题意得S=3x200 + 2x120226x2=12+1080x。由S=(11/125)200120,得90x+176=0,解得x=2或x=88。又x0,4x200,3x120,解得0x40,所以x=2,得横、纵通道的宽分别是6m、4m。(2)设花坛总造价为y元,则y=3168x+(200120S)3=3168x+(24000+121080)3=3672x+72019=36+71964。当x= 1,即纵、横通道的宽分别为3 m、2 m时,花坛
14、总造价量低,最低总造价为71964元。5.为了节省材料,某水产养殖户利用水库的岸堤(岸堤足够长)为一边,用总长为80 m的围网在水库中围成了如图所示的三块矩形区域,而且这三块矩形区域的面积相等设BC的长度为x m,矩形区域ABCD的面积为y。(1)求y与x之间的函数解析式,并注明自变量x的取值范围;(2)x为何值时,y有最大值?最大值是多少?解:(1)设AEa,由题意,得AEAD2BEBC,ADBC,BEa,ABa.由题意,得2x3a2a80,a20x.yABBCax(20x)x,即yx230x(0x40)(2) yx230x(x20)2300,当x20时,y有最大值,最大值为300 6.某中
15、学课外兴趣活动小组准备围建一个矩形苗圃园,其中一边靠墙,另外三边用长为30米的篱笆围成,已知墙长为18米(如图所示),设这个苗圃园垂直于墙的一边的长为x米。(1)若苗圃园的面积为72平方米,求x;(2)若平行于墙的一边长不小于8米,这个苗圃园的面积有最大值和最小值吗?如果有,求出最大值和最小值;如果没有,请说明理由;(3)当这个苗圃园的面积不小于100平方米时,直接写出x的取值范围。解:(1)根据题意得:(302x)x72,解得:x3,x12,302x18,x12(2) 8302x18,6x11,设苗圃园的面积为y,yx(302x)2x230x,a20,苗圃园的面积y有最大值,当x时,y最大1
16、12.5平方米;6x11,当x11时,y最小88平方米(3) 由题意得:2x230x100,302x18,由函数图象解得:6x107.一男生在校运会的比赛中推铅球,铅球的行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系用如图2所示的二次函数图象表示(铅球从A点被推出,实线部分表示铅球所经过的路线)由已知图象上的三点,求y与x之间的函数关系式。求出铅球被推出的距离。若铅球到达的最大高度的位置为点B,落地点为C,求四边形OABC的面积。分析:本题考查从图象中获取信息能力观察图象可得到抛物线上的三个点的坐标,从而求出函数表达式;在此基础上,利用二次函数与一元二次方程的关系可求出抛物线与x轴的交点坐标,得
17、铅球被推出的距离;最后通过配方法将函数式化成顶点式,得到顶点坐标,用分割法求得四边形的面积。解:设y=Ax2+Bx+C,已知图象经过(2,0),(0,),(2,)三点,由此可求得A= ,B=,C=,所以y= x2+x+。令y=0,即x2+x+=0,解得x1=10,x2= 2(不合题意,舍去)所以铅球被推出的距离是10米。作BDOC,D为垂足因为y= (x28x20)= (x4)2+3,所以B(4,3);由得C(10,0)所以S四边形OABC= S梯形OABD +SBDC=(+3)4+63=18。8.某学校初三年级的一场篮球比赛中,队员甲正在投篮,已知球出手时离地面高米,与篮圈中心的水平距离为7
18、米,当球出手后水平距离为4米时到达最大高度4米,设篮球运行轨迹为抛物线,篮圈距地面3米。建立如图2的平面直角坐标系,问此球能否准确投中?此时,若对方队员乙在甲面前1米处跳起盖帽拦截,已知乙的最大摸高为3.1米,那么他能否获得成功?(3)若该队员身高1.7米,球出手时距头顶0.3米,那么他需要跳起多高才能投中?(结果保留一位有效数字)分析:这是一个有趣的、贴近学生日常生活的应用题,由条件可得到出手点、最高点(顶点)、和篮圈的坐标,再由出手点、顶点的坐标可求出函数表达式;判断此球能否准确投中的问题就是判断代表篮圈的点是否在抛物线上;判断盖帽拦截能否获得成功,就是比较当x=1时函数y的值与最大摸高3
19、.1米的大小。解:由条件可得到球出手点、最高点、和篮圈的坐标分别为A(0,),B(4,4),C(7,3),其中B是抛物线的顶点。设二次函数解析式为y=A(xh)2+k,将点A、B的坐标代入,可得y= (x4)2+4。将点C的坐标代入上式,得左边=右边,即点C在抛物线上所以此球一定能投中。将x=1代入函数式,得y=3因为3.13,所以盖帽能获得成功。1.甲、乙两人进行羽毛球比赛,甲发出一枚十分关键的球,出手点为P,羽毛球飞行的水平距离s(米)与其地面高度h(米)之间的关系式为h=+如图,已知球网AB距原点5米,乙(用线段CD表示)扣球的最大高度为米,设乙的起跳点C的横坐标为m,若乙原地起跳,因球
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