专训1 用二次函数解决问题的四种类型
二次函数应用题的解法技巧

二次函数应用题的解法技巧
解二次函数应用题时,以下是一些常用的解法技巧:
1. 理解问题:首先,仔细阅读题目并理解问题的要求。
确定问题涉及的变量和已知条件。
2. 设定变量:根据问题中给出的信息,设定变量并建立数学模型。
通常情况下,二次函数应用题中的变量可以表示为 x 或其他字母。
3. 构建方程:利用已知条件和设定的变量,建立二次函数方程。
一般情况下,二次函数的一般形式是 f(x) = ax^2 + bx + c,其中 a、
b、c 是常数。
4. 求解方程:将建立的二次函数方程进行化简,并根据问题要求解方程。
可以使用因式分解、配方法、二次方程公式等方法来求解方程。
5. 解释结果:根据问题的要求和解得的方程解释结果。
确保对解的意义和范围有清楚的理解,并进行必要的数值验证。
6. 检查答案:最后,检查解是否满足原始问题的条件和要求。
确认解是否合理,并进行必要的修正或调整。
二次函数 经典题型详解

二次函数经典题型详解
二次函数是数学中的一个重要概念,它在代数、几何和三角学中都有广泛的应用。
下面是一些经典的二次函数题型及其解答方法。
1. 求二次函数的解析式
题目:已知二次函数的图像经过点(1,0),(2,0)和(3,4),求这个二次函数的
解析式。
解法:设二次函数的解析式为 $y = a(x - 1)(x - 2)$,将点(3,4)代入解析式,得到 $4 = a(3 - 1)(3 - 2)$,解得 $a = 2$,所以这个二次函数的解析式为$y = 2(x - 1)(x - 2)$。
2. 求二次函数的顶点坐标和对称轴
题目:已知二次函数 $y = ax^2 + bx + c$ 的对称轴为 $x = 1$,且经过点(0,3),求这个二次函数的解析式。
解法:由于对称轴为 $x = 1$,所以顶点的横坐标为 1,设顶点坐标为$(1,m)$,将点 (0,3) 代入解析式 $y = a(x - 1)^2 + m$,得到 $3 = a(0 -
1)^2 + m$,解得 $a = 3 - m$,所以这个二次函数的解析式为 $y = (3 - m)(x - 1)^2 + m$。
3. 求二次函数的最大值或最小值
题目:已知二次函数 $y = x^2 - 2x$,求这个二次函数的最小值。
解法:由于 $a = 1 > 0$,所以这个二次函数的最小值为顶点的纵坐标,即$\frac{4ac - b^2}{4a} = \frac{4 \times 1 \times (-2) - (-2)^2}{4 \times 1} = -\frac{3}{4}$。
二次函数应用题分类解析

二次函数应用题分类解析二次函数是初中学段的难点,学生学起来觉的比较的吃力,可以把应用问题进行分类: 第一类、利用待定系数法对于题目明确给出两个变量间是二次函数关系,并且给出几对变量值,要求求出函数关系式,并进行简单的应用。
解答的关键是熟练运用待定系数法,准确求出函数关系式。
例1. 某公司生产的A 种产品,它的成本是2元,售价是3元,年销售量为100万件,为了获得更好的效益,公司准备拿出一定的资金做广告。
根据经验,每年投入的广告费是x (十万元)时,产品的年销售量将是原销售量的y 倍,且y 是x 的二次函数,它们的关系如下表:(1)求y 与x 的函数关系式;(2)如果把利润看作是销售总额减去成本费和广告费,试写出年利润S (十万元)与广告费x (十万元)的函数关系式;(3)如果投入的年广告费为10—30万元,问广告费在什么范围内,公司获得的年利润随广告费的增大而增大?析解:(1)因为题中给出了y 是x 的二次函数关系,所以用待定系数法即可求出y与x 的函数关系式为1x 53x 101y 2++=(2)由题意得S=10y(3-2)-x 10x 5x 2++-=(3)由(2)465)25x (10x 5x S 22+--=++-=及二次函数性质知,当1≤x ≤2.5,即广告费在10—25万元之间时,S 随广告费的增大而增大。
二、分析数量关系型题设结合实际情景给出了一定数与量的关系,要求在分析的基础上直接写出函数关系式,并进行应用。
解答的关键是认真分析题意,正确写出数量关系式。
例2. 某化工材料经销公司购进了一种化工原料共7000千克,购进价格为每千克30元。
物价部门规定其销售单价不得高于每千克70元,也不得低于30元。
市场调查发现:单价定为70元时,日均销售60千克;单价每降低1元,日均多售出2千克。
在销售过程中,每天还要支出其它费用500元(天数不足一天时,按整天计算)。
设销售单价为x 元,日均获利为y 元。
二次函数的几种解析及求法

O
解:(1)B(10,0),D(5,3) (2)设抛物线的函数解析式为
y ax 2 c(a 0)
y
C D O
由题意可得:
100a c 0 25a c 3
解得:
A
B x
1 2 ∴抛物线的函数解析式为: y x 4 25
a 1 25 c 4
一、二次函数常用的几种解析式的确定
1、一般式
已知抛物线上三点的坐标,通常选择一般式。 2、顶点式
已知抛物线上顶点坐标(对称轴或最值),通常选择顶点式。 3、交点式 已知抛物线与x轴的交点坐标,选择交点式。 4、平移式 将抛物线平移,函数解析式中发生变化的只有顶点坐 标, 可将原函数先化为顶点式,再根据“左加右减, 上加下减”的法则,即可得出所求新函数的解析式。
∴ 船不能通过拱桥。
三、应用举例
例3、将抛物线 向左平移4个单位, 再向下平移3个单位,求平移后所得抛物线的解析式。 解法:将二次函数的解析式 转化为顶点式得: (1)、由 向左平移4个单位得: (左加右减)
(2)、再将
向下平移3个单位得
(上加下减)
即:所求的解析式为
四、尝试练习
1、已知二次函数的图像过原点,当x=1时,y有最小值为 -1,求其解析式。 解:设二次函数的解析式为 ∵ x = 1, y= -1 , ∴顶点(1,-1)。 ∴ 又(0,0)在抛物线上, ∴ ∴ a =1 ∴ 即:
∴ OE = BF =(12-8)÷2 = 2。 ∴O(0,0),B(-12,0),A(-2,2)。 设解析式为 又 ∵A(-2,2)点在图像上,
∴ ∴ 即:
a = -0.1
F
E
三、应用举例
解决二次函数题目的常用方法

解决二次函数题目的常用方法二次函数是高中数学中重要的内容之一,解决二次函数题目需要掌握一些常用的方法。
本文将介绍常见的解题思路和方法,帮助读者更好地理解和解决二次函数题目。
一、二次函数的基本形式一般来说,二次函数的基本形式为f(x) = ax^2 + bx + c,其中a、b、c为常数,a ≠ 0。
解决二次函数题目的关键是确定函数的图像特征和方程的解。
二、求解二次函数的零点零点是二次函数图像与x轴的交点,在解决题目中常常需要求解二次函数的零点。
我们可以通过以下步骤求解二次函数的零点:1. 将二次函数恒等于零,得到方程ax^2 + bx + c = 0;2. 使用公式x = (-b ±√(b^2-4ac))/(2a)求解方程的解;3. 判断方程的解个数和性质。
当b^2-4ac>0时,方程有两个不相等的实数根;当b^2-4ac=0时,方程有两个相等的实数根;当b^2-4ac<0时,方程没有实数根。
三、求解二次函数的顶点二次函数的顶点是图像的最高点或最低点,常常需要求解顶点坐标来确定函数的极值。
求解二次函数的顶点可以按照以下步骤进行:1. 将二次函数写成顶点形式f(x) = a(x-h)^2 + k,其中(h,k)为顶点坐标;2. 通过配方法将二次函数转化为顶点形式,得到顶点坐标。
四、求解二次方程的倒数倒数是指函数图像在某一点处的斜率,求解二次函数的倒数可以帮助我们研究函数的变化趋势。
求解二次函数的倒数可以按照以下步骤进行:1. 求解二次函数的导函数f'(x);2. 将导函数写成一般形式f'(x) = 2ax + b。
五、拓展题及解法在解决二次函数题目时,常常会遇到一些拓展的题目。
以下是几个常见的拓展题及解法:1. 求解包含二次函数的方程组:通过联立方程组求解两个二次函数的交点,可以得到方程组的解;2. 求解经过顶点的二次函数:已知顶点坐标和一个点的坐标,可以利用顶点形式求解经过这两个点的二次函数;3. 求解与坐标轴交点的二次函数:已知二次函数经过两个点的坐标,可以利用插值法求解与x轴和y轴的交点。
专训1 用二次函数解决问题的四种类型

专训1用二次函数解决问题的四种类型名师点金:利用二次函数解决实际问题时,要注意数形结合,巧妙地运用二次函数表达式实行建模,从而达到应用二次函数的某些性质来解决问题的目的.建立平面直角坐标系解决实际问题题型1物体运动类问题1.如图,在水平地面点A处有一网球发射器向空中发射网球,网球飞行路线是一条抛物线,在地面上的落点为B.有人在直线AB上点C(靠点B一侧)处竖直向上摆放无盖的圆柱形桶,试图让网球落入桶内.已知AB=4 m,AC=3 m,网球飞行最大高度OM=5 m,圆柱形桶的直径为0.5 m,高为0.3 m(网球的体积和圆柱形桶的厚度忽略不计).(1)如果竖直摆放5个圆柱形桶,网球能不能落入桶内?(2)当竖直摆放多少个圆柱形桶时,网球可以落入桶内?(第1题)题型2建筑物问题2.某公园草坪的防护栏由100段形状相同的抛物线组成,为了牢固,每段防护栏需要间距0.4 m 加设一根不锈钢的支柱,防护栏的最高点到底部距离为0.5 m(如图),则这条防护栏需要不锈钢支柱的总长度为()(第2题)A.50 mB.100 mC.160 mD.200 m题型3拱桥(隧道)问题3.如图是某地区一条公路上隧道入口在平面直角坐标系中的示意图,点A和A1,点B和B1分别关于y轴对称.隧道拱部分BCB1为一段抛物线,最高点C离路面AA1的距离为8 m,点B离路面AA1的距离为6 m,隧道宽AA1为16 m.(1)求隧道拱部分BCB1对应的函数表达式.(2)现有一大型货车,装载某大型设备后,宽为4 m,装载设备的顶部离路面均为7 m,问:它能否安全通过这个隧道?并说明理由.(第3题)建立二次函数模型解决几何最值问题题型1利用二次函数解决图形高度的最值问题(第4题)4.如图,小明的父亲在相距2 m的两棵树间拴了一根绳子,给小明做了一个简易的秋千.拴绳子的地方距地面高都是2.5 m,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1 m的小明距较近的那棵树0.5 m时,头部刚好接触到绳子,则绳子的最低点距地面的高度为________ m.题型2利用二次函数解决图形面积的最值问题5.如图,正方形ABCD的边长为3a,两动点E,F分别从顶点B,C同时开始以相同速度沿边BC,CD运动,与△BCF相对应的△EGH在运动过程中始终保持△EGH≌△BCF,B,E,C,G在一条直线上.(1)若BE =a ,求DH 的长.(2)当E 点在BC 边上的什么位置时,△DHE 的面积取得最小值?并求该三角形面积的最小值.(第5题)建立二次函数模型解决动点探究问题6.如图,直线y =12x -2与x 轴,y 轴分别交于点A ,C ,抛物线过点A ,C 和点B(1,0).【导学号:89274025】(1)求抛物线的表达式;(2)在x 轴上方的抛物线上有一动点D ,当D 到直线AC 的距离DE 最大时,求出点D 的坐标,并求出这个最大距离.(第6题)建立二次函数模型作决策问题题型1几何问题中的决策7.【中考·绍兴】课本中有一例题:有一个窗户形状如图①所示,上部是一个半圆,下部是一个矩形.如果制作窗框的材料总长为6 m,如何设计这个窗户,使透光面积最大?这个例题的答案是:当窗户半圆的半径约为0.35 m时,透光面积最大值约为1.05 m2.我们如果改变这个窗户的形状,上部改为由两个正方形组成的矩形,材料总长仍为6 m,如图②所示.解答下列问题:(1)若AB为1 m,求此时窗户的透光面积.(2)与例题比较,改变窗户形状后,窗户透光面积的最大值有没有变大?请通过计算说明.(第7题)题型2实际问题中的决策8.【中考·武汉】某公司计划从甲、乙两种产品中选择一种生产并销售,每年产销x件.已知产销两种产品的有关信息如表:产品每件售价(万元) 每件成本(万元)每年其他费用(万元)每年最大产销量(件)甲 6 a 20 200乙20 10 40+0.05x280其中a为常数,且3≤a≤5.(1)若产销甲、乙两种产品的年利润分别为y1万元,y2万元,直接写出y1,y2与x的函数关系式.(2)分别求出产销两种产品的最大年利润.(3)为获得最大年利润,该公司应该选择产销哪种产品?请说明理由.答案(第1题)1.解:(1)以点O 为原点,AB 所在直线为x 轴,AB 的垂直平分线为y 轴建立如图的直角坐标系,则有M(0,5),B(2,0),C(1,0),D ⎝⎛⎭⎫32,0.设抛物线的表达式为y =ax 2+c ,由抛物线过点M 和点B ,可得a =-54,c =5.故抛物线的表达式为y =-54x 2+5.当x =1时,y =154;当x =32时,y =3516.故⎝⎛⎭⎫1,154,⎝⎛⎭⎫32,3516两点在抛物线上.当竖直摆放5个圆柱形桶时,桶高为0.3×5=1.5=32(m ).∵32<154且32<3516,∴网球不能落入桶内. (2)设竖直摆放m 个圆柱形桶时,网球可以落入桶内.由题意,得3516≤0.3m ≤154,解得7724≤m ≤1212.∵m 为整数,∴m 的值为8,9,10,11,12.∴当竖直摆放8个,9个,10个,11个或12个圆柱形桶时,网球可以落入桶内. 2.C3.解:(1)由已知得OA =OA 1=8 m ,OC =8 m ,AB =6 m .故C(0,8),B(-8,6).设抛物线BCB 1对应的函数表达式为y =ax 2+8,将B 点坐标代入,得a·(-8)2+8=6,解得a =-132,所以y=-132x 2+8(-8≤x ≤8).(2)能.若货车从隧道正中行驶,则其最右边到y 轴的距离为2 m .如图,设抛物线上横坐标为2的点为点D ,过点D 作DE ⊥AA 1于点E.当x =2时,y =-132×22+8=778,即D ⎝⎛⎭⎫2,778,所以DE =778m . 因为778>7,所以该货车能安全通过这个隧道.(第3题)4.0.55.解:(1)连接FH ,∵△EGH ≌△BCF , ∴BC =EG ,HG =FC ,∠G =∠BCF.∴CG =BE ,HG ∥FC ,∴四边形FCGH 是平行四边形.∴FH =P CG.∴∠DFH =∠DCG =90°.由题意可知,CF =BE =a.在Rt △DFH 中,DF =3a -a =2a ,FH =a , ∴DH =DF 2+FH 2=5a. (2)设BE =x ,△DHE 的面积为y.依题意,得y =S △CDE +S 梯形CDHG -S △EGH =12×3a ×(3a -x)+12(3a +x)x -12×3a ×x ,∴y =12x 2-32ax +92a 2,即y =12⎝⎛⎭⎫x -32a 2+278a 2.∴当x =32a ,即E 是BC 的中点时,y 取得最小值,即△DHE 的面积取得最小值,最小值是278a 2.6.解:(1)在y =12x -2中,令x =0,得y =-2;令y =0,得x =4,∴A(4,0),C(0,-2).设抛物线的表达式为y =ax 2+bx +c(a ≠0).∵点A(4,0),B(1,0),C(0,-2)在抛物线上,∴⎩⎪⎨⎪⎧16a +4b +c =0,a +b +c =0,c =-2.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-12,b =52,c =-2.∴抛物线的表达式为y =-12x 2+52x -2.(第6题)(2)设点D 的坐标为(x ,y),则y =-12x 2+52x -2(1<x <4).在Rt △AOC 中,OA =4,OC =2,由勾股定理得AC =2 5.如图所示,连接CD ,AD.过点D 作DF ⊥y 轴于点F ,过点A 作AG ⊥FD 交FD 的延长线于点G ,则FG =AO =4,FD =x ,DG =4-x ,OF =AG =y ,FC =y +2.∴S △ACD =S梯形AGFC -S △CDF -S △ADG =12(AG +FC)·FG -12FC·FD -12DG·AG =12(y +y +2)×4-12(y +2)·x -12(4-x)·y =2y -x +4.将y =-12x 2+52x -2代入,得S △ACD =2y -x +4=-x 2+4x =-(x -2)2+4,当x =2时,y =1,此时S △ACD 最大,且最大值为4.∴D(2,1).∵S △ACD =12AC·DE ,AC =2 5.∴当△ACD的面积最大时,高DE 最大,则DE 的最大值为412AC =412×25=455.∴当D 到直线AC 的距离DE最大时,点D 的坐标为(2,1),这个最大距离为455.7.解:(1)由已知可得AD =6-1-1-1-122=54(m ),则窗户的透光面积为54×1=54(m 2).(2)设AB =x m ,则AD =⎝⎛⎭⎫3-74x m , ∵3-74x >0,且x>0,∴0<x <127.设窗户的透光面积为S m 2,由已知得S =AB·AD =x ⎝⎛⎭⎫3-74x =-74x 2+3x =-74⎝⎛⎭⎫x -672+97, ∵x =67在0<x <127的范围内,∴当x =67时,S 最大值=97>1.05.∴与例题比较,改变窗户形状后,窗户透光面积的最大值变大. 8.解:(1)y 1=(6-a)x -20,(0<x ≤200) y 2=(20-10)x -40-0.05x 2 =-0.05x 2+10x -40.(0<x ≤80) (2)对于y 1=(6-a)x -20, ∵3≤a ≤5,∴6-a >0,∴x =200时,y 1最大值=(1 180-200a)万元. 对于y 2=-0.05(x -100)2+460, ∵0<x ≤80,∴x =80时,y 2最大值=440万元. (3)①1 180-200a =440,解得a =3.7; ②1 180-200a >440,解得a <3.7; ③1 180-200a <440,解得a >3.7. ∵3≤a ≤5,∴当a =3.7时,产销甲、乙两种产品的最大年利润相同,可任意产销其中一种;当3≤a<3.7时,产销甲产品的最大年利润比较高,应选择产销甲产品;当3.7<a≤5时,产销乙产品的最大年利润比较高,应选择产销乙产品.。
专题训练(五) 求二次函数解析式的四种常见类型

专题训练(五)求二次函数解析式的四种常见类型►类型一已知三点求解析式1.已知:如图5-ZT-1,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A,B,C三点,求此抛物线的解析式.图5-ZT-12.如图5-ZT-2①,已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(0,3),B(3,0),C(4,3).(1)求抛物线的解析式;(2)求抛物线的顶点坐标和对称轴;(3)把抛物线向上平移,使得顶点落在x轴上,直接写出两条抛物线、对称轴和y轴围成的图形的面积S(图②中阴影部分).图5-ZT-2►类型二已知顶点或对称轴求解析式3.已知二次函数y=x2+bx+c中,函数y与自变量x的部分对应值如下表:则该二次函数的解析式为____________________.4.在平面直角坐标系内,二次函数图象的顶点为A(1,-4),且过点B(3,0),求该二次函数的解析式.5.已知抛物线经过点A(1,0),B(0,3),且对称轴是直线x=2,求该抛物线的解析式.6.如图5-ZT-3,已知抛物线的顶点为A(1,4),与y轴交于点B(0,3),与x轴交于C,D两点,点P是x轴上的一个动点.(1)求此抛物线的解析式;(2)当PA+PB的值最小时,求点P的坐标.图5-ZT-3►类型三已知抛物线与x轴的交点求解析式7.抛物线与x轴交于点(-1,0)和(3,0),与y轴交于点(0,-3),则此抛物线的解析式为()A.y=x2+2x+3 B.y=x2-2x-3C.y=x2-2x+3 D.y=x2+2x-3图5-ZT-48.如图5-ZT-4,已知抛物线过A,B,C三点,点A的坐标为(-1,0),点B的坐标为(3,0),且3AB=4OC,则此抛物线的解析式为__________________.9.已知抛物线的顶点坐标为(1,9),它与x轴有两个交点(交点的横坐标均为整数),两交点间的距离为6,求此抛物线的解析式.►类型四根据图形平移求解析式10.2017·义乌矩形ABCD的两条对称轴为坐标轴,点A的坐标为(2,1),一张透明纸上画有一个点和一条抛物线,平移透明纸,使这个点与点A重合,此时抛物线的函数解析式为y=x2,再次平移这张透明纸,使这个点与点C重合,则此时抛物线的函数解析式变为() A.y=x2+8x+14 B.y=x2-8x+14C.y=x2+4x+3 D.y=x2-4x+311.2017·天津已知抛物线y=x2-4x+3与x轴相交于点A,B(点A在点B的左侧),顶点为M.平移该抛物线,使点M平移后的对应点M′落在x轴上,点B平移后的对应点B′落在y轴上,则平移后的抛物线的解析式为()A.y=x2+2x+1 B.y=x2+2x-1C.y=x2-2x+1 D.y=x2-2x-112.把抛物线y=x2先向左平移1个单位长度,再向下平移4个单位长度,得到如图5-ZT-5所示的二次函数的图象.(1)求此二次函数的解析式;(2)在平移后的抛物线上存在一点M,使△ABM的面积为20,请直接写出点M的坐标.图5-ZT-5 13.2018·苏州如图5-ZT-6,已知抛物线y=x2-4与x轴交于点A,B(点A位于点B的左侧),C为顶点.直线y=x+m经过点A,与y轴交于点D.(1)求线段AD的长;(2)平移该抛物线得到一条新抛物线,设新抛物线的顶点为C′.若新抛物线经过点D,并且新抛物线的顶点和原抛物线的顶点的连线CC′平行于直线AD,求新抛物线对应的函数解析式.图5-ZT-6详解详析1.解:把(-1,0),(0,-3),(4,5)代入y =ax 2+bx +c ,得⎩⎪⎨⎪⎧a -b +c =0,c =-3,16a +4b +c =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-2,c =-3.所以此抛物线的解析式为y =x 2-2x -3.2.解:(1)把(0,3),(3,0),(4,3)代入y =ax 2+bx +c ,得 ⎩⎪⎨⎪⎧c =3,9a +3b +c =0,16a +4b +c =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-4,c =3. 所以抛物线的解析式为y =x 2-4x +3. (2)因为y =x 2-4x +3=(x -2)2-1,所以抛物线的顶点坐标为(2,-1),对称轴是直线x =2. (3)阴影部分的面积为2. 3.[答案] y =x 2-4x +5[解析] 从表格中的数据可以看出,当x =1和x =3时,函数值y =2,可见,抛物线的顶点坐标为(2,1),故可设二次函数解析式为y =a (x -2)2+1,再由二次函数图象过点(1,2),得2=a (1-2)2+1,解得a =1,故二次函数的解析式为y =(x -2)2+1,即y =x 2-4x +5.4.解:∵二次函数图象的顶点为A (1,-4),∴设该二次函数的解析式为y =a (x -1)2-4.将(3,0)代入解析式,得a =1, 故y =(x -1)2-4,即该二次函数的解析式为y =x 2-2x -3. 5.解:∵抛物线的对称轴是直线x =2且经过点A (1,0), ∴由抛物线的对称性可知,抛物线还经过点(3,0). 设抛物线的解析式为y =a (x -1)(x -3).把(0,3)代入解析式,得3=3a ,∴a =1,∴y =(x -1)(x -3), 即该抛物线的解析式为y =x 2-4x +3. 6.解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(1,4), ∴设此抛物线的解析式为y =a (x -1)2+4. ∵抛物线过点B (0,3),∴3=a (0-1)2+4,解得a =-1,∴y =-(x -1)2+4,即此抛物线的解析式为y =-x 2+2x +3.(2)作点B 关于x 轴的对称点E (0,-3),连接AE 交x 轴于点P ,此时P A +PB 的值最小.设直线AE 的解析式为y =kx +b ,则⎩⎪⎨⎪⎧k +b =4,b =-3,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =7,b =-3, ∴直线AE 的解析式为y =7x -3.当y =0时,x =37,∴当P A +PB 的值最小时,点P 的坐标为(37,0).7.B [解析] 由抛物线与x 轴交于点(-1,0)和(3,0),设此抛物线的解析式为y =a (x +1)(x -3).又因为抛物线与y 轴交于点(0,-3),把x =0,y =-3代入y =a (x +1)(x -3),得-3=a (0+1)(0-3),即-3a =-3,解得a =1,故此抛物线的解析式为y =(x +1)(x -3)=x 2-2x -3.故选B.8.[答案] y =-x 2+2x +39.解:由抛物线的对称性可知抛物线与x 轴的两个交点分别为(-2,0)和(4,0), 所以设其解析式为y =a (x +2)(x -4). 将(1,9)代入解析式,得9=a (1+2)(1-4), 解得a =-1,所以y =-(x +2)(x -4),即此抛物线的解析式为y=-x2+2x+8.10.A[解析] 因为矩形ABCD的两条对称轴为坐标轴,所以矩形ABCD关于坐标原点对称.因为A,C是矩形对角线上的两个点,所以点A,C关于原点对称,所以点C的坐标为(-2,-1),所以抛物线向左平移了4个单位长度,向下平移了2个单位长度,所以平移后抛物线的函数解析式为y=(x+4)2-2=x2+8x+14.故选A.11.A[解析] 令y=0可得x2-4x+3=0,解得x1=1,x2=3,可得A(1,0),B(3,0),根据抛物线顶点坐标公式可得M(2,-1),由点M平移后的对应点M′落在x轴上,点B平移后的对应点B′落在y轴上,可知抛物线向左平移了3个单位长度,向上平移了1个单位长度,根据抛物线平移规律,可知平移后的抛物线的解析式为y=(x+1)2=x2+2x+1,故选A.12.解:(1)此二次函数的解析式为y=(x+1)2-4,即y=x2+2x-3.(2)∵当y=0时,x2+2x-3=0,解得x1=-3,x2=1,∴A(1,0),B(-3,0),∴AB=4.设点M的坐标为(m,n).∵△ABM的面积为20,∴12AB·|n|=20,解得n=±10.当n=10时,m2+2m-3=10,解得m=-1+14或m=-1-14,∴点M的坐标为(-1+14,10)或(-1-14,10);当n=-10时,m2+2m-3=-10,此方程无解.故点M的坐标为(-1+14,10)或(-1-14,10).13.解:(1)由x2-4=0解得x1=2,x2=-2.∵点A位于点B的左侧,∴A(-2,0).∵直线y=x+m经过点A,∴-2+m=0,m=2.∴D(0,2).∴AD=OA2+OD2=2 2.(2)∵直线CC′平行于直线AD,并且经过点C(0,-4),∴直线CC′的函数解析式为y=x-4.∵新抛物线的顶点C′在直线y=x-4上,∴设顶点C′的坐标为(n,n-4),∴新抛物线对应的函数解析式为y=(x-n)2+n-4.∵新抛物线经过点D(0,2),∴n2+n-4=2.解得n1=-3,n2=2.∴新抛物线对应的函数解析式为y=(x+3)2-7或y=(x-2)2-2,即y=x2+6x+2或y=x2-4x+2.。
二次函数的实际应用六大压轴题型归纳总结(含答案)

二次函数的实际应用六大压轴题型归纳总结【题型1 利用二次函数解决几何图形问题】【例1】(2020春•萧山区月考)如图窗户边框的上部分是由4个全等扇形组成的半圆,下部分是矩形,现在制作一个窗户边框的材料总长度为6米.(π取3)(1)若设扇形半径为x,请用含x的代数式表示出AB.并求出x的取值范围.(2)当x为何值时,窗户透光面积最大,最大面积为多少?(窗框厚度不予考虑)【解题思路】(1)根据2AB+7半径+弧长=6列出代数式即可;(2)设面积为S,列出关于x的二次函数求得最大值即可.【解答过程】解:(1)根据题意得:2AB+7x+πx=2AB+10x=6,整理得:AB=3﹣5x;根据3﹣5x>0,所以x的取值范围是:0<x<3 5;(2)设面积为S,则S=2x(3﹣5x)+32x2=−172x2+6x=−172(x−617)2+1817,当x=617时,S最大=1817.【变式1-1】(2020•安徽模拟)如图,某住宅小区有一块矩形场地ABCD,AB=16m,BC=12m,开发商准备对这块地进行绿化,分别设计了①②③④⑤五块地,其中①③两块形状大小相同的正方形地用来种花,②④两块形状大小相同的矩形地用来种植草坪,⑤为矩形地用来养殖观赏鱼.(1)设矩形观赏鱼用地LJHF的面积为ym2,AG长为xm,求y与x之间的函数关系式;(2)求矩形观赏鱼用地LJHF面积的最大值.【解题思路】(1)根据矩形的性质得到CD=AB=16,AD=BC=12,根据正方形AEFG和正方形JKCI 形状大小相同,矩形GHID和矩形EBKL形状大小相同,得到DG=12﹣x,FL=x﹣(12﹣x)=2x﹣12,BE=16﹣x,LI=(16﹣x)﹣x=16﹣2x,根据矩形的面积公式即可得到结论;(2)根据二次函数的性质即可得到结论.【解答过程】解:(1)在矩形ABCD中,CD=AB=16,AD=BC=12,∵正方形AEFG和正方形JKCI形状大小相同,矩形GHID和矩形EBKL形状形状大小相同,AG=x,∴DG=12﹣x,FL=x﹣(12﹣x)=2x﹣12,BE=16﹣x,LI=(16﹣x)﹣x=16﹣2x,∵S矩形LJHF=FL•LJ,∴y=(2x﹣12)(16﹣2x)=﹣4x2+56x﹣192;(2)由(1)得,y=﹣4x2+56x﹣192=﹣4(x﹣7)2+4,∵FL=2x﹣12>0,LJ=16﹣2x>0,∴6<x<8,∵a=﹣4<0,∴当x=7时,y的最大值=4;故矩形观赏鱼用地LJHF面积的最大值为4m2.【变式1-2】(2020•富顺县三模)在美化校园的活动中,某兴趣小组想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用28m长的篱笆围成一个矩形花园ABCD(篱笆只围AB,BC两边),设AB=xm,花园的面积为Sm2.(1)若花园的面积为192m2,求x的值;(2)写出花园面积S与x的函数关系式.x为何值时,花园面积S有最大值?最大值为多少?(3)若在P处有一棵树与墙CD,AD的距离分别是a(14≤a≤22)和6m,要将这棵树围在花园内(含边界,不考虑树的粗细),设花园面积S的最大值为y,直接写出y与a的关系式.【解题思路】(1)根据题意得出长×宽=192,进而得出答案;(2)由题意可得出:S=x(28﹣x)=﹣x2+28x=﹣(x﹣14)2+196,再利用二次函数增减性求得最值;(3)根据题意确定x的取值范围,利用二次函数增减性计算即可.【解答过程】解:(1)依题意得S=x(28﹣x),当S=192时,有S=x(28﹣x)=192,即x2﹣28x+192=0,解得:x1=12,x2=16,答:花园的面积为192m2,x的值为12m或16m;(2)由题意可得出:S=x(28﹣x)=﹣x2+28x=﹣(x﹣14)2+196,答:x为14m时,花园面积S有最大值,最大值为196m2;(3)依题意得:{28−x≥ax≥6,解得:6≤x≤28﹣a,S=x(28﹣x)=﹣x2+28x=﹣(x﹣14)2+196,∵a=﹣1<0,当x≤14,y随x的增大而增大,又6≤x≤28﹣a,∴当x=28﹣a时,函数有最大值,是y=﹣(28﹣a﹣14)2+196=﹣(14﹣a)2+196.【变式1-3】(2020•温州模拟)某植物园有一块足够大的空地,其中有一堵长为a米的墙,现准备用20米的篱笆围两间矩形花圃,中间用篱笆隔开.小俊设计了如图甲和乙的两种方案: 方案甲中AD 的长不超过墙长;方案乙中AD 的长大于墙长. (1)若a =6.①按图甲的方案,要围成面积为25平方米的花圃,则AD 的长是多少米? ②按图乙的方案,能围成的矩形花圃的最大面积是多少?(2)若0<a <6.5,哪种方案能围成面积最大的矩形花圃?请说明理由.【解题思路】(1)①设AB 的长是x 米,根据矩形的面积公式列出方程; ②列出面积关于x 的函数关系式,再根据函数的性质解答;(2)设AB =x ,能围成的矩形花圃的面积为S ,根据题意列出S 关于x 的函数关系,再通过求最值方法解答.【解答过程】解:(1)①设AB 的长是x 米,则AD =20﹣3x , 根据题意得,x (20﹣3x )=25, 解得:x 1=5,x 2=53, 当x =53时,AD =15>6, ∴x =5, ∴AD =5,答:AD 的长是5米;②设BC 的长是x 米,矩形花圃的最大面积是y 平方米,则AB =13[20﹣x ﹣(x ﹣6)]=263−23x , 根据题意得,y =x (263−23x )=−23x 2+263x =−23(x −132)2+1696(x >6), ∴当x =132时,y 有最大值为1696.答:按图乙的方案,能围成的矩形花圃的最大面积是1696平方米;(2)设BC =x ,能围成的矩形花圃的面积为S ,按图甲的方案,S =x ×20−x 3=−13x 2+203x =−13(x −10)2+1003, ∴在x =a <10时,S 的值随x 的增大而增大,∴当x =a 的最大值n 时,S 的值最大,为S =−13(n −10)2+1003;按图乙方案,S =13[20﹣x ﹣(x ﹣a )]x =−23(x −a+204)2+(a+20)224,∴当x =a+204时,S 的值最大为S =(a+20)224,此时a 取最大值n 时,S 的值最大为S =(n+20)224; ∵(n+20)224−[−13(n ﹣10)2+1003]=9n 2−120n+40024>0, ∴(n+20)224>−13(n −10)2+1003,故第二种方案能围成面积最大的矩形花圃.【题型2 利用二次函数解决销售利润问题】【例2】2020年1月,全国爆发新型冠状病毒肺炎,2月某工厂购进某防护材料若干千克,成本为每千克30元,物价部门规定其销售单价不低于成本价但不高于成本价2倍,经试销,销售量y (千克)与销售单价x (元)的关系如图所示.(1)求y 与x 的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围;(2)若在销售过程中每天还要支付其他费用450元,当销售单价为多少元时,当天该工厂日利润最大,最大日利润为多少元?【解题思路】(1)直接利用待定系数法求出一次函数关系式;(2)利用销量×每件利润=总利润,进而结合二次函数增减性得出答案. 【解答过程】解:(1)设y 与x 的函数关系式为:y =kx +b (k ≠0),根据图象可得方程组{30k +b =14050k +b =100,解得:{k =−2b =200,∴y 与x 的函数关系式为:y =﹣2x +200,x 的取值范围是:30≤x ≤60; (2)设日利润为w ,则可以列出函数关系式为: w =(﹣2x +200)(x ﹣30)﹣450 =﹣2x 2+260x ﹣6450, 当x =−b2a=65, 又∵30≤x ≤60,∴当x =60时,w 取得最大值,w =1950,答:当销售单价为60元时,当天该工厂日利润最大,最大日利润为1950元.【变式2-1】某公司推出一款产品,经市场调查发现,该产品的日销售量y (个)与销售单价x (元)之间满足一次函数关系关于销售单价,日销售量,日销售利润的几组对应值如表: 销售单价x (元) 85 95 105 115 日销售量y (个) 175 125 75 m 日销售利润w (元)87518751875875(注:日销售利润=日销售量×(销售单价﹣成本单价))(1)求y 关于x 的函数解析式(不要求写出x 的取值范围)及m 的值; (2)根据以上信息,填空:该产品的成本单价是 元,当销售单价x = 元时,日销售利润w 最大,最大值是 元; (3)公司计划开展科技创新,以降低该产品的成本,预计在今后的销售中,日销售量与销售单价仍存在(1)中的关系.若想实现销售单价为90元时,日销售利润不低于3750元的销售目标,该产品的成本单价应不超过多少元?【解题思路】(1)根据题意和表格中的数据可以求得y 关于x 的函数解析式; (2)根据题意可以列出相应的方程,从而可以求得生产成本和w 的最大值; (3)根据题意可以列出相应的不等式,从而可以取得科技创新后的成本. 【解答过程】解;(1)设y 关于x 的函数解析式为y =kx +b , {85k +b =17595k +b =125,得{k =−5b =600,即y关于x的函数解析式是y=﹣5x+600,当x=115时,y=﹣5×115+600=25,即m的值是25;(2)设成本为a元/个,当x=85时,875=175×(85﹣a),得a=80,w=(﹣5x+600)(x﹣80)=﹣5x2+1000x﹣48000=﹣5(x﹣100)2+2000,∴当x=100时,w取得最大值,此时w=2000,故答案为:80,100,2000;(3)设科技创新后成本为b元,当x=90时,(﹣5×90+600)(90﹣b)≥3750,解得,b≤65,答:该产品的成本单价应不超过65元.【变式2-2】(2020•安徽二模)某市在党中央实施“精准扶贫”政策的号召下,大力开展科技扶贫工作,帮助农民组建农副产品销售公司,某农副产品的年产量不超过100万件,该产品的生产费用y(万元)与年产量x(万件)之间的函数图象是顶点为原点的抛物线的一部分(如图①所示);该产品的销售单价z(元/件)与年销售量x(万件)之间的函数图象是如图②所示的一条线段,生产出的产品都能在当年销售完,达到产销平衡,所获毛利润为w万元.(毛利润=销售额﹣生产费用)(1)请直接写出y与x以及z与x之间的函数关系式;(2)求w与x之间的函数关系式;并求年产量多少万件时,所获毛利润最大?最大毛利润是多少?(3)由于受资金的影响,今年投入生产的费用不会超过360万元,今年最多可获得多少万元的毛利润?【解题思路】(1)利用待定系数法可求出y与x以及z与x之间的函数关系式;(2)根据(1)的表达式及毛利润=销售额﹣生产费用,可得出w与x之间的函数关系式,再利用配方法求函数最值即可;(3)首先求出x的取值范围,再利用二次函数增减性得出答案即可.【解答过程】解:(1)图①可得函数经过点(100,1000),设抛物线的解析式为y=ax2(a≠0),将点(100,1000)代入得:1000=10000a,解得:a=1 10,故y与x之间的关系式为y=110x2.图②可得:函数经过点(0,30)、(100,20),设z=kx+b,则{100k+b=20 b=30,解得:{k=−110 b=30,故z与x之间的关系式为z=−110x+30;(2)W=zx﹣y=−110x2+30x−110x2=−15x2+30x=−15(x2﹣150x)=−15(x﹣75)2+1125,∵−15<0,∴当x=75时,W有最大值1125,∴年产量为75万件时毛利润最大,最大毛利润为1125万元;(3)令y=360,得110x2=360,解得:x=±60(负值舍去),由图象可知,当0<y≤360时,0<x≤60,由W=−15(x﹣75)2+1125的性质可知,当0<x≤60时,W随x的增大而增大,故当x=60时,W有最大值1080,答:今年最多可获得毛利润1080万元.【变式2-3】(2020•邢台二模)一家经营打印耗材的门店经销各种打印耗材,其中某一品牌硒鼓的进价为a 元/个,售价为x元/个(a≤x≤48).下面是门店在销售一段时间后销售情况的反馈:①若每个硒鼓按定价30元的8折出售,可获20%的利润;②如果硒鼓按30元/个的价格出售,每月可售出500个,在此基础上,售价每增加5元,月销售量就减少50个.(1)求a的值,并写出该品牌硒鼓每月的销售量y(个)与售价x(元/个)之间的函数关系式,并注明自变量x的取值范围;(2)求该耗材店销售这种硒鼓每月获得的利润W(元)与售价x(元/个)之间的函数关系式,并求每月获得的最大利润;(3)在新冠肺炎流行期间,这种硒鼓的进价降低为n元/个,售价为x元/个(n≤x≤48).耗材店在2月份仍然按照销售量与售价关系不变的方式销售,并决定将当月销售这种硒鼓获得的利润全部捐赠给火神山医院,支援武汉抗击新冠肺炎.若要使这个月销售这种硒鼓获得的利润G(元)随售价x(元/个)的增大而增大,请直接写出n的取值范围.【解题思路】(1)根据实际售价﹣进价=进价×利润率建立关于a的方程,解之可得a的值;用原销售量﹣因价格上涨而减少的销售量可得答案.(2)根据“总利润=每个硒鼓利润×销售量”列出关于x的函数,配方成顶点式,再利用二次函数的性质求解可得;(3)根据以上相等关系,并结合新进价列出关于x的二次函数,找到其对称轴,利用二次函数的增减性求解可得.【解答过程】解:(1)30×0.8﹣a=20%a,解得a=20.y=500﹣10(x﹣30),即y=﹣10x+800(20≤x≤48).(2)根据题意,得W=(x﹣20)(﹣10x+800)=﹣10(x﹣50)2+9000.∵﹣10<0,销售单价不能超过48元/个,即当20≤x≤48时,W随x的增大而增大,∴当x=48时,W有最大值,最大值为8960.答:当售价为48元/个时,每月获得的利润最大,最大利润为8960元.(3)根据题意,得G=(x﹣n)(﹣10x+800)=﹣10x2+(800+10n)x﹣800n,对称轴x=80+n 2.∵a=﹣10<0,∵当n ≤x ≤48时,该商品利润G 随x 的增大而增大, ∴80+n 2≥48,解得n ≥16. ∵进价是降低的,∴n 的取值范围是16≤n <20.【题型3 利用二次函数解决抛物线形轨迹问题】【例3】(2020秋•渑池县期末)如图,小明在一次高尔夫球争霸赛中,从山坡下O 点打出一球向球洞A 点飞去,球的路线为抛物线,如果不考虑空气阻力,当球移动的水平距离为9米时,球达到最大高度12米.已知山坡OA 与水平方向OC 的夹角为30o ,O 、A 两点相距8√3米. (1)求出球的飞行路线所在抛物线的解析式;(2)判断小明这一杆能否把高尔夫球从O 点直接打入球洞A 点,并说明理由.【解题思路】(1)分析题意可知,抛物线的顶点坐标为(9,12),经过原点(0,0),设顶点式可求抛物线的解析式;(2)OA 与水平方向OC 的夹角为30°,OA =8√3米,解直角三角形可求点A 的坐标,把点A 的横坐标x =12代入抛物线解析式,看函数值与点A 的纵坐标是否相符. 【解答过程】解:(1)∵顶点B 的坐标是(9,12), ∴设抛物线的解析式为y =a (x ﹣9)2+12, ∵点O 的坐标是(0,0)∴把点O 的坐标代入得:0=a (0﹣9)2+12, 解得a =−427,∴抛物线的解析式为y =−427(x ﹣9)2+12 即y =−427x 2+83x ;(2)在Rt△AOC中,∵∠AOC=30°,OA=8√3,∴AC=OA•sin30°=8√3×12=4√3,OC=OA•cos30°=8√3×√32=12.∴点A的坐标为(12,4√3),∵当x=12时,y=323≠4√3,∴小明这一杆不能把高尔夫球从O点直接打入球洞A点.【变式3-1】如图,运动员甲在距篮下4m处跳起投篮,球运行的路线是抛物线,当球运行的水平距离为2.5m 时,达到最大高度3.5米,然后准确落入篮圈.已知篮圈中心到地面的距离为3.05米.(1)建立如图所示的直角坐标系,求抛物线的解析式.(2)该运动员身高1.8米,在这次跳投中,球在头顶上方0.25米处出手,问:球出手时,他跳离地面的高度是多少?(3)运动员乙跳离地面时,最高能摸到3.3m,问:在(2)的条件下,运动员乙在运动员甲与篮板之间的什么范围内能在空中截住球?【解题思路】(1)设抛物线的表达式为y=ax2+3.5,依题意可知图象经过的坐标,由此可得a的值.(2)设球出手时,他跳离地面的高度为hm,则可得h+2.05=﹣0.2×(﹣2.5)2+3.5.(3)当y=3.3m,进而代入函数解析式,求出x的值,即可得出答案.【解答过程】解:(1)∵当球运行的水平距离为2.5米时,达到最大高度3.5米,∴抛物线的顶点坐标为(0,3.5),∴设抛物线的表达式为y=ax2+3.5.由图知图象过以下点:(1.5,3.05).∴2.25a+3.5=3.05,解得:a=﹣0.2,∴抛物线的表达式为y=﹣0.2x2+3.5.(2)设球出手时,他跳离地面的高度为hm,因为(1)中求得y=﹣0.2x2+3.5,则球出手时,球的高度为h+1.8+0.25=(h+2.05)m,∴h+2.05=﹣0.2×(﹣2.5)2+3.5,∴h=0.2(m).答:球出手时,他跳离地面的高度为0.2m.(3)由题意可得出:y=3.3,则3.3=﹣0.2x2+3.5解得:x1=1,x2=﹣1,∴2.5﹣1=1.5(m),1.5﹣1=0.5(m)∴乙在距离甲1.5米以内或离篮板0.5米以内能在空中截住球.【变式3-2】(2021•嘉善县一模)已知,足球球门高2.44米,宽7.32米(如图1)在射门训练中,一球员接传球后射门,击球点A距离地面0.4米,即AB=0.4米,球的运动路线是抛物线的一部分,当球的水平移动距离BC为6米时,球恰好到达最高点D,即CD=4.4米.以直线BC为x轴,以直线AB为y轴建立平面直角坐标系(如图2).(1)求该抛物线的表达式;(2)若足球恰好击中球门横梁,求该足球运动的水平距离;(3)若要使球直接落在球门内,则该球员应后退m米后接球射门,击球点为A'(如图3),请直接写出m的取值范围.【解题思路】(1)根据条件可以得到抛物线的顶点坐标是(6,4.4),利用待定系数法即可求得函数的解析式;(2)求出当y=2.44时,x的值,取正;(3)先求出y=0时,x的值,取正,减去恰好击中球门横梁时,足球的水平距离.【解答过程】解:(1)抛物线的顶点坐标是(6,4.4),设抛物线的解析式是:y=a(x﹣6)2+4.4,把(0,0.4)代入得36a+4.4=0.4,解得a=−1 9,则抛物线是y=−19(x﹣6)2+4.4;(2)∵球门高为2.44米,即y=2.44,则有2.44=−19(x﹣6)2+4.4,解得:x1=10.2,x2=1.8,从题干图2中,发现球门在CD右边,∴x=10.2,即足球运动的水平距离是10.2米;(3)不后退时,刚好击中横梁,∴往后退,则球可以进入球门,而当球落地时,球刚好在门口,是一个临界值,当y=0时,有0=−19(x﹣6)2+4.4,解得:x1=6+35√110,x2=6−35√110,取正值,x=6+35√110,∴后退的距离需小于6+35√110−10.2=(35√110−4.2)米故0<m<35√110−4.2.【变式3-3】(2020•绍兴)如图1,排球场长为18m,宽为9m,网高为2.24m,队员站在底线O点处发球,球从点O的正上方1.9m的C点发出,运动路线是抛物线的一部分,当球运动到最高点A时,高度为2.88m,即BA=2.88m,这时水平距离OB=7m,以直线OB为x轴,直线OC为y轴,建立平面直角坐标系,如图2.(1)若球向正前方运动(即x轴垂直于底线),求球运动的高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数关系式(不必写出x取值范围).并判断这次发球能否过网?是否出界?说明理由.(2)若球过网后的落点是对方场地①号位内的点P(如图1,点P距底线1m,边线0.5m),问发球点O在底线上的哪个位置?(参考数据:√2取1.4)【解题思路】(1)求出抛物线表达式;再确定x=9和x=18时,对应函数的值即可求解;(2)当y=0时,y=−150(x﹣7)2+2.88=0,解得:x=19或﹣5(舍去﹣5),求出PQ=6√2=8.4,即可求解.【解答过程】解:(1)设抛物线的表达式为:y=a(x﹣7)2+2.88,将x=0,y=1.9代入上式并解得:a=−1 50,故抛物线的表达式为:y=−150(x﹣7)2+2.88;当x=9时,y=−150(x﹣7)2+2.88=2.8>2.24,当x=18时,y=−150(x﹣7)2+2.88=0.46>0,故这次发球过网,但是出界了;(2)如图,分别过点O,P作边线的平行线交于点Q,在Rt△OPQ中,OQ=18﹣1=17,当y=0时,−150(x﹣7)2+2.88=0,解得:x=19或﹣5(舍去﹣5),∴OP=19,而OQ=17,故PQ=6√2=8.4,∵9﹣8.4﹣0.5=0.1,∴发球点O在底线上且距右边线0.1米处.【题型4 利用二次函数解决车过隧道问题】【例4】(2020秋•海淀区校级月考)小宇遇到了这样一个问题:如图是一个单向隧道的断面,隧道顶MCN是一条抛物线的一部分,经测量,隧道顶的跨度MN为4m,最高处到地面的距离CO为4m,两侧墙高AM和BN均为3m,今有宽2.4m的卡车在隧道中间行驶,如果卡车载物后的最高点E到隧道顶面对应的点D的距离应不小于0.6m,那么卡车载物后的限高应是多少米?(精确到0.1m)为解决这个问题,小宇以AB中点O为原点,建立了如图所示的平面直角坐标系,根据上述信息,设抛物线的表达式为y=ax2+c.(1)写出M、C、N、F四个点的坐标;(2)求出抛物的表达式;(3)利用求出的表达式,帮助小宇解决这个问题.【解题思路】(1)根据题中信息直接写出M、C、N、F四个点的坐标即可;(2)将点M、C点的坐标代入抛物线的表达式为y=ax2+c,利用待定系数法求解即;(3)在y=−14x2+4中,令x=1.2,求得相应的y值,从而可得点D的坐标,结合卡车载物后的最高点E到隧道顶面对应的点D的距离应不小于0.6m,可得卡车载物最高点距地面的距离,然后精确到0.1m,即可得出答案.【解答过程】解:(1)由题意得:M(﹣2,3)、C(0,4)、N(2,3)、F(1.2,0);(2)将M(﹣2,3)、C(0,4)代入y=ax2+c,得:{4a+c=3c=4,解得:{a=−14 c=4,∴抛物的表达式为y =−14x 2+4;(3)在y =−14x 2+4中,令x =1.2,得:y =−14×1.22+4=3.64,∴点D 的坐标为(1.2,3.64),即点D 与地面的距离为3.64m ,∵卡车载物后的最高点E 到隧道顶面对应的点D 的距离应不小于0.6m ,∴点E 离地面的距离不超过3.04m ,∴卡车载物后的限高应是3.0m .【变式4-1】(2021•海城市模拟)如图,隧道的横截面由抛物线形和矩形OABC 构成.矩形一边OA 的长是12m ,另一边OC 的长是1m .抛物线上的最高点D 到地面OA 的距离为7m .以OA 所在直线为x 轴,以OC 所在直线为y 轴,建立平面直角坐标系.(1)求该抛物线所对应的函数表达式.(2)在抛物线形拱壁上需要安装两排灯,使它们离地面的高度相等,如果灯离地面的高度为5m ,求两排灯之间的水平距离.(3)隧道内车辆双向通行,规定车辆必须在中心线两侧行驶,并保持车辆顶部与隧道有不少于13m 的空隙.现有一辆货运汽车,在隧道内距离道路边缘2m 处行驶,求这辆货运汽车载物后的最大高度.【解题思路】(1)设抛物线所对应的函数表达式为y =a (x ﹣6)2+7,将点C (0,1)代入所设解析式求出a 的值即可得出函数解析式;(2)将y =5代入解析式求出x 的值,将所求x 的值相减可得答案;(3)求出x =2时y 的值,再减去13可得答案. 【解答过程】解:(1)由题意设抛物线所对应的函数表达式为y =a (x ﹣6)2+7,将点C (0,1)代入上式,36a +7=1,解得a =−16,∴该抛物线所对应的函数表达式为y =−16(x −6)2+7.(2)把y=5代入y=−16(x−6)2+7中,−16(x−6)2+7=5,解得x1=6+2√3,x2=6−2√3,6+2√3−(6−2√3)=4√3,所以两排灯之间的水平距离为4√3m;(3)把x=2代入y=−16(x−6)2+7中,y=−16(2−6)2+7=133,13 3−13=4,所以这辆货运汽车载物后的最大高度为4m.【变式4-2】(2020•武汉模拟)某坦克部队需要经过一个拱桥(如图所示),拱桥的轮廓是抛物线形,拱高OC=6m,跨度AB=20m,有5根支柱:AG、MN、CD、EF、BH,相邻两支柱的距离均为5m.(1)以AB的中点为原点,AB所在直线为x轴,支柱CD所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,求抛物线的解析式;(2)若支柱每米造价为2万元,求5根支柱的总造价;(3)拱桥下面是双向行车道(正中间是一条宽2m的隔离带),其中的一条行车道是坦克的行进方向,现每辆坦克长4m,宽2m,高3m,行驶速度为24km/h,坦克允许并排行驶,坦克前后左右距离忽略不计,试问120辆该型号坦克从刚开始进入到全部通过这座长1000m的拱桥隧道所需最短时间为多少分钟?【解题思路】(1)根据题目可知A,B,C的坐标,设出抛物线的解析式代入可求解.(2)把x=5代入可求出支柱的长度,然后算出总造价即可.(3)先求出坦克方队的长,然后算出速度,从而求得通过隧道的时间即可.【解答过程】【解】(1)设y=ax2+c,把C(0,6)、B(10,0)代入,得a=−350,c=6.∴y=−350x2+6.(2)当x=5时,y=−350×52+6=92,∴EF=10−92=112,CD=10﹣6=4,支柱的总造价为2(2×112+2×10+4)=70(万元). (3)∵坦克的高为3米,令y =3时,−350x 2+6=3,解得:x =±5√2,∵7<5√2<8,坦克宽为2米,∴可以并排3辆坦克行驶,此时坦克方阵的长为120÷3×4=160(米),坦克的行驶速度为24km /h =400米/分,∴通过隧道的最短时间为1000+160400=2.9(分).【变式4-3】(2020秋•海州区校级期末)施工队要修建一个横断面为抛物线的公路隧道,其高度为8米,宽度OM 为16米.现以O 点为原点,OM 所在直线为x 轴建立直角坐标系(如图1所示).(1)求出这条抛物线的函数解析式,并写出自变量x 的取值范围;(2)隧道下的公路是双向行车道(正中间是一条宽1米的隔离带),其中的一条行车道能否行驶宽3.5米、高5.8米的特种车辆?请通过计算说明;(3)施工队计划在隧道门口搭建一个矩形“脚手架”CDAB ,使A .D 点在抛物线上.B 、C 点在地面OM 线上(如图2所示).为了筹备材料,需求出“脚手架”三根木杆AB 、AD 、DC 的长度之和的最大值是多少,请你帮施工队计算一下.【解题思路】(1)抛物线的顶点坐标为(8,8),则其表达式为:y =a (x ﹣8)2+8,将点O (0,0)代入上式,即可求解;(2)双向行车道,正中间是一条宽1米的隔离带,则每个车道宽为7.5米,车沿着隔离带边沿行驶时,车最左侧边沿的x =7.5﹣3.5=4,即可求解;(3)点A 、D 关于函数对称轴对称,则设AD =2m ,则AB =y =−18(x ﹣8)2+8=8−18m 2,w =AB +AD +DC =2m +2AB =−14m 2+2m +16,即可求解.【解答过程】解:(1)抛物线的顶点坐标为(8,8),则其表达式为:y =a (x ﹣8)2+8,将点O (0,0)代入上式得:0=64a +8,解得:a =−18,故函数的表达式为:y =−18(x ﹣8)2+8,即y =−18x 2+2x (0≤x ≤16);(2)双向行车道,正中间是一条宽1米的隔离带,则每个车道宽为7.5米,车沿着隔离带边沿行驶时,车最左侧边沿的x =7.5﹣3.5=4,当x =4时,y =6,即允许的最大高度为6米,5.8<6,故该车辆能通行;(3)设点B (m ,0),则点A (m ,−18m 2+2m ),由抛物线的表达式知,其对称轴为x =8,则BC =2(8﹣m )=16﹣2m =AD ,则AB =−18m 2+2m ,则设:w =AB +AD +DC =2m +2AB =−14m 2+2m +16,∵−14<0,故w 有最大值,当m =4时,w 的最大值为20,故AB 、AD 、DC 的长度之和的最大值是20.【题型5 利用二次函数解决拱桥形问题】【例5】(2020秋•渝水区校级月考)某河上有抛物线形拱桥,当水面离拱顶5m 时,水面宽8m .一木船宽4m ,高2m ,载货后,木船露出水面的部分为34m .以拱顶O 为坐标原点建立如图所示的平面直角坐标系,A 、B 为抛物线与水面的交点.(1)B 点的坐标为 ;(2)求抛物线解析式;(3)当水面离拱顶1.8米时,木船能否通过拱桥?【解题思路】(1)当水面距拱顶5m 时,水面宽8m ,则B (4,﹣5);(2)设抛物线的解析式为y =ax 2,将点B 的坐标代入上式即可求解;(3)将x =2代入上式,得y =−516x 2=−54,则54+34=2,而1.8<2,即可求解.【解答过程】解:(1)当水面距拱顶5m 时,水面宽8m ,则点B (4,﹣5),故答案为(4,﹣5);(2)设抛物线的解析式为y =ax 2,将点B 的坐标代入上式得﹣5=a ×42,解得a =−516,∴该抛物线的解析式为y =−516x 2; (3)将x =2代入上式,得y =−516x 2=−54, ∵54+34=2,而1.8<2,当水面离拱顶1.8米时,木船不能通过拱桥.【变式5-1】(2020秋•泗阳县期末)河上有一座抛物线形的石拱桥,水面宽6m 时,水面离桥拱顶部3m .(1)如图建立平面直角坐标系,试求抛物线的解析式;(2)一艘装满货物的小船,露出水面部分的高为0.5m ,宽为4m .现因暴雨河水水位上升了1m ,这艘小船能从这座石拱桥下通过吗?请说明理由.【解题思路】(1)根据题意可以知道A 、B 的坐标,在利用点C 得坐标从而求出抛物线的解析式.(2)代入x =2求出y 的值,用其减去1求出可通过船的做最高高度,与0.5比较大小从而得出答案.【解答过程】解:(1)设抛物线的解析式为y =a (x ﹣x 1)(x ﹣x 2).A (﹣3,0),B (3,0),C (0,3).y =a (x +3)(x ﹣3).在将点C (0,3)带入y =a (x +3)(x ﹣3)中的得a =−13,所以抛物线的解析式为y =−13x 2+3,(2)小船可以通过,理由:当x =2时,y =−13×22+3=53,∵53−1=23>0.5,∴暴雨后这艘船能从这座拱桥下通过.【变式5-2】(2021•衢州)如图1是一座抛物线型拱桥侧面示意图.水面宽AB 与桥长CD 均为24m ,在距离D 点6米的E 处,测得桥面到桥拱的距离EF 为1.5m ,以桥拱顶点O 为原点,桥面为x 轴建立平面直角坐标系.(1)求桥拱顶部O 离水面的距离.(2)如图2,桥面上方有3根高度均为4m 的支柱CG ,OH ,DI ,过相邻两根支柱顶端的钢缆呈形状相同的抛物线,其最低点到桥面距离为1m .①求出其中一条钢缆抛物线的函数表达式.②为庆祝节日,在钢缆和桥拱之间竖直装饰若干条彩带,求彩带长度的最小值.【解题思路】根据题意设出适当的二次函数表达式,利用待定系数法求出表达式,再结合图形进行求解即可;【解答过程】解:(1)根据题意可知点F 的坐标为(6,﹣1.5),可设拱桥侧面所在二次函数表达式为:y 1═a 1x 2.将F (6,﹣1.5)代入y 1═a 1x 2有:﹣1.5═36a 1,求得a 1═−124,∴y 1═−124x 2,当x ═12时,y 1═−124×122═﹣6,∴桥拱顶部离水面高度为6m .(2)①由题意可知右边钢缆所在抛物线的顶点坐标为(6,1),可设其表达式为y 2═a 2(x ﹣6)2+1, 将H (0,4)代入其表达式有:4═a 2(0﹣6)2+1,求得a 2═112, ∴右边钢缆所在抛物线表达式为:y 2═112(x ﹣6)2+1,左边钢缆所在抛物线表达式为:y 3═112(x +6)2+1 ②设彩带的长度为Lm ,则L ═y 2﹣y 1═112(x ﹣6)2+1﹣(−124x 2)═18x 2−x +4═18(x −4)2+2, ∴当x ═4时,L 最小值═2,答:彩带长度的最小值是2m .【变式5-3】(2021•贵阳)甲秀楼是贵阳市一张靓丽的名片.如图①,甲秀楼的桥拱截面OBA 可视为抛物线的一部分,在某一时刻,桥拱内的水面宽OA =8m ,桥拱顶点B 到水面的距离是4m .(1)按如图②所示建立平面直角坐标系,求桥拱部分抛物线的函数表达式;(2)一只宽为1.2m 的打捞船径直向桥驶来,当船驶到桥拱下方且距O 点0.4m 时,桥下水位刚好在OA 处,有一名身高1.68m 的工人站立在打捞船正中间清理垃圾,他的头顶是否会触碰到桥拱,请说明理由(假设船底与水面齐平).(3)如图③,桥拱所在的函数图象是抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0),该抛物线在x 轴下方部分与桥拱OBA 在平静水面中的倒影组成一个新函数图象.将新函数图象向右平移m (m >0)个单位长度,平移后的函数图象在8≤x ≤9时,y 的值随x 值的增大而减小,结合函数图象,求m 的取值范围.【解题思路】(1)根据题意结合图象可以求出函数的顶点B (4,4),先设抛物线的顶点式y =a (x ﹣4)2+4,再根据图象过原点,求出a 的值即可;(2)先求出工人矩原点的距离,再把距离代入函数解析式求出y 的值,然后和1.68比较即可;(3)根据倒影与桥对称,先求出倒影的解析式,再平移m 各单位,根据二次函数的性质求出m 的取值范围.【解答过程】解:(1)如图②,由题意得:水面宽OA 是8m ,桥拱顶点B 到水面的距离是4m ,。
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专训1用二次函数解决问题的四种类型名师点金:利用二次函数解决实际问题时,要注意数形结合,巧妙地运用二次函数解析式实行建模,从而达到应用二次函数的某些性质来解决问题的目的.建立平面直角坐标系解决实际问题题型1拱桥(隧道)问题1.如图是某地区一条公路上隧道入口在平面直角坐标系中的示意图,点A和A1、点B和B1分别关于y轴对称.隧道拱部分BCB1为一段抛物线,最高点C离路面AA1的距离为8 m,点B离路面AA1的距离为6 m,隧道宽AA1为16 m.(1)求隧道拱部分BCB1对应的函数解析式.(2)现有一大型货车,装载某大型设备后,宽为4 m,装载设备的顶部离路面均为7 m,问:它能否安全通过这个隧道?并说明理由.(第1题)题型2建筑物问题2.某公园草坪的防护栏由100段形状相同的抛物线组成,为了牢固,每段防护栏需要间距0.4 m加设一根不锈钢的支柱,防护栏的最高点到底部距离为0.5 m(如图),则这条防护栏需要不锈钢支柱的总长度为()(第2题)A.50 mB.100 mC.160 mD.200 m题型3物体运动类问题3.如图,在水平地面点A处有一网球发射器向空中发射网球,网球飞行路线是一条抛物线,在地面上的落点为B.有人在直线AB上点C(靠点B一侧)处竖直向上摆放无盖的圆柱形桶,试图让网球落入桶内.已知AB=4米,AC=3米,网球飞行最大高度OM=5米,圆柱形桶的直径为0.5米,高为0.3米(网球的体积和圆柱形桶的厚度忽略不计).(1)如果竖直摆放5个圆柱形桶,网球能不能落入桶内?(2)当竖直摆放多少个圆柱形桶时,网球可以落入桶内?(第3题)建立二次函数模型解决几何最值问题题型1利用二次函数解决图形高度的最值问题(第4题)4.如图,小明的父亲在相距2米的两棵树间拴了一根绳子,给小明做了一个简易的秋千.拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部刚好接触到绳子,则绳子的最低点距地面的高度为________米.题型2利用二次函数解决图形面积的最值问题5.如图所示,正方形ABCD的边长为3a,两动点E,F分别从顶点B,C同时开始以相同速度沿边BC ,CD 运动,与△BCF 相应的△EGH 在运动过程中始终保持△EGH ≌△BCF ,B ,E ,C ,G 在一条直线上.(1)若BE =a ,求DH 的长.(2)当E 点在BC 边上的什么位置时,△DHE 的面积取得最小值?并求该三角形面积的最小值.(第5题)建立二次函数模型解决动点探究问题6.如图所示,直线y =12x -2与x 轴、y 轴分别交于点A ,C ,抛物线过点A ,C 和点B(1,0).(1)求抛物线的解析式;(2)在x 轴上方的抛物线上有一动点D ,当D 与直线AC 的距离DE 最大时,求出点D 的坐标,并求出最大距离.(第6题)建立二次函数模型作决策问题题型1 几何问题中的决策7.如图,有长为24 m 的围栏,一面利用墙(墙的最大可用长度为10 m ),围成中间隔有一道栅栏的长方形鸡舍.设鸡舍的一边AB 为x m ,面积为S m 2.(1)求S 与x 的函数关系式(不必写出x 的取值范围). (2)如果围成面积为45 m 2的鸡舍,AB 的长是多少米?(3)能围成面积比45 m 2更大的鸡舍吗?如果能,请求出最大面积;如果不能,请说明理由.(第7题)题型2实际问题中的决策8.【2016·武汉】某公司计划从甲、乙两种产品中选择一种生产并销售,每年产销x件.已知产销两种产品的有关信息如表:其中a为常数,且3≤a≤5.(1)若产销甲、乙两种产品的年利润分别为y1万元、y2万元,直接写出y1,y2与x的函数关系式;(2)分别求出产销两种产品的最大年利润;(3)为获得最大年利润,该公司应该选择产销哪种产品?请说明理由.答案(第1题)1.解:(1)由已知得OA=OA1=8 m,OC=8 m,AB=6 m.故C(0,8),B(-8,6).设抛物线BCB 1对应的函数解析式为y =ax 2+8,将B 点坐标代入,得a·(-8)2+8=6,解得a =-132,所以y =-132x 2+8(-8≤x ≤8).(2)能.若货车从隧道正中行驶,则其最右边到y 轴的距离为2 m .如图,设抛物线上横坐标为2的点为点D ,过点D 作DE ⊥AA 1于点E.当x =2时,y =-132×22+8=778,即D ⎝⎛⎭⎫2,778,所以DE =778m . 因为778>7,所以该货车能安全通过这个隧道.2.C(第3题)3.解:(1)以点O 为原点,AB 所在直线为x 轴,AB 的垂直平分线为y 轴建立如图的直角坐标系,则有M(0,5),B(2,0),C(1,0),D ⎝⎛⎭⎫32,0.设抛物线的解析式为y =ax 2+c ,由抛物线过点M 和点B ,可得a =-54,c =5.故抛物线的解析式为y =-54x 2+5.当x =1时,y =154;当x =32时,y=3516.故⎝⎛⎭⎫1,154,⎝⎛⎭⎫32,3516两点在抛物线上.当竖直摆放5个圆柱形桶时,桶高为0.3×5=1.5=32(米).∵32<154且32<3516,∴网球不能落入桶内.(2)设竖直摆放m 个圆柱形桶时,网球可以落入桶内.由题意,得3516≤0.3m ≤154,解得7724≤m ≤1212.∵m 为整数,∴m 的值为8,9,10,11,12.∴当竖直摆放8个,9个,10个,11个或12个圆柱形桶时,网球可以落入桶内. 4.0.55.解:(1)连接FH ,∵△EGH ≌△BCF ,∴BC =EG ,HG =FC ,∠G =∠BCF , ∴CG =BE ,HG ∥FC ,∴四边形FCGH 是平行四边形,∴FH=CG ,∴∠DFH =∠DCG =90°.由题意可知,CF =BE =a.在Rt △DFH 中,DF =3a -a =2a ,FH =a , ∴DH =DF 2+FH 2=5a. (2)设BE =x ,△DHE 的面积为y.依题意,得y =S △CDE +S 梯形CDHG -S △EGH =12×3a ×(3a -x)+12(3a +x)x -12×3a ×x ,∴y =12x 2-32ax +92a 2,即y =12⎝⎛⎭⎫x -32a 2+278a 2.∴当x =32a ,即E 是BC 的中点时,y 取得最小值,即△DHE 的面积取得最小值,最小值是278a 2.6.解:(1)在y =12x -2中,令x =0,得y =-2;令y =0,得x =4,∴A(4,0),C(0,-2).设抛物线的解析式为y =ax 2+bx +c(a ≠0).∵点A(4,0),B(1,0),C(0,-2)在抛物线上,∴⎩⎪⎨⎪⎧16a +4b +c =0,a +b +c =0,c =-2.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-12,b =52,c =-2.∴抛物线的解析式为y =-12x 2+52x -2.(第6题)(2)设点D 的坐标为(x ,y),则y =-12x 2+52x -2(1<x <4).在Rt △AOC 中,OA =4,OC =2,由勾股定理得AC =2 5.如图所示,连接CD ,AD.过点D 作DF ⊥y 轴于点F ,过点A 作AG ⊥FD 交FD 的延长线于点G ,则FG =AO =4,FD =x ,DG =4-x ,OF =AG =y ,FC =y +2.∴S △ACD =S 梯形AGFC -S △CDF -S △ADG =12(AG +FC)·FG -12FC·FD -12DG·AG =12(y +y +2)×4-12(y +2)·x -12(4-x)·y =2y -x +4.将y =-12x 2+52x -2代入,得S △ACD =2y -x +4=-x 2+4x =-(x -2)2+4,当x =2时,y =1,此时S △ACD 最大,且最大值为4.∴D(2,1).∵S △ACD =12AC·DE ,AC =2 5.∴当△ACD的面积最大时,高DE 最大,则DE 的最大值为412AC =412×25=455.∴当D 与直线AC 的距离DE最大时,点D 的坐标为(2,1),最大距离为455.7.解:(1)因为AB =x m ,所以BC =(24-3x) m ,此时S =x(24-3x)=-3x 2+24x.(2)由已知得-3x 2+24x =45,整理可得x 2-8x +15=0.解得x 1=5,x 2=3.∵0<24-3x ≤10,得143≤x <8,∴x 2=3不符合题意,故AB =5 m . (3)能.S =-3x 2+24x =-3(x 2-8x)=-3(x -4)2+48.∵143≤x <8,∴当x =143时,S 最大值=4623.∴能围成面积比45 m 2更大的鸡舍.围法是:BC 的长是10 m ,AB 的长是423 m ,这时鸡舍的面积最大,为4623m 2.8.解:(1)y1=(6-a)x-20,(0<x≤200)y2=(20-10)x-40-0.05x2=-0.05x2+10x-40.(0<x≤80)(2)对于y1=(6-a)x-20,∵3≤a≤5,∴6-a>0,∴x=200时,y1最大值=(1 180-200a)万元.对于y2=-0.05(x-100)2+460,∵0<x≤80,∴x=80时,y2最大值=440万元.(3)①1 180-200a=440,解得a=3.7;②1 180-200a>440,解得a<3.7;③1 180-200a<440,解得a>3.7.∵3≤a≤5,∴当a=3.7时,产销甲、乙两种产品的年利润相同;当3≤a<3.7时,产销甲产品年利润比较高;当3.7<a≤5时,产销乙产品年利润比较高.。