二次函数在生活中的建模应用
二次函数的应用于医学问题

二次函数的应用于医学问题在医学领域,二次函数是一种经常被使用的数学模型,它可以帮助研究人员分析和解决各种与身体机能和疾病相关的问题。
本文将探讨二次函数在医学问题中的应用,并通过具体案例来说明其在这一领域中的重要性和价值。
一、体温变化的二次函数模型体温是衡量身体状况的重要指标之一,二次函数可以很好地描述体温的变化规律。
我们以发烧为例,假设一个人在发烧前体温为正常值37℃,发烧后体温开始升高,并在一定时间后达到峰值。
然后体温逐渐下降,恢复到正常水平。
设t为时间(单位小时),T为体温(单位℃),我们可以建立如下的二次函数模型:T = a(t - t0)^2 + T0其中,a代表发烧的严重程度和恢复的速度,t0为发烧开始的时间,T0为发烧前的体温水平。
通过调整参数a、t0和T0的值,我们可以根据实际数据去拟合体温变化曲线,进而预测病情的发展趋势以及恢复时间。
二、血糖变化的二次函数模型血糖是糖尿病患者关注的重点指标之一,也可以使用二次函数进行建模。
在某些情况下,糖尿病患者的血糖水平可能会出现波动,特别是在餐后。
通过建立血糖变化的二次函数模型,可以更好地了解血糖的变化规律,以便根据实际情况进行药物管理和饮食调节。
例如,假设一个糖尿病患者在进食后血糖水平开始上升,并在一定时间后达到最高峰值,然后逐渐下降返回基准水平。
可以使用如下的二次函数模型来描述血糖的变化过程:G = a(t - t0)^2 + G0其中,G代表血糖水平,a代表血糖的波动幅度,t0为进食后的时间,G0为进食前的基准血糖水平。
通过调整参数a、t0和G0的值,可以更准确地预测血糖的变化趋势,从而帮助患者更好地管理疾病。
三、药物浓度的二次函数模型在药物治疗过程中,了解药物在体内的浓度变化对于确定药物的用量和用时非常重要。
二次函数可以帮助模拟和预测药物浓度的变化。
设t表示时间(单位小时),C表示药物在血液中的浓度(单位毫克/升),可以构建以下二次函数模型:C = a(t - t0)^2 + C0其中,a表示药物的分布速度和排泄速度,t0表示药物给药的时间,C0表示给药前的血药浓度。
二次函数的应用题及解答

二次函数的应用题及解答在数学中,二次函数是一类常见的函数类型,由形如y=ax²+bx+c的方程所定义,其中a、b和c是实数且a不等于零。
二次函数在现实生活中有着广泛的应用,例如在物理学、经济学和工程学等领域。
本文将探讨二次函数的应用题及解答,帮助读者更好地理解和应用这一概念。
1. 弹射问题假设有一个小球从地面上以初速度v0竖直上抛,忽略空气阻力的影响。
则小球的高度可用二次函数模型y=-gt²+v0t+h来描述,其中g是重力加速度,t为时间,h为抛射的起始高度。
问题:一个小球从地面上以10 m/s的速度竖直上抛,起始高度为1.5m。
求小球的高度和时间的关系,并计算小球落地时的时间。
解答:根据模型y=-gt²+v0t+h,将已知数据代入,得到二次函数模型为y=-5t²+10t+1.5。
我们需要求解该函数的根,即令y=0,解得t=0和t=2。
因此,小球的高度和时间的关系可用二次函数y=-5t²+10t+1.5表示。
落地时的时间为t=2秒。
2. 投射问题假设有一枚炮弹以一定角度a和初速度v0被抛射出去,并忽略空气阻力的影响。
则炮弹的水平位移可用二次函数模型x=v0cos(a)t来表示,垂直位移可用二次函数模型y=-gt²+v0sin(a)t来表示。
问题:一枚炮弹以60°的角度和100 m/s的速度被抛射,求炮弹的轨迹和最远射程。
解答:根据模型x=v0cos(a)t和y=-gt²+v0sin(a)t,将已知数据代入,得到二次函数模型x=50t和y=-5t²+86.6t。
炮弹的轨迹由这两个函数表示。
为了求解最远射程,我们需要找到函数y=-5t²+86.6t的顶点坐标。
通过求导可得到顶点坐标为(8.66, 346.4)。
因此,最远射程为346.4米,对应的水平位移为8.66米。
3. 经济问题假设某个公司的固定成本为C0,每单位产品的生产成本为C,每单位产品的售价为P。
例谈二次函数在实际生活中的应用

例谈二次函数在实际生活中的应用作者:张岚秦婷马玲刘瑜来源:《大东方》2018年第02期摘要:二次函数作为一个非常重要的函数模型,贯穿于整个中学数学的教与学中,是数学研究中的重要的工具。
本文通过具体的实例进行分析和总结二次函数在实际生活中的应用。
关键词:二次函数;数学模型;应用1 二次函数的相关概念一般地,我们把形如的函数叫做一元二次函数,其图像是一条抛物线,且a决定函数图像的开口方向,a>0时,开口方向向上,a物线是轴对称图形,对称轴为直线。
对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点P,其坐标为。
抛物线与x轴交点个数由一元二次方程根的个数决定,即由的符号决定。
当时,抛物线与x轴有2个交点;当时,抛物线与x轴只有1个交点;当时,抛物线与x轴没有交点。
2 二次函数在实际生活中的应用有关二次函数的应用问题按照是否需要建立平面直角坐标系可以分为两类,一类不需要建立平面直角坐标系,这类题目关键是要求出二次函数的解析式,例如求销售利润的最值问题,二次函数的解析式分为顶点式,一般式和交点式,要根据实际问题所给的条件选择合适的解析式,接着只需运用二次函数的主要性质:如单调性、奇偶性、对称性、最值等,必要时结合二次函数图形求解出函数模型。
另一类就是必须建立平面直角坐标系。
这类题呈现的方式主要是以抛物线为基础的实际问题,如拱桥问题、投掷问题等等。
首先要将拱桥抽象为抛物线,然后结合实际问题中的条件,建立坐标系求出抛物线的解析式。
平面直角坐标系选择的一般原则是使得得出的二次函数的解析式最简单,因此要学会巧妙地选择直角坐标系的位置。
综上可知不管是哪类二次函数模型题最终都是通过二次函数解析式来解决问题的。
2.1 在经济生活中的应用二次函数在经济生活中的应用,主要分为投资策略、销售定价、货物存放、消费住宿等不同方面,而这几个不同方面的问题有一个共通点,那就是利润的最大化问题。
不论是投资还是销售,利润问题都是我们最关注的问题。
2021最新版二次函数的实际应用:建模问题

二次函数的实际应用:建模问题一、球类、跳水、喷泉问题这类问题对于解析式的确定通常采用顶点式:1. 球类问题分为篮球问题、足球问题及羽毛球问题。
篮球问题会考察“球是否入篮”,即看篮筐所在点是否在抛物线上;“足球是否进球门”即看球到达球门所在位置时纵坐标是比球门高还是低;羽毛球涉及过网越界问题,即计算在过网位置纵坐标比网高还是低,越界考察在界限位置纵坐标是正数还是负数。
2. 跳水问题考察的是动作是否在规定范围内规范,同样考察在指定位置的纵坐标与限定高度的大小比较。
3. 喷泉问题考察的比较多的是圆形水池的半径,需要计算抛物线与水池水平面的交点坐标。
1、如图,羽毛球运动员甲站在点 O 处练习发球,将球从 O 点正上方23m 的 P 处发出,把球勘察点,其运行路线是抛物线的一部分,当球运动到最高点时,其高度为617m ,离甲站立地点 O 的水平距离为 4m ,球网 BA 离 O 点的水平距离为 5m ,以 O 为坐标原点建立如图所示的坐标系,乙站立地点 C 的坐标为(m ,0)①求出抛物线的解析式;(不写自变量的取值范围)②求排球落地点N 离球网的水平距离; ③乙原地起跳可接球的最大高度为49米,若乙因为接球高度不够而失球,求 m 的取值范围.2、某跳水运动员进行 10 米跳台跳水训练时,身体(看成一点)在空中的运动路线是如图所示坐标系下经过原点 O 的一条抛物线(图中标出的数据为已知条件).在跳某个规定动作时,正常情况下,该运动员在空中的最高处距水面 332米,入水处距池边的距离为 4 米,运动员在距水面高度为 5 米以前,必须完成规定的翻腾动作, 并调整好入水姿势,否则就会出现失误. ①求这条抛物线的解析式.②在某次试跳中,测得运动员在空中的运动路线是①中的抛物线,且运动员在空中完成规定的翻腾动作并调整好入水姿势时,距池边的水平距离为 3.6 米,问此次跳水会不会失误?并通过计算说明理由.3、如图所示,公园要建造圆形的喷水池,水池中央垂直于水面处安装一个柱子 OA ,O 恰在水面中心,OA=1.25m ,由柱子顶端 A 处喷头向外喷水,水流在各个方向沿形状相同的抛物线落下,为使水流形状较为漂亮,要求设计成水流在 OA 距离为 1m 处达到距水面最大高度 2.25m . ①若不计其他因素,那么水池的半径至少要多少米,才能使喷出的水流不能落到池外?②若水流喷出的抛物线形状与①相同,水池的半径为 3.5m ,要使水流不落到池外,此时水流最大高度应达多少米?4、一场篮球赛中,球员甲跳起投篮,已知球在 A 处出手时离地面920m ,与篮筐中心C 的水平距离为 7m ,当球运行的水平距离是 4m 时,达到最大高度 4m (B 处),篮筐距地面 3m ,篮球运行的路线为抛物线(如图所示).①建立适当的平面直角坐标系,并求出抛物线的解析式;②判断此球能否投中?5、如图,小区中央公园要修建一个圆形的喷水池,在水池中央垂直于地面安装一个柱子 OA ,O 恰好在水面的中心,OA=1.25 米.由柱子顶端 A 处的喷头向外喷水,水流在各个方向沿形状相同的抛物线路线落下,为使水流形状较为漂亮,要求设计水流在离OA 距离为 1 米处达到距水面的最大高度 2.25 米.①建立适当的平面直角坐标系,使A 点的坐标为(0,1.25),水流的最高点的坐标为(1,2.25),求水流的抛物线路线在第一象限内对应的函数关系式(不要求写取值范围);②若不计其他因素,则水池的半径至少要多少米,才能使喷出的水流不至于落到池外? ③若水流喷出的抛物线形状与①相同,水池半径为 3.5 米,要使水流不落到池外,此时水流距水面的最大高度就达到多少米?6、如图,足球上守门员在O 处开出一高球.球从离地面 1米的A 处飞出(A 在 y 轴上),把球看成点.其运行的高度y (单位:m )与运行的水平距离 x (单位:m )满足关系式h x a y +-=2)6((1)①当此球开出后.飞行的最高点距离地面 4 米时.求y 与 x 满足的关系式.②在①的情况下,足球落地点 C 距守门员多少米?(取734≈)③如图所示,若在①的情况下,求落地后又一次弹起.据实验测算,足球在草坪上弹起后的抛物线与原来的抛物线形状相同,最大高度减少到原来最大高度的一半.求:站在距离O 点 6 米的 B 处的球员甲要抢到第二个落点 D 处的球.他应再向前跑多少米?(取562≈)(2)球员乙升高为 1.75 米.在距 O 点 11 米的H 处.试图原地跃起用头拦截.守门员调整开球高度.若保证足球下落至 H 正上方时低于球员乙的身高.同时落地点在距 O 点 15 米之内.求 h 的取值范围.7、如图,一位篮球运动员甲在距篮球筐下 4 米处跳起投篮,球的运行线路为抛物线, 当球运行到水平距离为 2.5 米时达到最高高度为 3.5 米,然后准确地落入篮筐,已知篮圈中心到地面的高度为 3.05 米,该运动员的身高为 1.8 米.在这次投篮中,球在该运动员的头顶上方 0.25 米处出手,则当球出手时,该运动员离地面的高度为________米.运动员乙跳离地面时,最高能摸到 3.3 米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?二、隧道、过桥问题隧道、过桥问题通常采用的是y=ax2+c 的形式,通常考察的是车或者船是否能够通过,考察的是车或者船的高度比车或者船边缘对应纵坐标的数值大小比较。
二次函数在实际生活中的应用及建模应用

二次函数的建模一、利用二次函数解决面积最大问题1、如图1,用长为18米的篱笆(虚线部分)和两面墙围成矩形苗圃。
(1)设矩形的一边长为x (米),面积为y (平方米),求y 关于x 的函数关系式;(2)当x 为何值时,所围成的苗圃面积最大?最大面积是多少?解:(1)设矩形的长为x (米),则宽为(18- x )(米),根据题意,得:x x x x y 18)18(2+-=-=; 又∵180,0180<x<x >x >∴⎩⎨⎧- (2)∵x x x x y 18)18(2+-=-=中,a= -1<0,∴y 有最大值,即 当9)1(2182=-⨯-=-=a b x 时, 81)1(41804422max =-⨯-=-=a b ac y又∵500,02500<x<>x x ∴⎪⎩⎪⎨⎧- ∵x x x x y 2521)250(2+-=-=中,a=21-<0,∴y 有最大值, 即当25)1(2252=-⨯-=-=a b x 时,2625)1(42504422max =-⨯-=-=a b ac y图(1)图解:(得:(2即水流距水平面的最大高度系.(2)如图2,若把桥看做是圆的一部分.①求圆的半径;②要使高为3米的船通过,则其宽度须不超过多少米?4.有一座抛物线形拱桥,正常水位桥下面宽度为20米,拱顶距离水平面4米,如图建立直角坐标系,若正常水位时,桥下水深6米,为保证过往船只顺利航行,桥下水面宽度不得小于18米,则当水深超过多少米时,就会影响过往船只的顺利航行()A.2.76米B.6.76米解:设该抛物线的解析式为y=ax2,在正常水位下x=10,y=-4,代入解析式得-4=a×102 a=-1/25 所以此抛物线的解析式为:y=-x2/25因为桥下水面宽度不得小于18米,所以令x=9时可得:y=-81/25=-3.24此时水深6+4-3.24=6.76米即桥下水深6.76米时正好通过,所以超过6.76米时则不能通过.故选B2、有一座抛物线形拱桥,正常水位时桥下水面宽度为20m,拱顶距离水面4m.(1)在如图所示的直角坐标系中,求出该抛物线的解析式;(2)在正常水位的基础上,当水位上升h(m)时,桥下水面的宽度为d(m),求出将d表示h的函数解析式.(3)设正常水位时桥下的水深为2m,为保证过往船只顺利航行,桥下水面的宽度不得小于18m,求水深超过多少米时就会影响过往船只在桥下的顺利航行?(1)设该抛物线的解析式为y=ax2,在正常水位下x=10,y=-4,代入解析式得-4=a×102 a=-1/25 所以此抛物线的解析式为:y=-x2/25(2)设水面上升hm,水面与抛物线的交点为(d/2,h-4),带入抛物线得h-4=-d2/4×1/25 化简得:d=10√4-h(3)将d=18代入d=10√4-h得:h=0.76所求最大水深为:2+0.76=2.76(米)8.如图,是江夏广场设计的一建筑物造型的纵截面是抛物线的一部分,抛物线的顶点O落在水平面上,对称轴是水平线OC.点A、B在抛物线造型上,且点A到水平面的距离AC=4米,点B到水平面距离为2米,OC=8米.(1)请建立适当的直角坐标系,求抛物线的函数解析式;(2)为了安全美观,现需在水平线OC上找一点P,用质地、规格已确定的圆形钢管制作两根支柱PA、PB对抛物线造型进行支撑加固,那么怎样才能找到两根支柱用料最省(支柱与地面、造型对接方式的用料多少问题暂不考虑)时的点P?(无需证明)(3)为了施工方便,现需计算出点O、P之间的距离,那么两根支柱用料最省时点O、P之间的距离是多少?(请写出求解过程)解:(1)以点O为原点、射线OC为y轴的正半轴建立直角坐标系,设抛物线的函数解析式为y=ax2,由题意知点A的坐标为(4,8).所以8=a×42 a=1/2 ∴所求抛物线的函数解析式为:y=x2/2(2)找法:延长AC,交建筑物造型所在抛物线于点D,则点A、D关于OC对称.连接BD交OC于点P,则点P即为所求.(3)由题意知点B的横坐标为2,∵点B在抛物线上,∴点B的坐标为(2,2),又∵点A的坐标为(4,8),∴点D的坐标为(-4,8),设直线BD的函数解析式为y=kx+b,2k+b=2..........①−4k+b=8........②解得:k=-1,b=4.∴直线BD的函数解析式为y=-x+4,把x=0代入y=-x+4,得点P的坐标为(0,4),两根支柱用料最省时,点O、P之间的距离是4米.三、利用抛物线解决最大利润问题1、某市政府大力扶持大学生创业.李明在政府的扶持下投资销售一种进价为每件20元的护眼台灯.销售过程中发现,每月销售量y(件)与销售单价x(元)之间的关系可近似的看做一次函数:y=-10x+500.(1)设李明每月获得利润为w(元),当销售单价定为多少元时,每月可获得最大利润?(6分)(2)如果李明想要每月获得2 000元的利润,那么销售单价应定为多少元?(3分)(3)物价部门规定,这种护眼台灯的销售单价不得高于32元,如果李明想要每月获得的利润不低于2 000元,那么他每月的成本最少需要多少元?(成本=进价×销售量) (3分)(2)在(1)的条件下,设工艺厂试销该工艺品每天所得利润为P元;①当销售单价定为多少时,工艺厂试销该工艺品每天获得的利润P为8000元?②工艺厂自身发展要求试销单价不低于35元/件,同时,当地物价部门规定,该工艺品销售单价最高不能超过55元,写出在此情况下每天获利P的取值范围.解:(1)如图所示是一次函数解析式,设一次函数解析式为:y=ax+b30a+b=500.........①40a+b=400.........②解得:a=−10 b=800∴函数解析式为:y=-10x+800(2)①由题意得出:P=yx=(-10x+800)(x-20)=8000,解得:x1=40,x2=60,∴当销售单价定为40元或60元时,工艺厂试销该工艺品每天获得的利润P为8000元;②∵P=yx=(-10x+800)(x-20)=-10x2+1000x-16000=-10(x-50)2+9000,∴当x=50时,P=9000元,当x=35时,P=6750元,∴P的取值范围是:6750≤P≤9000.3.某商家独家销售具有地方特色的某种商品,每件进价为40元.经过市场调查,一周的销售量y件与销售单价x(x≥50)元/件的关系如下表:销售单价x(元/件)…55 60 70 75 …一周的销售量y…450 400 300 250 …(件)(1)直接写出y与x的函数关系式:y=-10x+1000(2)设一周的销售利润为S元,请求出S与x的函数关系式,并确定当销售单价在什么范围内变化时,一周的销售利润随着销售单价的增大而增大?(3)雅安地震牵动亿万人民的心,商家决定将商品一周的销售利润全部寄往灾区,在商家购进该商品的贷款不超过10000元情况下,请求出该商家最大捐款数额是多少元?解:(1)设y=kx+b,由题意得,55k+b=450...........①60k+b=400...........②解得:k=−10 b=1000则函数关系式为:y=-10x+1000;(2)由题意得,S=(x-40)y=(x-40)(-10x+1000)=-10x2+1400x-40000=-10(x-70)2+9000,(3)物价部门规定,这种节能灯的销售单价不得高于25元.如果李明想要每月获得的利润不低于3000元,那么政府为他承担的总差价最少为多少元?解::(1)当x=20时,y=﹣10x+500=﹣10×20+500=300,300×(12﹣10)=300×2=600元, 即政府这个月为他承担的总差价为600元;(2)依题意得,w=(x﹣10)(﹣10x+500)=﹣10x2+600x﹣5000=﹣10(x﹣30)2+4000 ∵a=﹣10<0,∴当x=30时,w有最大值4000元.即当销售单价定为30元时,每月可获得最大利润4000元;(3)由题意得:﹣10x2+600x﹣5000=3000, 解得:x1=20,x2=40.∵a=﹣10<0,抛物线开口向下,∴结合图象可知:当20≤x≤40时,w≥3000.又∵x≤25,∴当20≤x≤25时,w≥3000.设政府每个月为他承担的总差价为p元,∴p=(12﹣10)×(﹣10x+500)=﹣20x+1000.∵k=﹣20<0.∴p随x的增大而减小,∴当x=25时,p有最小值500元.即销售单价定为25元时,政府每个月为他承担的总差价最少为500元.5.某文具店销售一种进价为10元/个的签字笔,物价部门规定这种签字笔的售价不得高于14元/个,根据以往经验:以12元/个的价格销售,平均每周销售签字笔100个;若每个签字笔的销售价格每提高1元,则平均每周少销售签字笔10个. 设销售价为x元/个.(1)该文具店这种签字笔平均每周的销售量为个(用含x的式子表示);(2)求该文具店这种签字笔平均每周的销售利润w(元)与销售价x(元/个)之间的函数关系式;(3)当x取何值时,该文具店这种签字笔平均每周的销售利润最大?最大利润是多少元?解:(1)(220-10x);物线的开侧,随的知,,最大时,该文具店每周解:(1)由表格数据可知y与x是一次函数关系,设其解析式为,将(3000,100),(3200,96)代入得,解得:。
二次函数的应用于生物学问题

二次函数的应用于生物学问题在生物学研究中,二次函数作为一种数学模型,被广泛应用于解决各种生物学问题。
本文将探讨二次函数在生物学中的应用,包括生物体的成长模型、群体数量的变化以及药物在体内的分布等。
一、生物体的成长模型二次函数可以用来描述生物体的成长模型。
例如,某种昆虫的体长随时间的变化可以用二次函数表示。
设体长为L,时间为t,初始体长为L0,生长速率为a,则昆虫的体长可以表示为L(t) = L0 + at + bt^2,其中b为一个常数。
这个二次函数模型能够准确描述昆虫体长的变化,并帮助我们了解昆虫的生长规律。
二、群体数量的变化二次函数也可以应用于描述生物群体数量的变化。
以某种动物种群为例,设种群数量为N,时间为t,初始种群数量为N0,种群增长速率为r,则群体数量的变化可以使用二次函数进行建模。
采用离散模型,可以表示为N(t) = N0 + rt + st^2,其中s为一个常数。
这个二次函数模型能够帮助我们预测未来的种群数量,为生态学研究提供有力的工具。
三、药物在体内的分布除了生长模型和种群变化,二次函数还可以应用于药物在体内的分布问题。
在药物代谢研究中,我们需要了解药物在体内的含量随时间的变化情况。
假设药物在体内的含量为C,时间为t,初始含量为C0,药物的消耗速率为k,则药物在体内的含量可以使用二次函数进行描述。
采用离散模型,可以表示为C(t) = C0 - kt - mt^2,其中m为一个常数。
这个二次函数模型能够帮助我们确定药物在体内的消耗规律,并优化药物治疗方案。
综上所述,二次函数在生物学中的应用十分广泛,能够帮助我们解决生物学问题。
通过建立准确的二次函数模型,我们能够深入理解生物体的成长规律、种群数量的变化以及药物在体内的分布等重要问题。
在今后的研究中,我们可以进一步探索二次函数的应用领域,为生物学研究提供更多的数学支持。
二次函数的应用案例总结

二次函数的应用案例总结二次函数是一种常见的数学函数形式,它的形式为:y = ax^2 + bx + c。
在现实生活中,二次函数可以用于解决各种问题,包括物理、经济、工程等领域。
本文将总结几个常见的二次函数应用案例,以展示二次函数的实际应用。
案例一:物体自由落体的高度模型假设一个物体从高处自由落体,忽略空气阻力,我们可以用二次函数来表示物体的高度与时间之间的关系。
设物体初始高度为H,加速度为g,时间为t。
根据物理定律,物体的高度可以表示为:h(t) = -0.5gt^2 + H。
这个二次函数模型可以帮助我们计算物体在任意时间点的高度,并可以用于预测物体何时落地。
案例二:销售收入和定价策略假设一个公司生产和销售某种产品,销售价格为p(单位:元),销售量为q(单位:件)。
二次函数可以用于建立销售收入与定价策略之间的模型。
设定售价的二次函数为:R(p) = -ap^2 + bp + c,其中a、b、c为常数。
我们可以通过分析二次函数的图像、求解极值等方法,确定最佳售价,以使得销售收入最大化。
案例三:桥梁设计中的弧线形状在桥梁设计中,常常需要确定桥梁的弧线形状,以使得车辆在桥上行驶时感到平稳。
二次函数可以用来描述桥梁的曲线形状。
设桥梁的弧线形状为y = ax^2 + bx,其中x表示桥梁长度的一半,y表示桥梁的高度。
通过调整参数a和b,可以得到不同形状的弧线,以满足设计要求。
案例四:市场需求和价格关系分析在经济学中,二次函数可以用于建立市场需求与价格之间的关系模型。
设市场需求量为D,价格为p。
根据经济理论,市场需求可以表示为:D(p) = ap^2 + bp + c,其中a、b、c为常数。
通过分析二次函数的图像、求解极值等方法,可以研究市场需求和价格之间的关系,得出不同价格下的市场需求量。
综上所述,二次函数在物理、经济、工程等领域中具有广泛的应用。
通过建立二次函数模型,我们可以更好地理解和解决各种实际问题。
2023年安徽中考数学总复习专题:基于数学建模的二次函数的实际应用(PDF版,有答案)

2023年安徽中考数学总复习专题:基于数学建模的二次函数的实际应用1.如图,正常水位时,抛物线形拱桥下的水面宽AB为20m,此时拱桥的最高点到水面的距离为4m.(1)把拱桥看作一个二次函数的图象,建立恰当的平面直角坐标系,求出这个二次函数的表达式;(2)当水面宽10m时,达到警戒水位,如果水位以0.2m/h的速度持续上涨,那么达到警戒水位后,再过多长时间此桥孔将被淹没?2.如图①,一个可调节高度的喷灌架喷射出的水流可以近似地看成抛物线.图②是喷射出的水流在平面直角坐标系中的示意图,其中喷灌架置于点O处,喷水头的高度(喷水头距喷灌架底部的距离)设置的是1米,当喷射出的水流距离喷水头水平距离为8米时,达到最大高度5米.(1)求水流运行轨迹的函数解析式;(2)若在距喷灌架12米处有一棵3.5米高的果树,问:水流是否会碰到这棵果树?请通过计算说明.3.如图1是一座抛物线型拱桥C1侧面示意图.水面宽AB与桥面长CD均为24m,点E在CD上,DE=6m,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,在(1)的条件下,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是形状相同的抛物线C2,C3,其最低点与桥面CD的距离均为1m.求拱桥抛物线C1与钢缆抛物线C2的竖距离的最小值.4.根据对某市相关的市场物价调研,预计进入夏季后的某一段时间,某批发市场内的甲种蔬菜的销售利润y1(千元)与进货量x(吨)之间的函数y1=kx的图象如图①所示,乙种蔬菜的销售利润y2(千元)与进货量x(吨)之间的函数y2=ax2+bx的图象如图②所示.(1)分别求出y1,y2与x之间的函数关系式;(2)如果该市场准备进甲、乙两种蔬菜共10吨,设乙种蔬菜的进货量为t吨.写出这两种蔬菜所获得的销售利润之和w(千元)与t(吨)之间的函数关系式.并求当这两种蔬菜各进多少吨时获得的销售利润之和最大,最大利润是多少元?5.在北京冬奥自由式滑雪女子大跳台决赛上,中国选手谷爱凌凭借精彩发挥夺得金牌,创造历史.如图1是跳台比赛场地的示意图,在图2中取某一位置的水平线为x轴,过跳台终点A作水平线的垂线为y轴,建立平面直角坐标系,图中的抛物线C1:y=―112x2+76x+1近似表示滑雪场地上的一座小山坡,某运动员从点O正上方4米处的A点滑出,滑出后沿一段抛物线C2:y=―18x2+bx+c运动.(1)当运动员运动到离A处的水平距离为4米时,离水平线的高度为8米,求抛物线C2的函数解析式(不要求写出自变量x的取值范围);(2)在(1)的条件下,当运动员运动的水平距离为多少米时,运动员与小山坡的竖直距离H取到最大值?最大值为多少?6.掷实心球是北京市高中阶段学校招生体育考试的选考项目.如图1是小杰投掷实心球训练,他尝试利用数学模型来研究实心球的运动情况.他以水平方向为x轴方向,1m为单位长度,建立了如图2所示的平面直角坐标系,实心球从y轴上的A点出手,运动路径可看作抛物线,在B点处达到最高位置,落在x轴上的点C处.小杰某次试投时的数据如图2所示.(1)在图中画出实心球运动路径的示意图;(2)根据图中信息,求出实心球路径所在抛物线的表达式;(3)根据北京市高中阶段学校招生体育考试评分标准(男生),若实心球投犾距离(实心球落地点C与出手点A的水平距离OC的长度)不小于10m,成绩为满分10分.请通过计算,判断小杰此次试投的成绩是否能达到满分.7.如图1,在建筑工人临时宿舍外,有两根相距10米的立柱AB,CD垂直于水平地面上,在AB,CD间拉起一根晾衣绳,由于绳子本身的重力,使绳子无法绷直,其形状可近似看成抛物线y=120x2+bx+c,已知绳子最低点距离地面74米.以点B为坐标原点,直线BD为x轴,直线AB为y轴建立平面直角坐标系.(1)求立柱AB的长度;(2)一段时间后,绳子被抻长,下垂更多,为了防止衣服碰到地面,在线段BD之间与AB相距4米的地方加上一根立柱MN撑起绳子,这时立柱左侧的抛物线F1的最低点相对点A下降了1米,距立柱MN也是1米,如图2所示,求MN的长;(3)若加在线段BD之间的立柱MN的长度是2.4米,并通过调整MN的位置,使抛物线F1的开口大小与抛物线y=112x2+1的开口大小相同,顶点距离地面1.92米.求MN与CD的最近距离.8.如图是小明站在点O处长抛篮球的路线示意图,球在点A处离手,且OA=1m.第一次在点D处落地,然后弹起在点E处落地,篮球在距O点6m的点B处正上方达到最高点,最高点C距地面的高度BC=4m,点E到篮球框正下方的距离EF=2m,篮球框的垂直高度为3m.据试验,两次划出的抛物线形状相同,但第二次的最大高度为第一次的12,以小明站立处点O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系.(1)求抛物线ACD的函数解析式;(2)求篮球第二次的落地点E到点O的距离;(结果保留整数)(3)若小明想一次投中篮球框,他应该向前走多少米?(结果精确到0.1m)(参考数据:3≈1.73,6≈2.45)9.某公园要修建一个圆形喷水池,在池中心竖直安装一根水管,水管OA长2.25m.在水管的顶端安装一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1m处达到最高,高度为3m.(1)建立如图所示平面直角坐标系,求抛物线(第一象限部分)的解析式;(2)不考虑其它因素,水池的直径至少要多少米才能使喷出的水流不落到池外?(3)实际施工时,经测量,水池的最大半径只有2.5m,在不改变喷出的抛物线形水柱形状的情况下,且喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1m处达到最高,需对水管的长度进行调整,求调整后水管的最大长度.10.如图1所示为某公司生产的A型活动板房,成本是每个395元,它由长方形和抛物线构成,长方形的长AD=4米,宽AB=3米,抛物线的最高点E到BC的距离为4米.(1)按如图1所示建立平面直角坐标系;求该抛物线的解析式.(2)现将A型活动板房改为B型活动板房.如图2,在抛物线与AD之间的区域内加装一扇长方形窗户框架FGMN,点G、M在AD上,点N、F在抛物线上,长方形窗户框架的成本为10元/米,设M(m,0),且满足12≤m≤1,当窗户框架FGMN的周长最大时,每个B型活动板房的成本是多少?(每个B型活动板房的成本=每个A型活动板房的成本+一扇长方形窗户框架FGMN成本)(3)根据市场调查,以单价600元销售(2)中窗户框架周长最大时的B型活动板房,每月能售出100个,而单价每降低10元,每月能多售出20个.不考虑其他因素,公司将销售单价n(元)定为多少时,每月销售B型活动板房所获利润W(元)最大?最大利润是多少?参考答案与试题解析1.解:(1)以水面所在直线AB为x轴,以过拱顶垂直于AB的直线为y轴建立平面直角坐标系,如图所示:∴A(﹣10,0),C(0,4),设二次函数的解析式为y=ax2+4(a≠0),把点A坐标代入解析式得:100a+4=0,解得:a=―1 25,∴这个函数的表达式为:y=―125x2+4;(2)当水面宽10m时,即x=5时,y=―125×52+4=3,此时水面离拱顶4﹣3=1(m),1÷0.2=5(h),答:达到警戒水位后,再过5h此桥孔将被淹没.2.解:(1)由题可知:抛物线的顶点为(8,5),设水流形成的抛物线为y=a(x﹣8)2+5,将点(0,1)代入可得a=―5 64,∴抛物线为:y=―564(x﹣8)2+5.(2)能,理由如下:当x=12时,y=―564(12﹣8)2+3.75>3.5,∴水流能碰到这棵果树.3.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:y1=a1x2.将F(6,﹣1.5)代入y1=a1x2有:﹣1.5=36a1,求得a1=―1 24,∴y1=―124x2,当x=12时,y1=―124×122=﹣6,∴桥拱顶部离水面高度为6m;(2)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y2=a2(x ﹣6)2+1,将H(0,4)代入其表达式有:4=a2(0﹣6)2+1,求得a2=1 12,∴右边钢缆所在抛物线表达式为:y2=112(x﹣6)2+1,同理可得左边钢缆所在抛物线表达式为:y3=112(x+6)2+1设拱桥抛物线C1与钢缆抛物线C2的竖距离为Lm,则L=y2﹣y1=112(x﹣6)2+1﹣(―124x2)=18x2﹣x+4=18(x﹣4)2+2,∵18>0,∴当x=4时,L最小值=2,答:拱桥抛物线C1与钢缆抛物线C2的竖距离的最小值是2m.4.解:(1)由题意得:5k=3,解得k=0.6,∴y1=0.6x;∵抛物线y2=ax2+bx经过(1,2),(5,6),∴a+b=225a+5b=6,解得:a=―0.2 b=2.2,∴y2=﹣0.2x2+2.2x;(2)w=0.6(10﹣t)+(﹣0.2t2+2.2t)=﹣0.2t2+1.6t+6=﹣0.2(t﹣4)2+9.2,∵﹣0.2<0,∴当t=4时,w有最大值9.2(千元),答:甲种蔬菜进货量为6吨,乙种蔬菜进货量为4吨时,获得的销售利润之和最大,最大利润是9200元.5.解:(1)由题意可知抛物线C2:y=―18x2+bx+c过点(0,4)和(4,8),将其代入得:c =4―18×16+4b +c =8, 解得:b =32c =4, ∴抛物线C 2的函数解析式为:y =―18x 2+32x +4; (2)∵运动员与小山坡的竖直距离为H 米,∴H =―18x 2+32x +4﹣(―112x 2+76x +1); =―124(x ﹣4)2+113 ∵―124<0, ∴当x =4时,H 取到最大值,最大值为113. 6.解:(1)如图所示:(2)解:依题意,抛物线的顶点B 的坐标为(4,3),点A 的坐标为(0,2).设该抛物线的表达式为y =a (x ﹣5)2+4,∵抛物线过点A (0,2),∴a (0﹣5)2+4=2,解得,a =―225, ∴该抛物线的表达式为y =―225(x ﹣5)2+4; (3)解:令y =0,得―225(x ﹣5)2+4=0, 解得x 1=5+52,x 2=5﹣52(C 在x 轴正半轴,故舍去).∴点C 的坐标为(5+52,0).∴OC =5+52>5+5=10,∴小杰此次试投的成绩达到满分.7.解:(1)由题意抛物线的解析式为y=120(x﹣5)2+74,即y=120x2―12x+3,令x=0,得到y=3,∴AB=3米;(2)由题意设抛物线F1的解析式为y=a(x﹣3)2+2,把A(0,3)代入解析式得:3=a(0﹣3)2+2,解得:a=1 9,∴y=19(x﹣3)2+2,当x=4时,y=19 9,∴MN=199米;(3)抛物线F1的开口大小与抛物线y=112x2+1的开口大小相同,顶点距离地面1.92米,∴设抛物线F1的解析式为y=112(x﹣h)2+1.92,把A(0,3)代入解析式得:3=112(﹣h)2+1.92,解得:h1=﹣3.6(舍去),h2=3.6,∴抛物线F1的解析式为y=112(x﹣3.6)2+1.92,∵MN=2.4,∴当y=2.4时,112(x﹣3.6)2+1.92=2.4,解得:x1=1.2,x2=6,当x=1.2时,DM=10﹣1.2=8.8(米),当x=6时,DM=10﹣6=4(米),∵4<8.8,∴MN与CD的最近距离为4米.8.解:(1)设篮球开始飞出到第一次落地时抛物线的表达式为y=a(x﹣h)2+k,∵h=6,k=4,∴y=a(x﹣6)2+4,由已知:当x=0时y=1,即1=36a+4,∴a=―1 12,∴抛物线ACD的函数表达式为y=―112(x﹣6)2+4;(2)令y=0,―112(x﹣6)2+4=0,∴(x﹣6)2=48,解得:x1=43+6≈13,x2=﹣43+6<0(舍去),∴篮球第一次落地距O点约13米;如图,第二次篮球弹出后的距离为DE,根据题意:DE=MN,∴2=―112(x﹣6)2+4,解得:x1=6﹣26,x2=6+26,∴DE=MN=|x1﹣x2|=46≈10,∴OE=OD+DE≈13+10=23(米),∴篮球第二次落地点E距O点的距离约为23米;(3)当y=3时,3=―112(x﹣6)2+4,解得:x1=6﹣23≈2.5,x2=6+23≈9,∵OF=OE+EF≈23+2=25,∴25﹣9=16(米)或25﹣2.5=22.5(米),∴小明需要在第一次抛球时投中篮筐,他应该向前走16米或22.5米.9.解:(1)由题意可知,抛物线的顶点坐标为(1,3),∴设抛物线的解析式为:y=a(x﹣1)2+3,将(0,2.25)代入得,a(0﹣1)2+3=2.25,解得a=―3 4,∴抛物线的解析式为:y=―34(x﹣1)2+3.(2)令y=0,得,0=―34(x﹣1)2+3,解得x=﹣1(舍)或x=3,∵2×3=6(米),∴水池的直径至少要6米才能使喷出的水流不落到池外.(3)将抛物线向下平移,使平移后的抛物线经过点(2.5,0),设平移后的抛物线的解析式为:y=―34(x﹣1)2+h,将(2.5,0)代入得,―34(2.5﹣1)2+h=0,解得h=27 16,当x=0时,y=―34(0﹣1)2+2716=1516.∴调整后水管的最大长度1516米.10.解:(1)∵长方形的长AD=4米,宽AB=3米,抛物线的最高点E到BC的距离为4米,∴OH=AB=3米,EO=EH﹣OH=4﹣3=1米,E(0,1),D(2,0),由题意知抛物线的函数表达式为y=ax2+1,把点D(2,0)代入,得a=―1 4,∴该抛物线的函数表达式为y=―14x2+1;(2)∵M(m,0),∴N(m,―14m2+1),∴MN=―14m2+1,∴C矩形MNFG=2(MG+MN)=2[2m+(―14m2+1)]=―12m2+4m+2,∵―12<0,对称轴为m=4,且12≤m≤1,∴当m=1时,C有最大值,最大值为11 2,∴长方形窗户框架的成本为112×10=55(元),∴395+55=450(元),答:每个B型活动板房的成本是450元;(3)根据题意,得W=(n﹣450)[100+20(600―n)10]=﹣2(n﹣550)2+20000,∵﹣2<0,∴当n=550 时,W有最大值,且最大值为20000,答:公司将销售单价n定为550 元时,每月销售B型活动板房所获利润W最大,最大利润20000元.。
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二次函数模型的应用探究
学习单1
问题:怎样确定面积的最大值?
引导问题:
从地面竖直向上抛出一小球,小球的高度 h(单位:m)与小球的运动时间 t(单位:s)之间的关系式是h= 30t - 5t 2 (0≤t≤6).小球的运动时间是多少时,小球最高?小球运动中的最大高度是多少?
探究问题:
用总长为 60 m 的篱笆围成矩形场地,矩形面积 S 随矩形一边长 l 的变化而变化.当 l 是多少米时,场地的面积 S 最大?
归纳探究,总结方法:
运用新知:
为了改善小区环境,某小区决定要在一块一边靠墙(墙长 25 m)的空地上修建一个矩形绿化带 ABCD,绿化带一边靠墙, 另三边用总长为 40 m 的栅栏围住 (如下图).设绿化带的 BC 边长为 x m,绿带的面积为 y m 2.
(1)求 y 与 x 之间的函数关系式,并写出自变量 x 的取值范围.
(2)当 x 为何值时,满足条件的绿化带的面积最大?
问题:怎样定价利润最大?
引导问题:
某种商品每件的进价为30元,在某段时间内若以每件x元出售,可卖出(100-x)件,应如何定价才能使利润最大?
探究问题:
某商品现在的售价为每件 60 元,每星期可卖出300件.市场调查反映:如调整价格,每涨价 1 元,每星期要少卖出 10 件;每降价 1 元,每星期可多卖出 20 件.已知商品的进价为每件 40 元,如何定价才能使利润最大?
归纳探究,总结方法:
运用新知:
某宾馆有50个房间供游客居住,当每个房间每天的定价为180元时,房间会全部住满;当每个房间每天的定价每增加10元,就会有一个房间空闲。
如果游客居住房间,并关需对每个房间每天支出20元的各种费用。
房价定位多少时,宾馆利润最大?
问题:拱桥问题
引导问题:
飞机着陆后滑行的距离s(单位:m)关于滑行的时间t(单位:s)的函数解析式是y=60t-1. 5t2.飞机着陆后滑行多远才能停下来?
探究问题:
图中是抛物线形拱桥,当拱顶离水面 2 m时,水面宽 4 m . 水面下降 1 m,水面宽度增加多少?
归纳探究,总结方法:
运用新知:
有一座抛物线形拱桥,正常水位时桥下水面宽度为 20 m,拱顶距离水面 4 m. (1)如图所示的直角坐标系中,求出这条抛物线表示的函数的解析式;
(2)设正常水位时桥下的水深为 2 m,为保证过往船只顺利航行,桥下水面的宽度不得小于 18 m.求水深超过多少 m 时就会影响过往船只在桥下顺利航行.
问题:探究与二次函数有关的数学问题
引导问题:
观察下列两个两位数的积(两个乘数的十位上的数都是 9,个位上的数的和等于 10),猜想其中哪个积最大.
91×99,92×98,…,98×92,99×91.
探究问题:
(1)在平面直角坐标系中,点A的坐标是(0,2).在x轴上任取一点M,完成下列作图步骤:
①连接AM,作线段AM的垂直平分线l
1,过M作x轴的垂线l
2
,记
l
1,l
2
的交点为P.
②在x轴上多次改变点M的位置,用①的方法得到相应的点P,把这些点用平滑的曲线连接起来.
观察画出的曲线L,猜想它是我们学过的哪种曲线.
(2)对于曲线L上任意一点P,线段PA与PM有什么关系?设点P的坐标为(x,y),你能由PA与PM的关系得到x,y满足的关系式吗?你能由此确定曲线L是哪种曲线吗?你得出的结论与(1)中你的猜想一样吗?
归纳探究,总结方法:
运用新知:
分别用定长为L的线段围成矩形和圆,哪种图形的面积大?为什么?
问题:推测刹车距离与刹车时间的关系
探究问题:
行驶中的汽车,在刹车后由于惯性的原因,还要继续向前滑行一段距离才能停住,这段距离称为“刹车距离”.为了测定某种型号汽车的刹车性能,对这种汽车的刹车距离进行测试,测得的数据如下表
(1)在如图所示网格中,建立平面直角坐标系,描出这些数据所表示的点,并用平滑的曲线连接这些点,得到某函数的大致图象,探究刹车时车速、刹车距离之间的函数关系;
(2)测量必然存在误差,通过观察图象估计函数的类型,求出一个大致满足这些数据的函数表达式;
(3)一辆该型号汽车在高速公路上发生交通事故,现场测得刹车距离约为40米,已知这条高速公路限速100千米/时,请根据你确定的函数表达式,通过计算判断在事故发生时,汽车是否超速行驶.。