内容正文:
专题15 实际问题与二次函数
新知预习
(一)实际问题类型
(1)几何面积型(2)拱桥型(3)抛掷型(4)销售利润型(5)动点型
新知训练
考点1:几何面积
典例1:(2023秋·山东泰安·九年级校考期末)如图,在美化校园的活动中,某兴趣小组借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用长的篱笆围成一个矩形花园(篱笆只围,两边),设.
(1)若花园的面积为,求x的值;
(2)若在P处有一棵树与墙,的距离分别是和,要将这棵树围在花园内(含边界,不考虑树的粗细),求花园面积的最大值.
【变式1】(2023·广西柳州·统考模拟预测)如图,在预防新冠肺炎疫情期间,某校在校门口用塑料膜围成一个临时隔离区,隔离区一面靠长为的墙(隔离区靠墙这面不需要塑料膜),隔离区分成两个区域,中间用塑料膜隔开,已知整个隔离区塑料膜总长为,如果隔离区出入口的大小不计,并且隔离区靠墙的面不能超过墙长,设垂直于墙的一边为为,隔离区面积为.
(1)求S关于x的函数解析式;
(2)如果要围成面积为的隔离区,那么的长为多少?
(3)求隔离区面积的最大值.
【变式2】(2022秋·福建三明·九年级统考期末)如图,正方形是一张边长为的皮革.皮雕师傅想在此皮革两相邻的角落分别切下与后得到一个五边形,其中P,Q,R三点分别在边,,上,且,.
(1)若,将的面积用含x的代数式表示;
(2)五边形的面积是否存在最大值?若存在,请求出该最大值;若不存在,请说明理由.
【变式3】(2023春·广东广州·九年级执信中学校考阶段练习)如图,有长为的篱笆,现一面利用墙(墙的最大可用长度a为5m),设花圃的宽为xm,面积为.
(1)求S与x的函数关系式及x值的取值范围;
(2)要围成面积为的花圃,的长是多少米?
(3)当的长是多少米时,围成的花圃面积最大?
考点2:拱桥型
典例2:(2023·安徽合肥·合肥市第四十五中学校考一模)如图是某隧道截面示意图,它是由抛物线和长方形构成,已知米,米,抛物线顶点到地面的垂直距离为10米,以所在直线为轴,以所在直线为轴建立直角坐标系,
(1)求抛物线的解析式;
(2)一辆特殊货运汽车载着一个长方体集装箱,集装箱宽为4米,最高处与地面距离为6米,隧道内设双向行车道,双向行车道间隔距离为2米,交通部门规定,车载货物顶部距离隧道壁的竖直距离不少于米,才能安全通行,问这辆特殊货车能否安全通过隧道?
【变式1】(2023·河南·模拟预测)根据《平顶山市志》记载,中兴路湛河桥是“市区第一座横跨湛河的大桥”.已知该桥的桥拱为抛物线形,在正常水位时测得水面的宽为,最高点距离水面,如图所示以所在的直线为轴,的中点为原点建立平面直角坐标系.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)某次大雨后水面上涨至,测得最高点距离的高度为,求桥拱下水面的宽度.
【变式2】(2023春·湖北武汉·九年级校联考阶段练习)一座拱桥的界面轮廓为抛物线型(如图1),拱高6m,跨度20m,相邻两支柱间的距离均为5m.
(1)将抛物线放在所给的直角坐标系中(如图2),其表达式是的形式,请根据所给的数据求出a、c的值;
(2)求支柱MN的长度;
(3)拱桥下地平面是双向行车道(正中间是一条宽3m的隔离带),其中的一条行车道要能并排行驶三辆宽2m的汽车(汽车间的间隔忽略不计),则在最外侧车道上的汽车最高为_____m.高为2.5m的汽车在最外侧车道___(填“能”或“不能”)顺利通过拱桥下面.
【变式3】(2023秋·安徽池州·九年级统考期末)某段公路上有一条双向线隧道(可双向行驶,车辆不能行驶在中间线上)隧道的纵截面由矩形的三边和一段抛物线构成.以AB所在的直线为x轴,AB的中垂线为y轴建立如图所示的直角坐标系,已知隧道宽度米,隧道最高处距路面米,矩形的宽米.
(1)求这条抛物线的表达式.
(2)为了保证安全,交通部门要求行驶车辆的顶部(设为平顶)与隧道的顶部在竖直方向上的高度差至少为0.5米,问该隧道能通过宽为3米的货车的最高高度为多少米?
考点3:抛掷型
典例3:(2023·江苏盐城·统考一模)比萨斜塔是意大利的一座著名斜塔,据说物理学家伽利略曾在塔顶上做过著名的自由落体试验:在地球上同一地点,不同质量的物体从同一高度同时下落,如果除地球引力外不考虑其他外力的作用,那么它们的落地时间相同.
已知:某建筑的高度为44.1m,将一个小铁球P(看成一个点)从A处向右水平抛出,在水平方向小铁球移动的距离与运动时间之间的函数表达式是:,在竖直方向物体的下落距离与下落时间之间的函数表达式为.以点O为坐标原点,水平向右为x轴,所在直线为y轴,取1m为单位长度,建立如图所示平面直角坐标系,已知小铁球运动形成的轨迹为抛物线.
(1)求小铁球从抛出到落地所需的时间;
(2)当时,求小铁球P此时的坐标;