内容正文:
华师大版数学
九年级下册
二次函数的应用
亲爱的同学们,上节课我们学习了y=ax2+bx+c(a≠0)的图象和性质,请同学们回忆一下当a>0, a<0时函数的具体性质?
新知讲解
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象和性质
抛物线
顶点坐标
对称轴
位置
开口方向
增减性
最值
y=ax2+bx+c(a>0)
y=ax2+bx+c(a<0)
由a,b和c的符号确定
由a,b和c的符号确定
向上
向下
在对称轴的左侧,y随着x的增大而减小. 在对称轴的右侧, y随着x的增大而增大.
在对称轴的左侧,y随着x的增大而增大. 在对称轴的右侧, y随着x的增大而减小.
我们已经研究了图y=ax2+bx+c,现在让我们应用二次函数的有关知识去解决本章第1节中提出的两个问题。
实际上是需要求出自变量x为何值时,二
次函数 y=-2x2+20x (0<x<10)取得最大值。
将这个函数关系式配方,得
y=-2(x-5)2+50
显然,这个函数的图象开口向下 ,顶点坐标是
(5,50),这就是说,当x=5时,函数取得最大值,
最大值y=50
这时,AB=5(m),BC=20-2x=10(m).
因此, 当围成的花圃与墙垂直的一边长5m,
与墙平行的一边长10m时,花圃的面积最大,最大面积为50m2
试从函数表达式来说明:当x=5时,函数取得最大值的道理。
实际上是需要求出自变量x为何值时 , 二次函数
y=-100x2+100x+200(0≤x≤2)
取得最大值。
请同学们自己完成这个问题的解答。
y=-100x2+100x+200
=-100(x2-x-2)
=-100[(x- ) 2- ]
=-100(x- ) 2+225
当x= 时,取得最大值,
最大值为225。
例5:用长为6m 的铝合金型材做一个形状如图所示的矩形窗框,宽各为多少时,它的透光面积最大,最大透光面积是多少?(铝合金型材宽度不计)
解:设矩形窗框的宽为xm,则长为 m。 这里应有x>0.且 >0 ,故0<x<2。
矩形窗框的透光面积y与x 之间的函数关系式是
即
配方得,
所以当x=1时,函数取得最大值 最大值y=1.5
x=1满足0<x<2,这时
因此,所做矩形窗框的宽为1m、长为1.5m时,它的透光面积最大,最大面积是1.5m2
先分析问题中的数量关系,列出函数关系式,再研究所得的函数,解决问题。
(1)如图,要搭建一个矩形的自行车棚,一边靠墙,另外三边围栏材料的总长为60米,怎样围才能使车棚的面积最大?
解:(1)设长方形的面积为 ,自行车棚的宽为xm,
由题意得:S=x(60-2x)=-2x2+60x,
即S=-2(x-15)2+450
∴当x=15时,车棚的面积最大,
答:让与墙垂直的边等于15m,与墙平行的边等于30m车棚的面积最大;
本题考查了二次函数在实际生活中的应用,及二次函数求最大值问题,利用配方法求最大值是常用的方法。
(2) 在(1)中,如果可利用的墙壁长为25米,怎样围才能使车棚的面积最大?
题(2)与题 (1)的解答完全相同吗? 试比较并作出正确的解答,和同学交流。
(2)设长方形的面积为Sm2 ,自行车棚的长(与墙平行的边)为ym,
由题意得: ,
即: ,
∵a= <0
∴ 当y≤30时,S随y的增大而增大,
当y=25时,车棚的面积最大,
答:让与墙垂直的边等于17.5m,与墙平行的边等于30m时车棚的面积最大;题(2)与题(1)的解答不完全相同,题(2)要考虑墙的课利用长度,题(1)不用考虑。
二次函数求解问题的基本步骤:
第一步设自变量;
第二步建立函数的解析式;
第三步并根据自变量的实际意义,确定自变量的取值范围;
第四步根据顶点坐标公式或配方法求出最大值或最小值
(注意:在自变量的取值范围内)
已知:用长为12cm的铁丝围成一个矩形,一边长为xcm.,面积为ycm2,问何时矩形的面积最大?
解: ∵周长为12cm, 一边长为xcm , ∴ 另一边为(6-x)cm
∴ y=x(6-x)=-x2+6x (0< x<6)
=-(x-3) 2+9
∵ a=-1<0, ∴ y有最大值
当x=3cm时,y最大值=9 cm2,此时矩形的另一边也为3cm
答:矩形的两边都是3c