内容正文:
专题特训 二次函数的实际应用
类型一 图形面积问题
1. 将长为56cm的铁丝剪成两段,并把每一段铁丝做成一个最大的正方形.设这两个正方形的面积之和为Scm2,当两段铁丝的长度分别为多少时,S有最小值?
解:设其中一个正方形的边长为xcm,则另一个正方形的边长为=(14-x)cm.根据题意,得S=x2+(14-x)2=2x2-28x+196.∵ 2>0,∴ 当x=-=7时,S有最小值.∵ 7×4=28(cm),56-28=28(cm),∴ 当两段铁丝的长度都为28cm时,S有最小值.
2. 如图,用长30m的竹篱笆围成一个矩形菜园,其中一边靠墙,墙长10m,墙的对面有一道2m宽的门.设垂直于墙的一边长为xm,菜园的面积为Sm2.
(第2题)
(1) 直接写出S与x之间的函数表达式.
解:(1) 根据题意,得S=(30-2x+2)x=-2x2+32x.
(2) 若菜园的面积为96m2,求x的值.
解:(2) 当S=96时,-2x2+32x=96,解得x1=12,x2=4.∵ 墙长10m,门宽2m,∴ 2≤30-2x+2≤10,解得11≤x≤15.∴ x的值为12.
(3) 若在墙的对面再开一道宽为a(0<a<3)m的门,且菜园的最大面积为124m2,求a的值.
解:(3) 根据题意,得S=(30-2x+a+2)x=-2x2+(32+a)x.∵ a+2≤30-2x+a+2≤10,∴ a+11≤x≤15.∵ 抛物线的对称轴为直线x=-=<<11,∴ 当x=a+11时,S=124,即-2+(32+a)=124,解得a=2.8.
(第2题)
3. 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80m的围网在水库中围成了如图所示的①②③三块矩形区域,而且这三块矩形区域的面积相等.设BC的长度为xm,矩形区域ABCD的面积为ym2.
(1) 求y与x之间的函数表达式,并写出自变量x的取值范围.
解:(1) ∵ 三块矩形区域的面积相等,∴ 矩形AEFD的面积是矩形BCFE面积的2倍.∴ AE=2BE.设BE=FC=am,则AE=HG=DF=2am.∴ 3×2a+2a+2x=80,即8a+2x=80.∴ a=-x+10.∴ y=3ax=x=-x2+30x.∵ x>0,-x+10>0,∴ 0<x<40.∴ y=-x2+30x(0<x<40).
(第3题)
(2) 当x为何值时,y有最大值?最大值是多少?
解:(2) ∵ y=-x2+30x=-(x-20)2+300(0<x<40),且-<0,∴ 当x=20时,y有最大值,最大值是300.
(第3题)
类型二 商品利润问题
4. (2022·荆门)某商场销售一种进价为30元/个的商品,当销售价格x(元/个)满足40<x<80时,其销售量y(万个)与x之间的函数表达式为y=-x+9.销售过程中的其他开支为50万元.
(1) 求该商场销售这种商品的净利润z(万元)与销售价格x(元/个)之间的函数表达式.当销售价格定为多少时,净利润最大?最大净利润是多少万元?
解:(1) z=y(x-30)-50=(x-30)-50=-x2+12x-320.
∵ -<0,∴ 当x=-=-=60时,z最大,即当销售价格定为60元/个时,净利润最大,最大净利润为-×602+12×60-320=40(万元).
(2) 若净利润预期不低于17.5万元,试求出x的取值范围.若还需考虑销售量尽可能大,则销售价格应定为多少?
解:(2) 当z=17.5时,17.5=-x2+12x-320,解得x1=45,x2=75.∵ 净利润预期不低于17.5万元,且-<0,∴ 45≤x≤75.∵ 在y=-x+9(45≤x≤75)中,y随x的增大而减小,∴ 当x=45时,销售量最大.∴ 销售价格应定为45元/个.
类型三 “抛物线形”问题
5. (2022·陕西)现要修建一条隧道,其截面为抛物线形.如图,线段OE表示水平的路面,以O为坐标原点,以OE所在直线为x轴,以过点O且垂直于x轴的直线为y轴,建立平面直角坐标系.根据设计要求,OE=10m,该抛物线的顶点P到OE的距离为9m.
(1) 求满足设计要求的抛物线对应的函数表达式.
解:(1) 由题意知,抛物线的顶点P的坐标为(5,9),∴ 设抛物线对应的函数表达式为y=a(x-5)2+9.把(0,0)代入,得a=-,∴ 抛物线对应的函数表达式为y=-(x-5)2+9.
(第5题)
(2) 现需在这条隧道内壁上安装照明灯,在该抛物线上的点A,B处分别安装照明灯.已知点A,B到OE的距离均为6m,求点A,B的坐标.
解:(2) 令y=6,得-(x-5)2+9=6,解得x1=5+,x2=5-.∴ A,B.
(第5题)
6. (2022·芜湖一模)如图①所示为某种发石车,这是古代一