内容正文:
3.5 二次函数的实际应用
2024/4/3
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二次函数的实际应用
1.利用二次函数解决实际问题的一般步骤
(1)审:审清题意,理解问题;
(2)找:分析问题中的变量和常量以及它们之间的关系;
(3)列:用函数解析式表示它们之间的关系(建立数学模型);
(4)解:用数学方法求解;
(5)验:检验结果的合理性;
(6)答:写出问题的答案.
2.常见题型
(1)最值问题:在日常生活中,经常遇到求某种图形的最大面积、获取最大经济利润、怎样最节省开支等问题,利用二次函数的图象和性质,便可以解决这类问题,这就需要把这类问题转化为求二次函数的最值问题.解决该类问题的一般步骤为:
(ⅰ)找:找题目中的数量关系;
(ⅱ)列:列出函数关系式;
(ⅲ)求:利用配方法将表达式化为y=a(x-h)2+k的形式或利用公式法确定最值.
(2)抛物线形问题:在实际生活中常遇到以下抛物线形问题:拱形桥洞、涵洞、隧道、拱形门、球类的运动路线、跳水运动员的跳水路线等,对此类问题要正确地建立模型,选择合理的位置建立平面直角坐标系,用待定系数法确定函数表达式,进而解决问题.
二次函数与几何图形的综合应用
(1)根据几何图形的性质,探求图形中的关系式;
(2)根据几何图形的关系式确定二次函数解析式;
(3)利用配方法等确定二次函数的最值,解决问题.
考点一 面积问题
典例1 (2023·天津)如图,要围一个矩形菜园ABCD,其中一
边AD是墙,且AD的长不能超过26 m,其余的三边AB,BC,CD用
篱笆,且这三边的和为40 m,有下列结论:①AB的长可以为6 m
②AB的长有两个不同的值满足菜园ABCD面积为192 m2 ③菜园
ABCD面积的最大值为200 m2.其中,正确结论的个数是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
思路导析 设AB的长为x m,矩形ABCD的面积为y m2,则BC的长为(40-2x) m,根据矩形的面积公式列二次函数解析式,再分别根据BC的长不能超过26 m,二次函数的最值,解一元二次方程求解即可.
1.(2023·大庆)某建筑物的窗户如图所示,上半部分△ABC是等腰三角形,AB=AC,AF∶BF=3∶4,点G,H,F分别是边AB,AC,BC的中点;下半部分四边形BCDE是矩形,BE∥IJ∥MN∥CD,制造窗户框的材料总长为16米(图中所有黑线的长度和),设BF=x米,BE=y米.
(1)求y与x之间的函数关系式,并求出自变
量x的取值范围;
(2)当x为多少时,窗户透过的光线最多(窗
户的面积最大),并计算窗户的最大面积.
解:(1)∵四边形BCDE是矩形,
∴BC∥DE,
∵BE∥IJ∥MN∥CD,
∴BE=IJ=MN=CD=y.
∵AB=AC,点F是边BC的中点,
∴BC=DE=2x,AF⊥BC,
∵AF∶BF=3∶4,
∴AF= ,∴AB=AC=
∵点G,H,F分别是边AB,AC,BC的中点,
∴FG=FH=
∴4y=16-2x×2-
∴4y=16- ,
∴y=4- ,
∵
∴0<x< ,∴y=4- ;
(2)设窗户面积为S,
则S=
=8x- x2
=
∴当x= 米时,窗户透过的光线最多(窗户的面积最大),
最大面积为 平方米.
2.(2023·徐州)如图,正方形纸片ABCD的边长为4,将它剪去4个全等的直角三角形,得到四边形EFGH.设AE的长为x,四边形EFGH的面积为y.
(1)求y关于x的函数表达式;
(2)当AE取何值时,四边形EFGH的面积为10?
(3)四边形EFGH的面积是否存在最小值?若
存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵在正方形纸片ABCD上剪去4个全等的直角三角形,
∴∠AHE=∠DGH,∠DGH+∠DHG=90°,HG=HE,
∵∠EHG=180°-∠AHE-∠DHG,
∠EHG=90°,四边形EFGH为正方形,
在△AEH中,AE=x,AH=BE=AB-AE=4-x,∠A=90°,
∴HE2=AE2+AH2=x2+(4-x)2=2x2-8x+16,
∴正方形EFGH的面积y=HE2=2x2-8x+16;
∵AE,AH不能为负,∴0≤x≤4,
故y关于x的函数表达式为y=2x2-8x+16(0≤x≤4);
(2)令y=10,得2x2-8x+16=10,
整理,得x2-4x+3=0,
解得x1=1,x2=3,
故当AE取1或3时,四边形EFGH的面积为10;
(3)存在.
正方形EFGH的面积y=2x2-8x+16=2(x-2)2+8(0≤x≤4),
∴当x=2时,y有最小值8,即四边形EFGH的面积最小为8.