19.4 二次函数的应用( 第2课时 与面积相关的应用、建立坐标利用抛物线解决实际问题 题型提分练)数学北京版九年级上册
2025-10-30
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学北京版(2013)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 19.4 二次函数的应用 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.63 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2024-08-28 |
| 作者 | WPS_1632576433 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2024-08-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47051655.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
19.2二次函数的应用 第2课时 同步练习
题型 二次函数在计算面积中的应用、建立二次函数解决实际问题
1.如图1是莲花山景区一座抛物线形拱桥,按图2所示建立平面直角坐标系,得到抛物线解析式为y,正常水位时水面宽AB为36m,当水位上升5m时水面宽CD为( )
A.10m B.12m C.24m D.48m
2.如图,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5m的墙,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12m,如果隔离区出入口的大小不计,并且隔离区靠墙的一面不能超过墙长,小明认为:隔离区的最大面积为12m2;小亮认为:隔离区的面积可能为9m2.则:( )
A.小明正确,小亮错误 B.小明错误,小亮正确
C.两人均正确 D.两人均错误
3.如图,用一段长为60m的篱笆围成一个一边靠墙(墙的长度不限)的长方形菜园ABCD,设与墙平行的篱笆AB的长为x m,菜园的面积为y m2,试写出y与x之间的关系式 .
4.如图,某小区规划在一块边长为x米的正方形场地上,铺设两条宽为1米的小路,其余部分铺设草坪,则草坪的面积y(米2)与正方形场地边长x(米)之间的关系式为 .
5.发射一枚炮弹,经x秒后的高度为y米,且时间与高度的关系为y=ax2+bx(a≠0).若此炮弹在第7秒与第15秒时的高度相等,则第 秒时,炮弹位置达到最高.
6.【发现问题】
由(a﹣b)2≥0得,a2+b2≥2ab;如果两个正数a,b,即a>0,b>0,则有下面的不等式:,当且仅当a=b时取到等号.
【提出问题】
若a>0,b>0,利用配方能否求出a+b的最小值呢?
【分析问题】
例如:已知x>0,求式子的最小值.
解:令a=x,,则由,得,当且仅当时,即x=2时,式子有最小值,最小值为4.
【解决问题】
请根据上面材料回答下列问题:
(1)2+3 ;6+6 .(用“=”“>”“<”填空)
(2)当x>0,式子的最小值为 ;
【能力提升】
(3)当x<0,则当x= 时,式子取到最大值;
(4)用篱笆围一个面积为32平方米的长方形花园,使这个长方形花园的一边靠墙(墙长20米),问这个长方形的长、宽各为多少时,所用的篱笆最短,最短的篱笆是多少?
(5)如图,四边形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,△AOB、△COD的面积分别是8和14,求四边形ABCD面积的最小值.
7.拱桥造型优美,是中国最常用的一种桥梁形式.现在某地,有一座拱桥,跨度AB为60m,拱顶C离地面高18m,拱桥的形状是一条抛物线;
(1)以AB的中点为坐标原点,如图建立坐标系,请求出该拱桥所在抛物线的表达式;
(2)当水面宽度小于或等于30m时,需要采取紧急措施.现在水面距离拱顶为4m,是否需要采取紧急措施;
(3)某人在拱顶C处踢一足球,足球最高点位置距人水平距离为8m,竖直距离为6m,已知足球的运动轨迹为一条抛物线,请问足球会落在桥上吗?
8.数学活动:如何提高篮球运动罚球命中率——以小华同学为例
活动背景:某学校体育节进行班级篮球比赛,在训练过程中发现小华同学罚球命中率较低,为帮助小华同学提高罚球命中率,该班数学小组拍摄了如图1片并测量了相应的数据(图片标注的是近似值).
(1)模型建立:如图2所示,直线AE是地平线,A为小华罚球时脚的位置,篮球在运动过程中B、D、F为篮球的三个不同位置,B点为球出手时候的位置.已知AB=1.75m,CD=3.202m,EF=3.042m,AC=2.2m,AE=3.8m,篮球运动轨迹是抛物线的一部分,数学小组以A、B、C、D、E、F中的某一点为原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立平面直角坐标系,计算出篮球的运动轨迹对应的抛物线解析式为,根据解析式,请你判断该数学小组是以点 (填A、B、C、D、E、F中的一个)作为坐标原点.
(2)问题解决:已知篮球框与罚球线水平距离为4米,距离地面为3米,请问在(1)的情况下,小华的这次罚球能否罚进?并说明理由.
(3)模型应用:如图3所示为抛物线的一部分函数图象,抛物线外一点P(4,3),试通过计算说明在不改变抛物线形状的情况下,把原抛物线向上平移多少个单位,能使平移后的抛物线经过点P.
9.【发现问题】:小明和小强做弹球游戏,如图1,小明向斜坡抛一个乒乓球,乒乓球弹起的运行路线是一条抛物线,乒乓球落地后又弹起,第二次弹起的运行路线和第一次运行路线的抛物线形状相同,小强在地面立一块高度为0.4m的木板,当乒乓球在第二次下落时能落在木板上,则小强获胜.
【提出问题】:小强将木板放在距斜坡底端多远,才能确保获胜?
【分析问题】:小强以斜坡底端O为坐标原点,地面水平线为x轴,取单位长度为1m,建立如图2所示的平面直角坐标系,乒乓球的大小忽略不计,经测量发现,抛球点A的坐标为(﹣1,3.36),第一次弹起的运行路线最高点坐标为(﹣0.5,3.61),第二次弹起的最大高度为1.21m.小强通过这些数据,经过计算,确定了木板立的位置,从而确保自己获胜.
【解决问题】:
(1)求乒乓球第一次弹起运行路线的抛物线的解析式;
(2)求乒乓球第一次落地点B距斜坡底端O的距离;
(3)小强将木板立在距斜坡底端O多远的范围内,才能确保自己获胜?
10.综合与应用
为促进中学生全面发展,培养良好体质,某班同学在“大课间”开展“集体跳绳”运动.跳绳时,绳甩到最高处时的形状是抛物线y=ax2+bx+c的部分图象.以点O为原点建立如图所示的平面直角坐标系,若摇绳的两人之间间距为6米,摇绳时两人手离地面均为米;已知小丽身高1.575米,在距离摇绳者A的水平距离1.5米处,绳子刚好经过她的头顶.
【阅读理解】
(1)求图中抛物线的解析式;(不需要求自变量取值范围)
【问题解决】
(2)体育龙老师身高1.82米,请问他适合参加本次运动吗?说明理由;
(3)若多人进入跳绳区齐跳,且大家身高均为1.7米,要求相邻两人之间间距至少为0.6米,试计算最多可供几人齐跳.
1.根据以下素材,探索完成任务.
你知道羽毛球的比赛规则吗?
问题背景
素材1
如图1,在羽毛球单打比赛中,场地的边界线分为左右边界和前后边界.球员站在自己一方的后场发球,将球发到对角的对方的后场,或使用其他技巧将球发到对方的前场.
素材2
球员在发球时,必须将球击过网并发到对方场地的对角后场边界之内.如果球落在边界之外,则发球方失分.在接发球时,球员必须站在自己一方的接发球区域内接球.
素材3
如图2,若发球队员的击球点距离地面1米,网高1.55米,对方的前边界与击球点水平距离为3.96米,对方的后边界与击球点水平距离为8.68米,羽毛球的运行轨迹可以抽象为抛物线的一部分图象.
问题解决
条件
在水平地面上建x轴,过击球点A向水平地面作垂线,建y轴.在平面直角坐标系中,发球人的击球点A的坐标为(0,1).(以下三次发球均为有效发球,不考虑左右边界)
任务1
第一次发球时,羽毛球的运行轨迹近似满足y=ax2+bx+c(a≠0),此时球网与发球人的击球点的水平距离为2米,且抛物线恰好关于球网对称,如果按轨迹运行,羽毛球能够过网并落在对方前场.
请问此时的羽毛球是否出界?请说明理由.
任务2
第二次发球时,羽毛球的运行轨迹近似满足yx2+bx+c,如果按轨迹运行,落地点与击球点的水平距离为4米,此时球网与发球人的击球点的水平距离为2米.
请问此时的羽毛球过网了吗?请说明理由.
任务3
第三次发球时,羽毛球的运行轨迹近似满足yx2+bx+c,如果按轨迹运行,落地点与击球点的水平距离为8米,球网与发球人的击球点的水平距离为2米,此时对方球员站立的地点与球网的水平距离为3米,该球员向上伸直手臂挥拍的最大高度为2.2米.(参考数据:682=4624)
请问该球员至少要后退多少米才能接到球?请说明理由.
2.某公园内人工湖上有一座拱桥(横截面如图所示),跨度AB为4米.在距点A水平距离为d米的地点,拱桥距离水面的高度为h米.小红根据学习函数的经验,对d和h之间的关系进行了探究.
下面是小红的探究过程,请补充完整:
(1)经过测量,得出了d和h的几组对应值,如表.
d/米
0
0.6
1
1.8
2.4
3
3.6
4
h/米
0.88
1.90
2.38
2.86
2.80
2.38
1.60
0.88
在d和h这两个变量中, 是自变量, 是这个变量的函数;
(2)在下面的平面直角坐标系xOy中,画出(1)中所确定的函数的图象;
(3)结合表格数据和函数图象,解决问题:
①桥墩露出水面的高度AE为 米;
②公园欲开设游船项目,现有长为3.5米,宽为1.5米,露出水面高度为2米的游船.为安全起见,公园要在水面上的C,D两处设置警戒线,并且CE=DF,要求游船能从C,D两点之间安全通过,则C处距桥墩的距离CE至少为 米.(精确到0.1米)
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19.2二次函数的应用 第2课时 同步练习
题型 二次函数在计算面积中的应用、建立二次函数解决实际问题
1.如图1是莲花山景区一座抛物线形拱桥,按图2所示建立平面直角坐标系,得到抛物线解析式为y,正常水位时水面宽AB为36m,当水位上升5m时水面宽CD为( )
A.10m B.12m C.24m D.48m
【分析】根据正常水位时水面宽AB,求出当x=18时y=﹣9,再根据水位上升5米时y=﹣4,代入解析式求出x即可.
【解答】解:∵AB=36米,
∴当x=18时,y182=﹣9,
当水位上升5米时,y=﹣4,
把y=﹣4代入抛物线表达式得:﹣4x2,
解得x=±12,
此时水面宽CD=24(m),
故选:C.
【点评】本题考查二次函数的应用,关键是通过建立适当坐标系求出抛物线解析式.
2.如图,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5m的墙,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12m,如果隔离区出入口的大小不计,并且隔离区靠墙的一面不能超过墙长,小明认为:隔离区的最大面积为12m2;小亮认为:隔离区的面积可能为9m2.则:( )
A.小明正确,小亮错误 B.小明错误,小亮正确
C.两人均正确 D.两人均错误
【分析】设平行于墙的长度为x m(0<x≤5),隔离区的面积为S m2,根据矩形的面积公式列出S关于x的二次函数关系式,求得其对称轴,根据二次函数的性质及走不了了的取值范围可得S的最大值;令S=9,求得方程的解并根据自变量的取值范围作出取舍,则可判断小亮的说法.
【解答】解:设平行于墙的长度为x m(0<x≤5),隔离区的面积为S m2,由题意得:
Sx
x2+4x,
∴对称轴为x6,
∵0<x≤5,抛物线开口向下,在对称轴左侧,S随x的增大而增大,
∴当x=5时,S有最大值:
Smax52+4×5
20
.
∵912,
∴小明错误;
令S=9得:9x2+4x,
解得:x1=9(舍),x2=3,
∴
x=3时,S=9.
∴隔离区的面积可能为9m2.
故选:B.
【点评】本题考查了二次函数在实际问题中的应用,数形结合并熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
二.填空题(共3小题)
3.如图,用一段长为60m的篱笆围成一个一边靠墙(墙的长度不限)的长方形菜园ABCD,设与墙平行的篱笆AB的长为x m,菜园的面积为y m2,试写出y与x之间的关系式 yx2+30x .
【分析】根据矩形的面积公式,可得函数解析式.
【解答】解:(1)因为与墙平行的篱笆AB的长为x m,
所以与墙垂直的篱笆AD的长为m,
则长方形的面积y=x•x2+30x,
故答案为:yx2+30x.
【点评】本题考查了二次函数的应用,矩形的面积公式得出函数解析式是解题关键.
4.如图,某小区规划在一块边长为x米的正方形场地上,铺设两条宽为1米的小路,其余部分铺设草坪,则草坪的面积y(米2)与正方形场地边长x(米)之间的关系式为 y=x2﹣2x+1 .
【分析】直接利用平移的性质得出草地所占面积.
【解答】解:由题意可得:y=(x﹣1)2=x2﹣2x+1,
故答案为:y=x2﹣2x+1.
【点评】本题考查二次函数的应用,正确利用平移表示面积是解题关键.
5.发射一枚炮弹,经x秒后的高度为y米,且时间与高度的关系为y=ax2+bx(a≠0).若此炮弹在第7秒与第15秒时的高度相等,则第 11 秒时,炮弹位置达到最高.
【分析】求出抛物线的对称轴,即可得炮弹位置达到最高时x的值.
【解答】解:∵此炮弹在第7秒与第15秒时的高度相等,
∴抛物线的对称轴是直线x11,
∴炮弹位置达到最高时,时间是第11秒.
故答案为:11.
【点评】本题考查二次函数的应用,解题的关键是求出抛物线的对称轴.
6.【发现问题】
由(a﹣b)2≥0得,a2+b2≥2ab;如果两个正数a,b,即a>0,b>0,则有下面的不等式:,当且仅当a=b时取到等号.
【提出问题】
若a>0,b>0,利用配方能否求出a+b的最小值呢?
【分析问题】
例如:已知x>0,求式子的最小值.
解:令a=x,,则由,得,当且仅当时,即x=2时,式子有最小值,最小值为4.
【解决问题】
请根据上面材料回答下列问题:
(1)2+3 > ;6+6 = .(用“=”“>”“<”填空)
(2)当x>0,式子的最小值为 2 ;
【能力提升】
(3)当x<0,则当x= ﹣3 时,式子取到最大值;
(4)用篱笆围一个面积为32平方米的长方形花园,使这个长方形花园的一边靠墙(墙长20米),问这个长方形的长、宽各为多少时,所用的篱笆最短,最短的篱笆是多少?
(5)如图,四边形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,△AOB、△COD的面积分别是8和14,求四边形ABCD面积的最小值.
【分析】根据材料提供的信息解答即可.
【解答】解:(1)∵当a>0,b>0时,
有a2+b2≥2ab,即,
令,,则
.
当且仅当,a=b时,取“=”,
显然,,
∴.
同理可得,,
当且仅当,6=6时,能取“=”,
∴.
故答案为:>,=.
(2)当x>0,令a=x,,
则由,得
.
当且仅当,时,即x=1时,式子有最小值,最小值为2.
∴的最小值为:2.
故答案为:2.
(3)∵x<0,
∴﹣x>0,
则根据,得到
,
当且仅当,时,x=±3,
又∵x<0,
∴x=﹣3.
故答案为:﹣3.
(4)设这个长方形垂直于墙的一边的长为x米,则平行于墙的一边为y(0<y≤20)米,
则xy=32,
∴,
∴所用篱笆的长为米,
(米),
∵当且仅当时,的值最小,
∴x=4或x=﹣4(舍).
∴这个长方形的长、宽分别为8米,4米时,所用的篱笆最短,最短的篱笆是16米.
(5)设点B到AC的距离为h1(h1>0),点D到OC的距离为h2(h2>0),
又∵△AOB、△COD的面积分别是8和14,
∴,,
∴,
∴SABCD=S△ABC+S△ADC
.
当且仅当时,取等号,
∴四边形ABCD面积的最小值为.
【点评】本题主要考查阅读材料,材料阅读题是中学阶段所学习的重要内容,体会材料中的数学思想与方法,学会用新方法去解决数学中的问题,对学生的要求较高,是一道拔高型的综合题目.
7.拱桥造型优美,是中国最常用的一种桥梁形式.现在某地,有一座拱桥,跨度AB为60m,拱顶C离地面高18m,拱桥的形状是一条抛物线;
(1)以AB的中点为坐标原点,如图建立坐标系,请求出该拱桥所在抛物线的表达式;
(2)当水面宽度小于或等于30m时,需要采取紧急措施.现在水面距离拱顶为4m,是否需要采取紧急措施;
(3)某人在拱顶C处踢一足球,足球最高点位置距人水平距离为8m,竖直距离为6m,已知足球的运动轨迹为一条抛物线,请问足球会落在桥上吗?
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)将y=14代入求得,得到此时水面宽度为 m,与30m比较即可求解;
(3)设足球轨迹抛物线表达式为:y=m(x﹣8)2+24,再将C(0,18)代入,求得足球轨迹抛物线表达式,据此求解即可.
【解答】解:(1)由题意可知:A(﹣30,0),B(30,0),C(0,18),C点为顶点;
设拱桥所在抛物线的表达式为:y=ax2+18,
代入A(﹣30,0),得:0=302a+18,
解得:,
∴拱桥所在抛物线的表达式为:;
(2)将y=14代入得:,
解得:,
所以此时水面宽度为 m,
又∵,
所以需要采取紧急措施;
(3)若人朝x轴正方向踢足球,则由题意可知,足球最高点的坐标为(8,24),
该点也是足球轨迹抛物线的顶点,因此可设足球轨迹抛物线表达式为:y=m(x﹣8)2+24,
代入C(0,18)得:18=(0﹣8)2m+24,
解得:,
∴,
令x=30,得,
所以球会落在桥上.
【点评】本题考查了二次函数的应用,掌握二次函数的性质是解题的关键.
8.数学活动:如何提高篮球运动罚球命中率——以小华同学为例
活动背景:某学校体育节进行班级篮球比赛,在训练过程中发现小华同学罚球命中率较低,为帮助小华同学提高罚球命中率,该班数学小组拍摄了如图1片并测量了相应的数据(图片标注的是近似值).
(1)模型建立:如图2所示,直线AE是地平线,A为小华罚球时脚的位置,篮球在运动过程中B、D、F为篮球的三个不同位置,B点为球出手时候的位置.已知AB=1.75m,CD=3.202m,EF=3.042m,AC=2.2m,AE=3.8m,篮球运动轨迹是抛物线的一部分,数学小组以A、B、C、D、E、F中的某一点为原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立平面直角坐标系,计算出篮球的运动轨迹对应的抛物线解析式为,根据解析式,请你判断该数学小组是以点 B (填A、B、C、D、E、F中的一个)作为坐标原点.
(2)问题解决:已知篮球框与罚球线水平距离为4米,距离地面为3米,请问在(1)的情况下,小华的这次罚球能否罚进?并说明理由.
(3)模型应用:如图3所示为抛物线的一部分函数图象,抛物线外一点P(4,3),试通过计算说明在不改变抛物线形状的情况下,把原抛物线向上平移多少个单位,能使平移后的抛物线经过点P.
【分析】(1)由抛物线解析式中常数项为0可得抛物线经过坐标原点,假设以点B为坐标原点,计算出点D和点F的坐标,判断点D和点F是否在抛物线上即可,若不在,再假设点D或F为坐标原点;
(2)先表示出篮球框所在位置的坐标,再判断该坐标是否在抛物线上即可;
(3)原抛物线向上平移m个单位后的解析式为;,将P(4,3)代入求出m的值即可.
【解答】解:∵抛物线解析式为,
∴抛物线经过坐标原点,
∴B、D、F可能为坐标原点,
∵AB=1.75m,CD=3.202m,EF=3.042m,AC=2.2m,AE=3.8m,
∴当以点B为坐标原点时,点D的坐标为(2.2,3.202﹣1.75),即(2.2,1.452),点F的坐标为(3.8,3.042﹣1.75),即(3.8,1.292),
∵当x=2.2时,,当x=3.8时,,
∴点D和点F在抛物线上,
∴该数学小组是以点B为坐标原点,
故答案为:B;
(2)不能罚进,理由如下:
在(1)的情况下,篮球框所在位置的坐标为(4,3﹣1.75),即(4,1.25),
∵当x=4时,,
∴点(4,1.25)不在抛物线上,
∴小华的这次罚球不能罚进;
(3)设原抛物线向上平移m个单位,能使平移后的抛物线经过点P,
则平移后的抛物线解析式为,
将P(4,3)代入,得:,
解得m=0.2,即原抛物线向上平移0.2个单位,能使平移后的抛物线经过点P.
【点评】本题考查了二次函数的实际应用,根据实际问题抽象出数学模型是解题的关键.
9.【发现问题】:小明和小强做弹球游戏,如图1,小明向斜坡抛一个乒乓球,乒乓球弹起的运行路线是一条抛物线,乒乓球落地后又弹起,第二次弹起的运行路线和第一次运行路线的抛物线形状相同,小强在地面立一块高度为0.4m的木板,当乒乓球在第二次下落时能落在木板上,则小强获胜.
【提出问题】:小强将木板放在距斜坡底端多远,才能确保获胜?
【分析问题】:小强以斜坡底端O为坐标原点,地面水平线为x轴,取单位长度为1m,建立如图2所示的平面直角坐标系,乒乓球的大小忽略不计,经测量发现,抛球点A的坐标为(﹣1,3.36),第一次弹起的运行路线最高点坐标为(﹣0.5,3.61),第二次弹起的最大高度为1.21m.小强通过这些数据,经过计算,确定了木板立的位置,从而确保自己获胜.
【解决问题】:
(1)求乒乓球第一次弹起运行路线的抛物线的解析式;
(2)求乒乓球第一次落地点B距斜坡底端O的距离;
(3)小强将木板立在距斜坡底端O多远的范围内,才能确保自己获胜?
【分析】(1)根据已知条件设出抛物线的顶点式解析式,再把A点坐标代入解析式求出a即可;
(2)令(1)中解析式的y=0,解方程求出x即可;
(3)用待定系数法求出乒乓球第二次弹起运行路线的抛物线解析式,再令y=0和y=0.4,解方程求出OC的取值范围.
【解答】解:(1)根据题意知,乒乓球第一次弹起运行路线的抛物线顶点为 (﹣0.5,3.61),过点A(﹣1,3.36),
设乒乓球第一次弹起运行路线的抛物线解析式为,
代入A(﹣1,3.36)得:3.36=a(﹣1+0.5)2+3.61,
解得 a=﹣1,
∴乒乓球第一次弹起运行路线的抛物线解析式为;
(2)令 y1=0,则﹣(x+0.5)2+3.61=0,
解得 x1=1.4x2=﹣2.4 (舍),
∴OB=1.4m,
∴乒乓球第一次落地点B距斜坡底端O的距离为1.4m;
(3)∵乒乓球第二次弹起运行路线的抛物线与第一次形状相同,且最大高度为1.21m,
∴设乒乓球第二次弹起运行路线的抛物线为,
把B(1.4,0)代入解析式得:0=﹣(1.4﹣h)2+1.21,
解得 h1=2.5h2=0.3 (舍),
∴乒乓球第二次弹起运行路线的抛物线为;
当y2=0时,则﹣(x﹣2.5)2+1.21=0,
解得x1=3.6,x2=1.4(舍);
当y2=0.4时,则﹣(x﹣2.5)2+1.21=0.4,
解得x1=3.4,x2=1.6(舍).
∴当3.4≤x≤3.6m时,小强确保获胜.
【点评】本题考查二次函数的应用,关键是求出乒乓球第一次、第二次弹起运行路线的抛物线解析式.
10.综合与应用
为促进中学生全面发展,培养良好体质,某班同学在“大课间”开展“集体跳绳”运动.跳绳时,绳甩到最高处时的形状是抛物线y=ax2+bx+c的部分图象.以点O为原点建立如图所示的平面直角坐标系,若摇绳的两人之间间距为6米,摇绳时两人手离地面均为米;已知小丽身高1.575米,在距离摇绳者A的水平距离1.5米处,绳子刚好经过她的头顶.
【阅读理解】
(1)求图中抛物线的解析式;(不需要求自变量取值范围)
【问题解决】
(2)体育龙老师身高1.82米,请问他适合参加本次运动吗?说明理由;
(3)若多人进入跳绳区齐跳,且大家身高均为1.7米,要求相邻两人之间间距至少为0.6米,试计算最多可供几人齐跳.
【分析】(1)易得c,抛物线的对称轴为直线x=3,那么3;抛物线经过点(1.5,1.575),代入抛物线解析式可得a和b的值,即可求得抛物线的解析式;
(2)根据抛物线解析式可得二次函数的最大值,与1.82米比较可得老师能否参加活动;
(3)取二次函数的y的值为1.7,求得对应的x的值,进而求得两个x之间的间距,除以两个人之间最小的间距0.6,算出合适的人数即可.
【解答】解:(1)∵摇绳的两人之间间距为6米,摇绳时两人手离地面均为米,
∴抛物线的对称轴为直线x=3.
由题意得:抛物线经过点(0,),(1.5,1.575).
∴.
解得:.
∴图中抛物线的解析式为:y=﹣0.1x2+0.6x+0.9;
(2)∵﹣0.1<0,
∴二次函数有最大值1.8.
∵1.8m<1.82m,
∴他不适合参加本次运动;
(3)当y=1.7时.
﹣0.1x2+0.6x+0.9=1.7.
0.1x2﹣0.6x+0.8=0.
x2﹣6x+8=0.
(x﹣2)(x﹣4)=0.
∴x1=2,x2=4.
∴4﹣2=2(米).
∵相邻两人之间间距至少为0.6米,
∴间距个数为:2÷0.6=3.
∴最多可供4人齐跳.
答:最多可供4人齐跳.
【点评】本题考查二次函数的应用.用到的知识点为:抛物线与y轴交点的纵坐标为抛物线解析式中c的值;抛物线上两个点的纵坐标相等,横坐标分别为x1,x2,那么抛物线的对称轴为直线x.
1.根据以下素材,探索完成任务.
你知道羽毛球的比赛规则吗?
问题背景
素材1
如图1,在羽毛球单打比赛中,场地的边界线分为左右边界和前后边界.球员站在自己一方的后场发球,将球发到对角的对方的后场,或使用其他技巧将球发到对方的前场.
素材2
球员在发球时,必须将球击过网并发到对方场地的对角后场边界之内.如果球落在边界之外,则发球方失分.在接发球时,球员必须站在自己一方的接发球区域内接球.
素材3
如图2,若发球队员的击球点距离地面1米,网高1.55米,对方的前边界与击球点水平距离为3.96米,对方的后边界与击球点水平距离为8.68米,羽毛球的运行轨迹可以抽象为抛物线的一部分图象.
问题解决
条件
在水平地面上建x轴,过击球点A向水平地面作垂线,建y轴.在平面直角坐标系中,发球人的击球点A的坐标为(0,1).(以下三次发球均为有效发球,不考虑左右边界)
任务1
第一次发球时,羽毛球的运行轨迹近似满足y=ax2+bx+c(a≠0),此时球网与发球人的击球点的水平距离为2米,且抛物线恰好关于球网对称,如果按轨迹运行,羽毛球能够过网并落在对方前场.
请问此时的羽毛球是否出界?请说明理由.
任务2
第二次发球时,羽毛球的运行轨迹近似满足yx2+bx+c,如果按轨迹运行,落地点与击球点的水平距离为4米,此时球网与发球人的击球点的水平距离为2米.
请问此时的羽毛球过网了吗?请说明理由.
任务3
第三次发球时,羽毛球的运行轨迹近似满足yx2+bx+c,如果按轨迹运行,落地点与击球点的水平距离为8米,球网与发球人的击球点的水平距离为2米,此时对方球员站立的地点与球网的水平距离为3米,该球员向上伸直手臂挥拍的最大高度为2.2米.(参考数据:682=4624)
请问该球员至少要后退多少米才能接到球?请说明理由.
【分析】(1)根据抛物线经过点(0,1),抛物线的对称轴是直线x=2,可得抛物线经过点(4,1).根据第一次发球需要超过3.96米而少于8.68米,可知球未出界;
(2)根据抛物线经过点(0,1)和(4,0)可得抛物线解析式,算出当x=2时,y的值也就求得了此时球的高度,与球网高度比较可得是否过网;
(3)根据抛物线经过点(8,0),(0,1)可得抛物线解析式,进而把y=2.2代入可得x的值,减去球网与发球人的击球点的水平距离为2米和对方球员站立的地点与球网的水平距离3米,可得需要后退的距离.
【解答】解:任务1、∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点(0,1),抛物线的对称轴是直线x=2,
∴抛物线经过点(4,1).
∵对方的前边界与击球点水平距离为3.96米,对方的后边界与击球点水平距离为8.68米,3.96<4<8.68,
∴羽毛球未出界;
任务2、由题意得:yx2+bx+c经过点(0,1),(4,0).
∴.
解得:.
∴抛物线解析式为:yx2x+1.
当x=2时,y=﹣1+1.5+1=1.5.
∵1.5<1.55,
∴羽毛球未过网;
任务3、由题意得:yx2+bx+c经过点(8,0),(0,1).
∴.
解得:.
∴yx2x+1.
当y=2.2时.
x2x+1=2.2.
x2x+1.2=0.
x2x0.
(x)(x)=0.
解得:x1=6.4,x2=0.96(不合题意,舍去).
∴该球员至少要后退的米数=6.4﹣2﹣3=1.4(米).
答:该球员至少要后退1.4米.
【点评】本题考查二次函数的应用.理解羽毛球的知识和抛物线的知识在其中的作用是解决本题的关键.
2.某公园内人工湖上有一座拱桥(横截面如图所示),跨度AB为4米.在距点A水平距离为d米的地点,拱桥距离水面的高度为h米.小红根据学习函数的经验,对d和h之间的关系进行了探究.
下面是小红的探究过程,请补充完整:
(1)经过测量,得出了d和h的几组对应值,如表.
d/米
0
0.6
1
1.8
2.4
3
3.6
4
h/米
0.88
1.90
2.38
2.86
2.80
2.38
1.60
0.88
在d和h这两个变量中, d 是自变量, h 是这个变量的函数;
(2)在下面的平面直角坐标系xOy中,画出(1)中所确定的函数的图象;
(3)结合表格数据和函数图象,解决问题:
①桥墩露出水面的高度AE为 0.88 米;
②公园欲开设游船项目,现有长为3.5米,宽为1.5米,露出水面高度为2米的游船.为安全起见,公园要在水面上的C,D两处设置警戒线,并且CE=DF,要求游船能从C,D两点之间安全通过,则C处距桥墩的距离CE至少为 0.7 米.(精确到0.1米)
【分析】(1)根据常量和变量的定义可得答案;
(2)根据点的坐标描点、连线即可;
(3)①根据图象与y轴的交点坐标可得答案;
②求出y与x的关系式,再把y=2代入即可.
【解答】解:(1)d是自变量,h是这个变量的函数,
故答案为:d,h;
(2)如图,
(3)①当x=0时,y=0.88,
∴桥墩露出水面的高度AE为0.88米,
故答案为:0.88;
②设y=ax2+bx+c,把(0,0.88)、(1,2.38)、(3,2.38)代入得,
,
解得,
∴y=﹣0.5x2+2x+0.88,对称轴为直线x=2,
令y=2,则2=﹣0.5x2+2x+0.88,
解得x≈3.3(舍去)或0.7.
故答案为:0.7.
【点评】本题考查二次函数的实际应用,根据对应点的坐标得到二次函数关系式是解题关键.
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