内容正文:
第13讲 二次函数的实际应用
【2022课标要求】
会利用二次函数解决实际问题.
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考点、二次函数的应用☆重点
1.二次函数y=ax2+bx+c的最值
(1)如果a>0,当x=① 时,函数有最小值,最小值为y=② .
(2)如果a<0,当x=③ 时,函数有最大值,最大值为y=④ .
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2.常见的问题
常见类型 关键步骤
抛物线型问题 建立方便求解析式的平面直角坐标系,找到图象上三点的坐标,用待定系数法求二次函数的解析式
销售利润问题 厘清各个量之间的关系,找出等量关系求得解析式,根据要求确定函数的最值或建立方程求解
图形面积问题 利用几何知识用变量x表示出图形的面积y,根据要求确定函数的最值或建立方程求解
温馨提示:(1)求函数的最值时,要注意实际问题中自变量的取值限制对最值的影响.若对称轴的取值不在自变量的取值范围内,则最值在自变量取值的端点处取得;
(2)建立平面直角坐标系的标准是易于求二次函数的解析式.
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1.(2024河北邢台威县模拟)某超市一段时期内对某种商品经销情况进行统计分析:得到该商品的销售数量P(件)由基础销售量与浮动销售量两个部分组成,其中基本销售量保持不变,浮动销售量与售价x(元/件,50<x<200)成正比例,销售过程中得到的部分数据如下:
(1)求P与x之间的函数关系式;
售价x 8 10
销售数量P 96 95
解:由题意,设P=b+kx.
又∵当x=8时,P=96,x=10时,P=95,
∴
∴
∴P=-x+100.
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(2)当该商品销售数量为40件时,求每件商品的售价;
(3)设销售总额为W,求W的最大值.
解:由题意,得40=-x+100,
∴x=120.
答:该商品销售数量为40件时,每件商品的售价为120元.
解:由题意,得W=x(-x+100)=- (x-100)2+5 000.
∵a=-<0,
又50<x<200,
∴当x=100,W最大,最大值为5 000元.
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通用通法
应用二次函数模型解决实际问题的步骤:
(1)根据题意确定二次函数的解析式;
(2)根据已知条件确定自变量的取值范围;
(3)利用二次函数的性质和自变量的取值范围确定最大(小)值,注意二次函数的最大值不一定是实际问题的最大值,要结合自变量的取值范围确定最值.
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2.(2024河北邯郸丛台区模拟)高楼火灾越来越受到重视,某区消防中队开展消防技能比赛,如图,在一废弃高楼距地面10 m的点A和其正上方点B处各设置了一个火源.消防员来到火源正前方,水枪喷出的水流看作抛物线的一部分(水流出口与地面的距离忽略不计),第一次灭火时,站在水平地面上的点C处,水流恰好到达点A处,且水流的最大高度为12 m.待A处火熄灭后,消防员退到点D处,调整水枪进行第二次灭火,使水流恰好到达点B处,已知点D到高楼的水平距离为12 m,假设两次灭火时水流的最高点到高楼的水平距离均为3 m.建立如图所示的平面直角坐标系.
(1)求消防员第一次灭火时水流所在抛物线的解析式;
解:由题意可知:第一次灭火时水流最高点的坐标为(3,12),
设水流所在抛物线的解析式为y=a(x-3)2+12,
∵点A(0,10)在抛物线上,
∵10=a(0-3)2+12,
解得a=-,
∴y=-(x-3)2+12,
答:消防员第一次灭火时水流所在抛物线解析式为y=-(x-3)2+12.
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(2)若两次灭火时水流所在抛物线的形状相同,求A,B之间的距离;
解:两次灭火时水流所在抛物线的形状相同,且水流的最高点到高楼的水平距离均为3 m,
∴可设第二次灭火时水流所在抛物线的解析式为y=-(x-3)2+c,
∵由题意可知该抛物线过点(12,0),
∴0=-(12-3)2+c,
解得c=18,
∴y=-(x-3)2+18,
令x=0,则y=16,
∴B(0,16),
∵A(0,10),
∴AB=16-10=6,
答:A,B之间的距离为6 m.
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(3)若消防员站在到高楼水平距离为9 m的地方,想要扑灭距地面高度12~18 m范围内的火苗,当水流最高点到高楼的水平距离始终为3 m时,直接写出a的取值范围.
解:由题意,可知灭火过程中y与x始终满足y=a(x-3)2+h,
将(9,0)代入后可得0=36a+h,
∴h=-36a,
∴y=a(x-3)2-36a,
当抛物线过点(0,12)时,12=a(0-3)2-36a,
解得a=-;
当抛物线过点(0,18)时,18=a(0-3)2-36a,
解得a=-;
∴-≤a≤-;
答:当水流最高点到高楼的水平距离始终为3 m时,a的取值范围是-≤a≤-.
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3.如图,三孔桥横截面的三个孔都呈抛物线形,两个小孔形状、大小都相同.正常水位时,大孔水面宽度AB为10 m,顶点M距水面6 m(即MO=6 m),小孔顶点N距水面4 m(即NC=4 m),建立如图所示的平面直角坐标系.
(1)求出大孔抛物线的解析式;
(2)现有一艘船高度是4.5 m,宽度是4 m,为了保证安全,船顶距离桥拱顶部至少0.5 m,则这艘船在正常水位时能否安全通过拱桥大孔?
解:设大孔抛物线的解析式为y=ax2+6,
把点A(-5,0)代入,得25a+6=0,
解得a=-,
∴大孔抛物线的解析式为y=-x2+6.
解:当x=2时,y=-x2+6=-×22+6=,
∵-4.5=>0.5,
∴这艘船在正常水位时能安全通过拱桥大孔.
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(3)当水位上涨到刚好淹没小孔时,求出此时大孔的水面宽度EF.
解:由NC=4 m,可知点F的纵坐标为4,
代入y=-x2+6,得-x2+6=4,
解得x=±,
由抛物线对称性可知点E为(-,4),点F为(,4),
∴EF= m.
答:大孔的水面宽度EF为 m.
通用通法
解决抛物线型实际问题:
(1)用待定系数法确定抛物线解析式;
(2)把实际问题转化为点的坐标,代入解析式求解.
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