内容正文:
专题04 函数的实际应用题
试卷第1页,共3页
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01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 一次函数的实际应用
►题型01 行程问题
►题型02 最大利润问题
►题型03 分配问题
考点二 反比例函数与实际问题
►题型01 反比例函数与其他学科综合问题
►题型02 反比例函数与一次函数综合问题
考点三 二次函数与实际问题
►题型01 销售问题
►题型02 拱桥问题
►题型03 图形问题
►题型04 图形运动问题
►题型05 投球问题
►题型06 喷水问题
01考情透视·目标航
中考考点
新课标要求
命题预测
函数的实际应用题
利用的函数的图象和性质解决实际应用问题
函数的三角应用题在中考数学中出题类型比较广泛,选择题、填空题、解答题都有可能出现,并且对应难度也多为中等难度,是属于占分较多的一类考点.但是同一张试卷,方程类问题只会出现一种,不会重复考察.涉及本考点的知识点重点有:由实际问题抽象出一次方程(组)或分式方程,解方程(包含一次方程、二次方程、分式方程),一元二次方程的实际应用,解不等式(组)的应用题,与一次函数、反比例函数、二次函数的相关应用题等.
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 一次函数的实际应用
►题型01 行程问题
1.(2023·江苏·中考真题)快车和慢车同时从甲地出发,以各自的速度匀速向乙地行驶,快车到达乙地卸装货物用时,结束后,立即按原路以另一速度匀速返回,直至与慢车相遇,已知慢车的速度为.两车之间的距离与慢车行驶的时间的函数图像如图所示.
(1)请解释图中点的实际意义;
(2)求出图中线段所表示的函数表达式;
(3)两车相遇后,如果快车以返回的速度继续向甲地行驶,求到达甲地还需多长时间.
2.(2022·江苏盐城·中考真题)小丽从甲地匀速步行去乙地,小华骑自行车从乙地匀速前往甲地,同时出发,两人离甲地的距离(m)与出发时间(min)之间的函数关系如图所示.
(1)小丽步行的速度为__________m/min;
(2)当两人相遇时,求他们到甲地的距离.
►题型02 最大利润问题
3.(2024·江苏南通·中考真题)某快递企业为提高工作效率,拟购买A、B两种型号智能机器人进行快递分拣.
相关信息如下:
信息一
A型机器人台数
B型机器人台数
总费用(单位:万元)
1
3
260
3
2
360
信息二
(1)求A、B两种型号智能机器人的单价;
(2)现该企业准备用不超过700万元购买A、B两种型号智能机器人共10台.则该企业选择哪种购买方案,能使每天分拣快递的件数最多?
4.(2024·江苏宿迁·中考真题)某商店购进A、B两种纪念品,已知纪念品A的单价比纪念品B的单价高10元.用600元购进纪念品A的数量和用400元购进纪念品B的数量相同.
(1)求纪念品A、B的单价分别是多少元?
(2)商店计划购买纪念品A、B共400件,且纪念品A的数量不少于纪念品B数量的2倍,若总费用不超过11000元,如何购买这两种纪念品使总费用最少?
►题型03 分配问题
5.(2021·江苏连云港·中考真题)为了做好防疫工作,学校准备购进一批消毒液.已知2瓶A型消毒液和3瓶B型消毒液共需41元,5瓶A型消毒液和2瓶B型消毒液共需53元.
(1)这两种消毒液的单价各是多少元?
(2)学校准备购进这两种消毒液共90瓶,且B型消毒液的数量不少于A型消毒液数量的,请设计出最省钱的购买方案,并求出最少费用.
6.(2024·江苏无锡·中考真题)某校积极开展劳动教育,两次购买两种型号的劳动用品,购买记录如下表:
A型劳动用品(件)
B型劳动用品(件)
合计金额(元)
第一次
20
25
1150
第二次
10
20
800
(1)求两种型号劳动用品的单价;
(2)若该校计划再次购买两种型号的劳动用品共40件,其中A型劳动用品购买数量不少于10件且不多于25件.该校购买这40件劳动用品至少需要多少元?(备注:A,B两种型号劳动用品的单价保持不变)
一次函数的实际应用:
1)一次函数应用问题的求解思路:
①建立一次函数模型→求出一次函数解析式→结合函数解析式、函数性质作出解答;
②利用函数并与方程(组)、不等式(组)联系在一起解决实际生活中的利率、利润、租金、生产方案的设计问题以及经济决策、市场经济等方面的应用.
2)建立函数模型解决实际问题的一般步骤:
①审题,设定实际问题中的变量,明确变量x和y;
②根据等量关系,建立变量与变量之间的函数关系式,如:一次函数的函数关系式;
③确定自变量x的取值范围,保证自变量具有实际意义;
④利用函数的性质解决问题;
⑤写出答案.
3)利用一次函数的图象解决实际问题的一般步骤:
①观察图象,获取有效信息;
②对获取的信息进行加工、处理,理清各数量之间的关系;
③选择适当的数学工具(如函数、方程、不等式等),通过建模解决问题.
【提示】时刻注意根据实际情况确定变量的取值范围.
5)求最值的本质为求最优方案,解法有两种:
①可将所有求得的方案的值计算出来,再进行比较;
②直接利用所求值与其变量之间满足的一次函数关系式求解,由一次函数的增减性可直接确定最优方案及最值;若为分段函数,则应分类讨论,先计算出每个分段函数的取值,再进行比较.
【提示】一次函数本身并没有最值,但在实际问题中,自变量的取值往往有一定的限制,其图象为射线或线段.涉及最值问题的一般思路:确定函数表达式→确定函数增减性→根据自变量的取值范围确定最值.
6)当需要利用函数和函数图象比较数的大小,主要有三种方法:
①直接把x值代入函数关系式,求出相应的y值,比较数的大小;
②在函数图象上描出各点,再根据各点的位置情况,比较数的大小;
③利用函数的增减性,比较数的大小.
1.(2024·江苏连云港·模拟预测)为了拉动内需,让惠于农民,丰富农民的业余生活,鼓励送电脑下乡,国家决定实行政府补贴.规定每购买一台电脑,政府补贴若干元,经调查某商场销售电脑台数y(台)与补贴款额x(元)之间大致满足如图所示的一次函数关系,随着补贴款额x的不断增大,销售量也不断增加,但每台电脑的收益p(元)会相应降低且满足:.
(1)在政府补贴政策实施后,求出该商场销售电脑台数y与政府补贴款额x之间的函数关系式;
(2)在政府未出台补贴措施之前,该商场销售电脑的总收益额为多少元?
(3)要使该商场销售电脑的总收益最大,政府应将每台补贴款额x定为多少?并求出总收益的最大值.
2.(2024·江苏南京·二模)某平台提供同城配送服务,每单费用=基础配送费+路程附加费+重量附加费.其中,基础配送费为8元;路程附加费的收费标准:当配送路程不超过3千米时,每千米1元,若超过3千米,则超过部分每千米2元;重量附加费y(元)与物品重量之间的函数关系如图中折线所示.
(1)当物品重量为, 配送路程为时,则配送的费用为_____元;
(2)当时,求y 与x 的函数表达式;
(3)某客户需将重量为的物品送到相距处的某地,由于平台规定每单配送物品的重量不得超过, 现需要分两单配送(物品可任意拆分),则两单费用之和的最小值为______元.
3.(2024·江苏盐城·三模)小丽驾驶电动汽车从家出发到某景点游玩,行驶一段时间,停车充电,电量充满后继续行驶,到达景点时汽车剩余电量与出发时恰好相同.在景点游玩一段时间后,按原路返回到家.小丽往返均匀速行驶,汽车每小时的耗电量均相同,出行全程一共用时小时,汽车剩余电量与时间的函数关系如图所示.
(1)该电动汽车每小时的充电量为 ,小丽在景区游玩了 ;
(2)电动汽车从家出发时电量为,求的值;
(3)求线段所表示的与之间的函数表达式.
4.(2024·江苏南京·二模)快、慢两车从甲地出发,沿同一条直路匀速行驶,前往乙地.设快车出发第时,快、慢两车离甲地的距离分别为,当时,慢车到达乙地.与x之间的函数关系如图所示.
(1)甲、乙两地相距 ,快车比慢车晚出发 h.
(2)快车与慢车相遇时,两车距离甲地多远?
(3)若第三辆车的速度是快车的速度的1.5倍,沿同一条直路从乙地匀速前往甲地,当慢车到达乙地时,该车恰好到达甲地.请在图中画出该车离甲地的距离与x 之间的函数图像.
5.(2024·江苏扬州·二模)某商场从生产厂家购进、两种玩具,再进行销售,进价和售价如下表所示:
进价元件
售价元件
已知该商场用元从生产厂家购进玩具的数量与用元购进玩具的数量相同.
(1)求的值;
(2)该商场计划同时购进、两种玩具共件,其中玩具最多购进件,最少购进件.实际进货时,由于生产厂家做优惠活动,所以每件玩具的进价下调元.若该商场保持玩具的售价不变且所有玩具都能售出,求该商场销售这些玩具能获得的最大利润.
6.(2024·江苏盐城·三模)“城市发展,交通先行”,我市启动了缓堵保畅的快速路建设工程,建成后将大大提升道路的通行能力.研究表明,在确保安全行车情况下,快速路的车流速度v(千米/时)是车流密度x(辆/千米)的函数,其图象近似的如图所示.
(1)求v关于x的函数表达式;
(2)求车流量p和车流密度x之间的函数表达式并求出车流量p(辆/时)的最大值.(注:车流量是单位时间内通过观测点的车辆数,计算公式为:车流量=车流速度×车流密度)
(3)经过测算,每日上下班高峰时段快速路车流量将不低于4400辆/时,为保证快速路安全畅通,城市道路交通指挥中心将实时发布道路预警信息,提醒驾驶员按预警速度要求行驶,请你帮助城市交通指挥中心测算一下上下班高峰时段车速应控制在什么范围才能确保快速路安全畅通?
考点二 反比例函数与实际问题
►题型01 反比例函数与其他学科综合问题
1.(2023·宁夏·中考真题)给某气球充满一定质量的气体,在温度不变时,气球内气体的气压是气体体积()的反比例函数,其图象如图所示.
(1)当气球内的气压超过时,气球会爆炸.若将气球近似看成一个球体,试估计气球的半径至少为多少时气球不会爆炸(球体的体积公式,取3);
(2)请你利用与的关系试解释为什么超载的车辆容易爆胎.
2.(2023·浙江衢州·中考真题)视力表中蕴含着很多数学知识,如:每个“E”形图都是正方形结构,同一行的“E”是全等图形且对应着同一个视力值,不同的检测距离需要不同的视力表.
素材1 国际通用的视力表以5米为检测距离,任选视力表中7个视力值n,测得对应行的“E”形图边长b(mm),在平面直角坐标系中描点如图1.
探究1 检测距离为5米时,归纳n与b的关系式,并求视力值1.2所对应行的“E”形图边长.
素材2 图2为视网膜成像示意图,在检测视力时,眼睛能看清最小“E”形图所成的角叫做分辨视角,视力值与分辨视角(分)的对应关系近似满足.
探究2 当时,属于正常视力,根据函数增减性写出对应的分辨视角的范围.
素材3 如图3,当确定时,在A处用边长为的I号“E”测得的视力与在B处用边长为的Ⅱ号“E”测得的视力相同.
探究3 若检测距离为3米,求视力值1.2所对应行的“E”形图边长.
►题型02 反比例函数与一次函数综合问题
3.(2022·山东枣庄·中考真题)为加强生态文明建设,某市环保局对一企业排污情况进行检测,结果显示:所排污水中硫化物的浓度超标,即硫化物的浓度超过最高允许的1.0mg/L.环保局要求该企业立即整改,在15天内(含15天)排污达标.整改过程中,所排污水中硫化物的浓度y(mg/L)与时间x(天)的变化规律如图所示,其中线段AC表示前3天的变化规律,第3天时硫化物的浓度降为4.5mg/L.从第3天起,所排污水中硫化物的浓度y与时间x满足下面表格中的关系:
时间x(天)
3
5
6
9
……
硫化物的浓度y(mg/L)
4.5
2.7
2.25
1.5
……
(1)在整改过程中,当0≤x<3时,硫化物的浓度y与时间x的函数表达式;
(2)在整改过程中,当x≥3时,硫化物的浓度y与时间x的函数表达式;
(3)该企业所排污水中硫化物的浓度能否在15天以内不超过最高允许的1.0mg/L?为什么?
用反比例函数解决实际问题的步骤:
1)审:审清题意,找出题目中的常量、变量,并理清常量与变量之间的关系;
2)设:根据常量与变量之间的关系,设出函数解析式,待定的系数用字母表示;
3)列:由题目中的已知条件列出方程,求出待定系数;
4)写:写出函数解析式,并注意解析式中变量的取值范围;
5)解:用函数解析式去解决实际问题.
利用反比例函数解决实际问题,要做到:
1)能把实际的问题转化为数学问题,建立反比例函数的数学模型;
2)注意在自变量和函数值的取值上的实际意义;
3)问题中出现的不等关系转化成相等的关系来解,然后在作答中说明.
【易错点】
1.利用反比例函数的性质时,误认为所给出的点在同一曲线上;
2.利用函数图象解决实际问题时,容易忽视自变量在实际问题的意义.
1.(2024·江苏南京·一模)某公司成功研制出一种产品,经市场调研,年销售量y(万件)与销售单价x(元)之间的关系如图所示,其中曲线为反比例函数图像的一部分,为一次函数图像的一部分.
(1)求y与x之间的函数表达式;
(2)已知每年该产品的研发费用为40万元,该产品成本价为4元/件,设销售产品年利润为w(万元),当销售单价为多少元时,年利润最大?最大年利润是多少?(说明:年利润年销售利润研发费用)
2.(2022·江苏徐州·二模)某蔬菜生产基地的气温较低时,用装有恒温系统的大棚栽培一种新品种蔬菜.如图是试验阶段的某天恒温系统从开启到关闭后,大棚内的温度y(℃)与时间x(h)之间的函数关系,其中线段AB、BC表示恒温系统开启阶段,双曲线的一部分CD表示恒温系统关闭阶段.
请根据图中信息解答下列问题:
(1)求这天的温度y与时间x的函数关系式;
(2)解释线段BC的实际意义;
(3)若大棚内的温度低于10℃时,蔬菜会受到伤害.问这天内,恒温系统最多可以关闭多少小时,才能使蔬菜避免受到伤害?
3.(2024·江苏盐城·一模)【问题背景】在一次物理实验中,小聪同学用一固定电压为的蓄电池,通过调节滑动变阻器来改变电流大小,完成控制灯泡(灯丝的阻值)亮度的实验(如图1),已知串联电路中,电流与电阻、之间的关系为,通过实验得出如下数据:
…
…
…
4
…
(1)由题意可得________;
【探索研究】
(2)根据以上实验,构建出函数,结合表格信息,探究函数的图像与性质.
①平面直角坐标系中画出对应函数的图像(画图时,不写画法,保留画图痕迹,然后请用黑色水笔描黑);
②随着自变量的不断增大,函数值的变化趋势是________;
【拓展提升】
(3)结合(2)中函数的图像,直接写出不等式的解集为________.
考点三 二次函数与实际问题
►题型01 销售问题
1.(2023·江苏无锡·中考真题)某景区旅游商店以元的价格采购一款旅游食品加工后出售,销售价格不低于元,不高于元,经市场调查发现每天的销售量与销售价格(元)之间的函数关系如图所示.
(1)求关于的函数表达式:
(2)当销售价格定为多少时,该商店销售这款食品每天获得的销售利润最大?最大销售利润是多少?【销售利润=(销售价格一采购价格)×销售量】
2.(2023·江苏泰州·中考真题)某公司的化工产品成本为元/千克.销售部门规定:一次性销售千克以内时,以元/千克的价格销售;一次性销售不低于千克时,每增加千克降价元.考虑到降价对利润的影响,一次性销售不低于千克时,均以某一固定价格销售.一次性销售利润(元)与一次性销售量(千克)的函数关系如图所示.
(1)当一次性销售千克时利润为多少元?
(2)求一次性销售量在之间时的最大利润;
(3)当一次性销售多少千克时利润为元?
►题型02 拱桥问题
3.(2024·陕西·中考真题)一条河上横跨着一座宏伟壮观的悬索桥.桥梁的缆索与缆索均呈抛物线型,桥塔与桥塔均垂直于桥面,如图所示,以O为原点,以直线为x轴,以桥塔所在直线为y轴,建立平面直角坐标系.
已知:缆索所在抛物线与缆索所在抛物线关于y轴对称,桥塔与桥塔之间的距离,,缆索的最低点P到的距离(桥塔的粗细忽略不计)
(1)求缆索所在抛物线的函数表达式;
(2)点E在缆索上,,且,,求的长.
4.(2023·陕西·中考真题)某校想将新建图书楼的正门设计为一个抛物线型门,并要求所设计的拱门的跨度与拱高之积为,还要兼顾美观、大方,和谐、通畅等因素,设计部门按要求价出了两个设计方案,现把这两个方案中的拱门图形放入平面直角坐标系中,如图所示:
方案一,抛物线型拱门的跨度,拱高其中,点在轴上,.
方案二,抛物线型拱门的跨度,拱高其中,点在轴上,.
要在拱门中设置高为的矩形框架,其面积越大越好(框架的粗细忽略不计),方案一中,矩形框架的面积记为,点、在抛物线上,边在上;方案二中,矩形框架的面积记为,点在抛物线上,边在上,现知,小华已正确求出方案二中,当时,,请你根据以上提供的相关信息,解答下列问题:
(1)求方案一中抛物线的函数表达式;
(2)在方案一中,当时,求矩形框架的面积并比较的大小.
►题型03 图形问题
5.(2022·江苏无锡·中考真题)某农场计划建造一个矩形养殖场,为充分利用现有资源,该矩形养殖场一面靠墙(墙的长度为10m),另外三面用栅栏围成,中间再用栅栏把它分成两个面积为1:2的矩形,已知栅栏的总长度为24m,设较小矩形的宽为xm(如图).
(1)若矩形养殖场的总面积为36,求此时x的值;
(2)当x为多少时,矩形养殖场的总面积最大?最大值为多少?
6.(2023·江苏徐州·中考真题)如图,正方形纸片的边长为4,将它剪去4个全等的直角三角形,得到四边形.设的长为,四边形的面积为.
(1)求关于的函数表达式;
(2)当取何值时,四边形的面积为10?
(3)四边形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.
►题型04 图形运动问题
7.(2024·江苏苏州·中考真题)如图,中,,,,,反比例函数的图象与交于点,与交于点E.
(1)求m,k的值;
(2)点P为反比例函数图象上一动点(点P在D,E之间运动,不与D,E重合),过点P作,交y轴于点M,过点P作轴,交于点N,连接,求面积的最大值,并求出此时点P的坐标.
►题型05 投球问题
8.(2024·青海·中考真题)在如图所示的平面直角坐标系中,有一斜坡,从点O处抛出一个小球,落到点处.小球在空中所经过的路线是抛物线的一部分.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求抛物线最高点的坐标;
(3)斜坡上点B处有一棵树,点B是的三等分点,小球恰好越过树的顶端C,求这棵树的高度.
9.(2024·甘肃兰州·中考真题)在校园科技节期间,科普员为同学们进行了水火箭的发射表演,图1是某型号水火箭的实物图,水火箭发射后的运动路线可以看作是一条抛物线.为了解水火箭的相关性能,同学们进一步展开研究.如图2建立直角坐标系,水火箭发射后落在水平地面A处.科普员提供了该型号水火箭与地面成一定角度时,从发射到着陆过程中,水火箭距离地面的竖直高度与离发射点O的水平距离的几组关系数据如下:
水平距离
0
3
4
10
15
20
22
27
竖直高度
0
3.24
4.16
8
9
8
7.04
3.24
(1)根据上表,请确定抛物线的表达式;
(2)请计算当水火箭飞行至离发射点O的水平距离为时,水火箭距离地面的竖直高度.
►题型06 喷水问题
10.(2023·甘肃兰州·中考真题)一名运动员在高的跳台进行跳水,身体(看成一点)在空中的运动轨迹是一条抛物线,运动员离水面的高度与离起跳点A的水平距离之间的函数关系如图所示,运动员离起跳点A的水平距离为时达到最高点,当运动员离起跳点A的水平距离为时离水面的距离为.
(1)求y关于x的函数表达式;
(2)求运动员从起跳点到入水点的水平距离的长.
11.(2023·山东·中考真题)城建部门计划修建一条喷泉步行通道.图1是项目俯视示意图.步行通道的一侧是一排垂直于路面的柱形喷水装置,另一侧是方形水池.图2是主视示意图.喷水装置的高度是2米,水流从喷头A处喷出后呈抛物线路径落入水池内,当水流在与喷头水平距离为2米时达到最高点B,此时距路面的最大高度为3.6米.为避免溅起的水雾影响通道上的行人,计划安装一个透明的倾斜防水罩,防水罩的一端固定在喷水装置上的点处,另一端与路面的垂直高度为1.8米,且与喷泉水流的水平距离为0.3米.点到水池外壁的水平距离米,求步行通道的宽.(结果精确到0.1米)参考数据:
用二次函数解决实际问题的一般步骤:
1.审:仔细审题,理清题意;
2.设:找出题中的变量和常量,分析它们之间的关系,与图形相关的问题要结合图形具体分析,设出适当的未知数;
3.列:用二次函数表示出变量和常量之间的关系,建立二次函数模型,写出二次函数的解析式;
4.解:依据已知条件,借助二次函数的解析式、图象和性质等求解实际问题;
5.检:检验结果,进行合理取舍,得出符合实际意义的结论.
【注意】二次函数在实际问题中的应用通常是在一定的取值范围内,一定要注意是否包含顶点坐标,如果顶点坐标不在取值范围内,应按照对称轴一侧的增减性探讨问题结论.
利用二次函数解决利润最值的方法:巧设未知数,根据利润公式列出函数关系式,再利用二次函数的最值解决利润最大问题是否存在最大利润问题.
利用二次函数解决拱桥/隧道/拱门类问题的方法:先建立适当的平面直角坐标系,再根据题意找出已知点的坐标,并求出抛物线解析式,最后根据图象信息解决实际问题.
利用二次函数解决面积最值的方法:先找好自变量,再利用相关的图形面积公式,列出函数关系式,最后利用函数的最值解决面积最值问题.
【注意】自变量的取决范围.
利用二次函数解决动点问题的方法:首先要明确动点在哪条直线或抛物线上运动,运动速度是多少,结合直线或抛物线的表达式设出动点的坐标或表示出与动点有关的线段长度,最后结合题干中与动点有关的条件进行计算.
利用二次函数解决存在性问题的方法:一般先假设该点存在,根据该点所在的直线或抛物线的表达式,设出该点的坐标;然后用该点的坐标表示出与该点有关的线段长或其他点的坐标等;最后结合题干中其他条件列出等式,求出该点的坐标,然后判别该点坐标是否符合题意,若符合题意,则该点存在,否则该点不存在.
1.(2024·江苏无锡·二模)为了加强劳动教育,我校在校园开辟了一块劳动教育基地:一面利用学校的墙(墙的最大可用长度为28米),用长为39米的篱笆,围成中间隔有一道篱笆的矩形菜地,在菜地的前端及中间篱笆上设计了三个宽1米的小门,便于同学们进入.
(1)若围成的菜地面积为120平方米,求此时边的长;
(2)若每平方米可收获2千克的菜,问该片菜地最多可收获多少千克的菜?
2.(2024·江苏连云港·模拟预测)如图,一座抛物线型拱桥,桥面与水面平行,在正常水位时桥下水面宽为米,拱桥B处为警戒水位标识,点B到的水平距离和它到水面的距离都为5米.
(1)按如图所示的平面直角坐标系,求该抛物线的函数表达式;
(2)求在正常水位时桥面距离水面的高度;
(3)一货船载长方体货箱高出水面2米(船高不计),若要使货船在警戒水位时能安全通过该拱桥,则货箱最宽应为多少米?
3.(2024·江苏盐城·一模)社区利用一块矩形空地建了一个小型停车场,其布局如图所示.已知米,米,阴影部分设计为停车位,要铺花砖,其余部分均为宽度为米的道路.已知铺花砖的面积为880平方米.
(1)求道路的宽是多少米?
(2)该停车场共有车位60个,据调查分析,当每个车位的月租金为200元时,可全部租出;若每个车位的月租金每上涨5元,就会少租出1个车位,问当每个车位的月租金上涨多少元时,停车场的月租金收入最大?
4.(2024·江苏南京·模拟预测)小明同学在物理课上做弹簧测力实验,他将力的大小与弹簧伸长长度整理为如下表格:
()__________;__________.
小刚同学使用不同的弹簧也做了相同实验,他的表格如下:
()求出小刚使用的弹簧力与的函数表达式.
()若小刚的弹簧最长伸长长度为,则他最多可以测多少个的物体?
5.(2023·江苏扬州·一模)农经公司以30元/千克的价格收购一批农产品进行销售,为了得到日销售量(千克)与销售价格(元/千克)之间的关系,经过市场调查获得部分数据如表:
销售价格(元/千克)
30
35
40
45
50
日销售量(千克)
600
450
300
150
0
(1)请你根据表中的数据,用所学过的一次函数、二次函数、反比例函数的知识确定与之间的函数表达式,并直接写出与的函数表达式为______;
(2)农经公司应该如何确定这批农产品的销售价格,才能使日销售利润最大?
(3)农经公司每销售1千克这种农产品需支出元的相关费用,当时,农经公司的日获利的最大值为2430元,求的值.(日获利日销售利润日支出费用)
6.(2024·江苏扬州·一模)如图平面直角坐标系中,运动员通过助滑道后在点A处起跳经空中飞行后落在着陆坡上的点处,他在空中飞行的路线可以看作抛物线的一部分.从起跳到着陆的过程中,运动员到地面的竖直距离y(单位:m)与他在水平方向上移动的距离(单位:m)近似满足二次函数关系,已知,,落点到的水平距离是,到地面的竖直高度是.
(1)求y与的函数表达式;
(2)进一步研究发现,运动员在空中飞行过程中,其水平方向移动的距离(m)与飞行时间t(秒)具备一次函数关系,当他在起跳点腾空时,,;当他在点着陆时,飞行时间为5秒.
①求与t的函数表达式;
②当运动员与着陆坡在竖直方向上的距离达到最大时,求出此时他飞行时间t的值.
设,则,
∴,
∵,
∴当时,最大,
∴,
解得.
7.(2022·江苏苏州·二模)图1,在中,,.点以的速度从点出发沿匀速运动到;同时,点以()的速度从点出发沿匀速运动到.两点同时开始运动,到达各自终点后停止,设运动时间为,的面积为.当点在上运动时,与的函数图象如图2所示.
(1)______,______,补全函数图象;
(2)求出当时间在什么范围内变化时,的面积为的值不小于;
(3)连接,交于点,求平分时的值.
8.(2024·江苏扬州·二模)某公园要在小广场建造一个喷泉景观.在小广场中央处垂直于地面安装一个高为1.25米的花形柱子,安置在柱子顶端处的喷头向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下,且在过的任一平面上抛物线路径如图1所示,为使水流形状较为美观,设计成水流在距的水平距离为1米时达到最大高度,此时离地面2.25米.
(1)以点为原点建立如图2所示的平面直角坐标系,水流到水平距离为米,水流喷出的高度为米,求出在第一象限内的抛物线解析式(不要求写出自变量的取值范围);
(2)张师傅正在喷泉景观内维修设备期间,喷水管意外喷水,但是身高1.76米的张师傅却没有被水淋到,此时他离花形柱子的距离为米,求的取值范围;
(3)为了美观,在离花形柱子4米处的地面B、C处安装射灯,射灯射出的光线与地面成角,如图3所示,光线交汇点在花形柱子的正上方,且米,求光线与抛物线水流之间的最小垂直距离.
$$专题04 函数的实际应用题
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01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 一次函数的实际应用
►题型01 行程问题
►题型02 最大利润问题
►题型03 分配问题
考点二 反比例函数与实际问题
►题型01 反比例函数与其他学科综合问题
►题型02 反比例函数与一次函数综合问题
考点三 二次函数与实际问题
►题型01 销售问题
►题型02 拱桥问题
►题型03 图形问题
►题型04 图形运动问题
►题型05 投球问题
►题型06 喷水问题
01考情透视·目标航
中考考点
新课标要求
命题预测
函数的实际应用题
利用的函数的图象和性质解决实际应用问题
函数的三角应用题在中考数学中出题类型比较广泛,选择题、填空题、解答题都有可能出现,并且对应难度也多为中等难度,是属于占分较多的一类考点.但是同一张试卷,方程类问题只会出现一种,不会重复考察.涉及本考点的知识点重点有:由实际问题抽象出一次方程(组)或分式方程,解方程(包含一次方程、二次方程、分式方程),一元二次方程的实际应用,解不等式(组)的应用题,与一次函数、反比例函数、二次函数的相关应用题等.
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 一次函数的实际应用
►题型01 行程问题
1.(2023·江苏·中考真题)快车和慢车同时从甲地出发,以各自的速度匀速向乙地行驶,快车到达乙地卸装货物用时,结束后,立即按原路以另一速度匀速返回,直至与慢车相遇,已知慢车的速度为.两车之间的距离与慢车行驶的时间的函数图像如图所示.
(1)请解释图中点的实际意义;
(2)求出图中线段所表示的函数表达式;
(3)两车相遇后,如果快车以返回的速度继续向甲地行驶,求到达甲地还需多长时间.
【答案】(1)快车到达乙地时,慢车距离乙地还有
(2)
(3)小时
【分析】(1)根据点的纵坐标最大,可得两车相距最远,结合题意,即可求解;
(2)根据题意得出,进而待定系数法求解析式,即可求解;
(3)先求得快车的速度进而得出总路程,再求得快车返回的速度,即可求解.
【详解】(1)解:根据函数图象,可得点的实际意义为:快车到达乙地时,慢车距离乙地还有
(2)解:依题意,快车到达乙地卸装货物用时,则点的横坐标为,
此时慢车继续行驶小时,则快车与慢车的距离为,
∴
设直线的表达式为
∴
解得:
∴直线的表达式为
(3)解:设快车去乙地的速度为千米/小时,则,
解得:
∴甲乙两地的距离为千米,
设快车返回的速度为千米/小时,根据题意,
解得:,
∴两车相遇后,如果快车以返回的速度继续向甲地行驶,求到达甲地还需(小时)
【点睛】本题考查了一次函数的应用,一元一次方程,根据函数图象获取信息是解题的关键.
2.(2022·江苏盐城·中考真题)小丽从甲地匀速步行去乙地,小华骑自行车从乙地匀速前往甲地,同时出发,两人离甲地的距离(m)与出发时间(min)之间的函数关系如图所示.
(1)小丽步行的速度为__________m/min;
(2)当两人相遇时,求他们到甲地的距离.
【答案】(1)80
(2)960m
【分析】(1)由图象可知小丽行走的路程与时间,根据速度=路程÷时间计算即可;
(2)方法一:根据两函数图象的交点坐标来求解;方法二:根据行程问题中的相遇问题列出一元一次方程求解.
【详解】(1)解:由图象可知,小丽步行30分钟走了2400米,
小丽的速度为:2400÷30=80 (m/min),
故答案为:80.
(2)解法1:小丽离甲地的距离(m)与出发时间(min)之间的函数表达式是,
小华离甲地的距离(m)与出发时间(min)之间的函数表达式是,
两人相遇即时,,
解得,
当时,(m).
答:两人相遇时离甲地的距离是960m.
解法2:设小丽与小华经过 min相遇,
由题意得,
解得,
所以两人相遇时离甲地的距离是m.
答:两人相遇时离甲地的距离是960m.
【点睛】本题考查函数的图象,两直线相交问题,一元一次方程的应用,从图象中获取有用的信息是解题关键.
►题型02 最大利润问题
3.(2024·江苏南通·中考真题)某快递企业为提高工作效率,拟购买A、B两种型号智能机器人进行快递分拣.
相关信息如下:
信息一
A型机器人台数
B型机器人台数
总费用(单位:万元)
1
3
260
3
2
360
信息二
(1)求A、B两种型号智能机器人的单价;
(2)现该企业准备用不超过700万元购买A、B两种型号智能机器人共10台.则该企业选择哪种购买方案,能使每天分拣快递的件数最多?
【答案】(1)A型智能机器人的单价为80万元,B型智能机器人的单价为60万元
(2)选择购买A型智能机器人5台,购买B型智能机器人5台
【分析】本题考查了一元一次不等式的应用,二元一次方程组的应用,掌握二元一次方程组,一元一次不等式的应用是解题的关键.
(1)设A型智能机器人的单价为x万元,B型智能机器人的单价为y万元,根据题意列出方程组,计算结果即可;
(2)设购买A型智能机器人a台,则购买B型智能机器人台,先求出a的取值范围,再得出每天分拣快递的件数当a取得最大值时,每天分拣快递的件数最多.
【详解】(1)解:设A型智能机器人的单价为x万元,B型智能机器人的单价为y万元,
解得,
答:A型智能机器人的单价为80万元,B型智能机器人的单价为60万元;
(2)解:设购买A型智能机器人a台,则购买B型智能机器人台,
∴,
∴,
∵每天分拣快递的件数,
∴当时,每天分拣快递的件数最多为万件,
∴选择购买A型智能机器人5台,购买B型智能机器人5台.
4.(2024·江苏宿迁·中考真题)某商店购进A、B两种纪念品,已知纪念品A的单价比纪念品B的单价高10元.用600元购进纪念品A的数量和用400元购进纪念品B的数量相同.
(1)求纪念品A、B的单价分别是多少元?
(2)商店计划购买纪念品A、B共400件,且纪念品A的数量不少于纪念品B数量的2倍,若总费用不超过11000元,如何购买这两种纪念品使总费用最少?
【答案】(1)纪念品A、B的单价分别是元和元
(2)A种纪念品购进件,B种纪念品购进件,两种纪念品使总费用最少
【分析】本题考查了分式方程的应用以及一次函数的应用,解题的关键是正确分析题目中的等量关系.
(1)设A种纪念品的单价是x元,则B种纪念品的单价是元,利用数量总价单价,结合“用600元购进纪念品A的数量和用400元购进纪念品B的数量相同”,可得出关于x的分式方程,解之即可;
(2)设购买a件A种纪念品,总费用为元,利用总价单价数量,可得出关于a的一次函数,求出a的取值范围,根据函数的增减性解题即可.
【详解】(1)解:设A种纪念品的单价为元,则B种纪念品的单价为元,
,
解得:,
经检验是原方程的解,
∴B种纪念品的单价为元,
答:纪念品A、B的单价分别是元和元.
(2)解:设A种纪念品购进件,总费用为元,
则,
又∵,
解得,
∵,
∴y随x的增大而增大,
∴当时,购买这两种纪念品使总费用最少,
这时A种纪念品购进件,B种纪念品购进件,两种纪念品使总费用最少.
►题型03 分配问题
5.(2021·江苏连云港·中考真题)为了做好防疫工作,学校准备购进一批消毒液.已知2瓶A型消毒液和3瓶B型消毒液共需41元,5瓶A型消毒液和2瓶B型消毒液共需53元.
(1)这两种消毒液的单价各是多少元?
(2)学校准备购进这两种消毒液共90瓶,且B型消毒液的数量不少于A型消毒液数量的,请设计出最省钱的购买方案,并求出最少费用.
【答案】(1)种消毒液的单价是7元,型消毒液的单价是9元;(2)购进种消毒液67瓶,购进种23瓶,最少费用为676元
【分析】(1)根据题中条件列出二元一次方程组,求解即可;
(2)利用由(1)求出的两种消毒液的单价,表示出购买的费用的表达式,由一次函数的增减性,即可确定方案.
【详解】解:(1)设种消毒液的单价是元,型消毒液的单价是元.
由题意得:,解之得,,
答:种消毒液的单价是7元,型消毒液的单价是9元.
(2)设购进种消毒液瓶,则购进种瓶,购买费用为元.
则,
∴随着的增大而减小,最大时,有最小值.
又,∴.
由于是整数,最大值为67,
即当时,最省钱,最少费用为元.
此时,.
最省钱的购买方案是购进种消毒液67瓶,购进种23瓶.
【点睛】本题考查了二元一次方程组的解及利用一次函数的增减性来解决生活中的优化决策问题,解题的关键是:仔细审题,找到题中的等量关系,建立等式进行求解.
6.(2024·江苏无锡·中考真题)某校积极开展劳动教育,两次购买两种型号的劳动用品,购买记录如下表:
A型劳动用品(件)
B型劳动用品(件)
合计金额(元)
第一次
20
25
1150
第二次
10
20
800
(1)求两种型号劳动用品的单价;
(2)若该校计划再次购买两种型号的劳动用品共40件,其中A型劳动用品购买数量不少于10件且不多于25件.该校购买这40件劳动用品至少需要多少元?(备注:A,B两种型号劳动用品的单价保持不变)
【答案】(1)A种型号劳动用品单价为20元,B种型号劳动用品单价为30元
(2)该校购买这40件劳动用品至少需要950元
【分析】本题考查了二元一次方程组的实际应用,不等式的实际应用,一次函数的实际应用.
(1)设A种型号劳动用品单价为x元,B种型号劳动用品单价为y元,根据表格中的数据,列出方程组求解即可;
(2)设够买A种型号劳动用品a件,则够买B种型号劳动用品件,根据题意得出,设购买这40件劳动用品需要W元,列出W关于a的表达式,根据一次函数的性质,即可解答.
【详解】(1)解:设A种型号劳动用品单价为x元,B种型号劳动用品单价为y元,
,
解得:,
答:A种型号劳动用品单价为20元,B种型号劳动用品单价为30元.
(2)解:设够买A种型号劳动用品a件,则够买B种型号劳动用品件,
根据题意可得:,
设购买这40件劳动用品需要W元,
,
∵,
∴W随a的增大而减小,
∴当时,W取最小值,,
∴该校购买这40件劳动用品至少需要950元.
一次函数的实际应用:
1)一次函数应用问题的求解思路:
①建立一次函数模型→求出一次函数解析式→结合函数解析式、函数性质作出解答;
②利用函数并与方程(组)、不等式(组)联系在一起解决实际生活中的利率、利润、租金、生产方案的设计问题以及经济决策、市场经济等方面的应用.
2)建立函数模型解决实际问题的一般步骤:
①审题,设定实际问题中的变量,明确变量x和y;
②根据等量关系,建立变量与变量之间的函数关系式,如:一次函数的函数关系式;
③确定自变量x的取值范围,保证自变量具有实际意义;
④利用函数的性质解决问题;
⑤写出答案.
3)利用一次函数的图象解决实际问题的一般步骤:
①观察图象,获取有效信息;
②对获取的信息进行加工、处理,理清各数量之间的关系;
③选择适当的数学工具(如函数、方程、不等式等),通过建模解决问题.
【提示】时刻注意根据实际情况确定变量的取值范围.
5)求最值的本质为求最优方案,解法有两种:
①可将所有求得的方案的值计算出来,再进行比较;
②直接利用所求值与其变量之间满足的一次函数关系式求解,由一次函数的增减性可直接确定最优方案及最值;若为分段函数,则应分类讨论,先计算出每个分段函数的取值,再进行比较.
【提示】一次函数本身并没有最值,但在实际问题中,自变量的取值往往有一定的限制,其图象为射线或线段.涉及最值问题的一般思路:确定函数表达式→确定函数增减性→根据自变量的取值范围确定最值.
6)当需要利用函数和函数图象比较数的大小,主要有三种方法:
①直接把x值代入函数关系式,求出相应的y值,比较数的大小;
②在函数图象上描出各点,再根据各点的位置情况,比较数的大小;
③利用函数的增减性,比较数的大小.
1.(2024·江苏连云港·模拟预测)为了拉动内需,让惠于农民,丰富农民的业余生活,鼓励送电脑下乡,国家决定实行政府补贴.规定每购买一台电脑,政府补贴若干元,经调查某商场销售电脑台数y(台)与补贴款额x(元)之间大致满足如图所示的一次函数关系,随着补贴款额x的不断增大,销售量也不断增加,但每台电脑的收益p(元)会相应降低且满足:.
(1)在政府补贴政策实施后,求出该商场销售电脑台数y与政府补贴款额x之间的函数关系式;
(2)在政府未出台补贴措施之前,该商场销售电脑的总收益额为多少元?
(3)要使该商场销售电脑的总收益最大,政府应将每台补贴款额x定为多少?并求出总收益的最大值.
【答案】(1)
(2)元
(3)元,元
【知识点】最大利润问题(一次函数的实际应用)、销售问题(实际问题与二次函数)、求一次函数解析式、y=ax²+bx+c的最值
【分析】(1)依题意设,待定系数法求解即可;
(2)当时,,当时,,根据,计算求解即可;
(3)设总收益为W元,则,由,可知当时,W有最大值,计算求解即可.
【详解】(1)解:依题意设,
将,代入得,,
解得,
∴.
(2)解:当时,,
当时,,
∴;
答:在政府未出台补贴措施之前,该商场销售彩电的总收益额为元.
(3)解:设总收益为W元,则,
∵,
∴当时,W有最大值.
答:政府应将每台补贴款额定为元时,可获得最大利润元.
【点睛】本题考查了一次函数解析式,一次函数的应用,二次函数的应用,二次函数的最值等知识.熟练掌握一次函数解析式,一次函数的应用,二次函数的应用,二次函数的最值是解题的关键.
2.(2024·江苏南京·二模)某平台提供同城配送服务,每单费用=基础配送费+路程附加费+重量附加费.其中,基础配送费为8元;路程附加费的收费标准:当配送路程不超过3千米时,每千米1元,若超过3千米,则超过部分每千米2元;重量附加费y(元)与物品重量之间的函数关系如图中折线所示.
(1)当物品重量为, 配送路程为时,则配送的费用为_____元;
(2)当时,求y 与x 的函数表达式;
(3)某客户需将重量为的物品送到相距处的某地,由于平台规定每单配送物品的重量不得超过, 现需要分两单配送(物品可任意拆分),则两单费用之和的最小值为______元.
【答案】(1)37
(2)当 时 ,y 与x 之间的函数关系式为
(3)62
【知识点】用一元一次不等式解决实际问题、最大利润问题(一次函数的实际应用)
【分析】(1)由基础费加上路程费即可得到答案;
(2)当时,设y 与x 之间的函数关系式为,把,代入即可得到答案;
(3)求解当时,y 与x 之间的函数关系式为;设一单重量为,则另一单重量为,再分情况讨论即可.
【详解】(1)解:∵物品重量为, 配送路程为,
∴配送的费用为(元);
(2)解:当时,设y 与x 之间的函数关系式为,
把,代入可得:
,
解得:,
∴y 与x 之间的函数关系式为;
(3)解:当时,设y 与x 之间的函数关系式为,
把,代入可得:
,
解得:,
∴y 与x 之间的函数关系式为;
设一单重量为,则另一单重量为,
当,则,不符合题意;
当时,则;
∴两单费用之和为:
,
当时,费用最小为(元),
当时,则;
∴两单费用之和为:
,
当时,费用最小为(元),
当时,则,
∴两单费用之和为:
,
此时,费用为元,
当时,则,
∴两单费用之和为:
,
当时,费用最小为(元),
当时,则,
∴两单费用之和为:
,
当时,费用最小为(元),
综上:两单费用之和的最小值为元.
【点睛】本题考查的是一次函数的实际应用,不等式的性质,理解题意,熟练的利用一次函数的性质解题是关键.
3.(2024·江苏盐城·三模)小丽驾驶电动汽车从家出发到某景点游玩,行驶一段时间,停车充电,电量充满后继续行驶,到达景点时汽车剩余电量与出发时恰好相同.在景点游玩一段时间后,按原路返回到家.小丽往返均匀速行驶,汽车每小时的耗电量均相同,出行全程一共用时小时,汽车剩余电量与时间的函数关系如图所示.
(1)该电动汽车每小时的充电量为 ,小丽在景区游玩了 ;
(2)电动汽车从家出发时电量为,求的值;
(3)求线段所表示的与之间的函数表达式.
【答案】(1);
(2)
(3)
【知识点】从函数的图象获取信息、行程问题(一次函数的实际应用)、求一次函数解析式
【分析】(1)列式计算可得电动汽车每小时的充电量为,由于返回时间与去时行驶时间相同,可以得到小丽在景区游玩时间;
(2)先求出汽车行驶时每小时的耗电量,可知到达景点时汽车剩余电量为;
(3)用待定系数法可得线段所表示的与之间的函数表达式.
【详解】(1)
电动汽车每小时的充电量为
小丽往返均匀速行驶
返回时间与去时行驶时间相同,即为:
段占用时间为
段时间为:
故答案为:;
(2)汽车每小时的耗电量均相同,且到达景点时汽车剩余电量与出发时恰好相同
耗电量为:
到达景点时汽车剩余电量为:
(3)段时间为:,且到达景点时汽车剩余电量为:
汽车每小时的耗电量为,返回时间为
当小丽回家时,剩余电量为:
设段的函数表达式为:
将代入可得:
解得:
段的函数表达式为:
【点睛】本题考查一次函数的应用以及待定系数法求解析式,解题的关键是读懂题意,能从函数图象中获取有用的信息.
4.(2024·江苏南京·二模)快、慢两车从甲地出发,沿同一条直路匀速行驶,前往乙地.设快车出发第时,快、慢两车离甲地的距离分别为,当时,慢车到达乙地.与x之间的函数关系如图所示.
(1)甲、乙两地相距 ,快车比慢车晚出发 h.
(2)快车与慢车相遇时,两车距离甲地多远?
(3)若第三辆车的速度是快车的速度的1.5倍,沿同一条直路从乙地匀速前往甲地,当慢车到达乙地时,该车恰好到达甲地.请在图中画出该车离甲地的距离与x 之间的函数图像.
【答案】(1)160,1
(2)
(3)见解析
【知识点】从函数的图象获取信息、行程问题(一次函数的实际应用)、用描点法画函数图象
【分析】本题考查一次函数的应用,解题的关键是读懂题意,能从函数图象中获取有用的信息.
(1)由图可知甲、乙两地相距;根据路程时间速度,求出慢车的速度为,可知快车出发时,慢车行驶的时间为,故快车比慢车晚出发;
(2)由图可知,快车出发1小时追上慢车,此时慢车已行驶,即可得快车与慢车相遇时,两车距离甲地;
(3)求出第三辆车的速度是;可得第三辆车从乙地到甲地所需时间为,故当时,第 三辆车从乙地出发,即与x之间的函数图象过和,即可画出函数图象.
【详解】(1)解:由图可知,甲、乙两地相距;
慢车的速度为,
由可知,快车出发时,
慢车行驶的时间为,
∴快车比慢车晚出发;
故答案为:160,1;
(2)解:由图可知,快车出发1小时追上慢车,此时慢车已行驶,
∵,
∴快车与慢车相遇时,两车距离甲地;
(3)解:由(2)知,快车速度为,
∴第三辆车的速度是;
∴第三辆车从乙地到甲地所需时间为,
∵,
∴当时,第三辆车从乙地出发,
即与x之间的函数图象过和,
画出图象如下:
5.(2024·江苏扬州·二模)某商场从生产厂家购进、两种玩具,再进行销售,进价和售价如下表所示:
进价元件
售价元件
已知该商场用元从生产厂家购进玩具的数量与用元购进玩具的数量相同.
(1)求的值;
(2)该商场计划同时购进、两种玩具共件,其中玩具最多购进件,最少购进件.实际进货时,由于生产厂家做优惠活动,所以每件玩具的进价下调元.若该商场保持玩具的售价不变且所有玩具都能售出,求该商场销售这些玩具能获得的最大利润.
【答案】(1)
(2)该商场销售这些玩具能获得的最大利润为元
【知识点】分式方程的实际应用、最大利润问题(一次函数的实际应用)
【分析】本题考查了分式方程的应用以及一次函数的应用,解题的关键是:(1)找准等量关系,正确列出分式方程;(2)根据各数量之间的关系,得出需要的函数关系式.
(1)利用数量总价单价,结合该商场用元从生产厂家购进玩具的数量与用元购进玩具的数量相同,可列出关于的分式方程,解之经检验后,即可得出结论;
(2)设购进件玩具,该商场销售完这些玩具获得的总利润为元,则购进件玩具,利用总利润每件玩具的销售利润购进玩具的数量每件玩具的销售利润购进玩具的数量,可得出关于的函数关系式,再利用一次函数的性质,即可解决最值问题.
【详解】(1)解:根据题意得:,
解得:,
经检验,是所列方程的解,且符合题意.
答:的值为;
(2)解:设购进件玩具数量,该商场销售完这些玩具获得的总利润为元,则购进件玩具,
根据题意得:,
即,
,
随的增大而减小,
又,
当时,取得最大值,最大值(元).
答:该商场销售这些玩具能获得的最大利润为元.
6.(2024·江苏盐城·三模)“城市发展,交通先行”,我市启动了缓堵保畅的快速路建设工程,建成后将大大提升道路的通行能力.研究表明,在确保安全行车情况下,快速路的车流速度v(千米/时)是车流密度x(辆/千米)的函数,其图象近似的如图所示.
(1)求v关于x的函数表达式;
(2)求车流量p和车流密度x之间的函数表达式并求出车流量p(辆/时)的最大值.(注:车流量是单位时间内通过观测点的车辆数,计算公式为:车流量=车流速度×车流密度)
(3)经过测算,每日上下班高峰时段快速路车流量将不低于4400辆/时,为保证快速路安全畅通,城市道路交通指挥中心将实时发布道路预警信息,提醒驾驶员按预警速度要求行驶,请你帮助城市交通指挥中心测算一下上下班高峰时段车速应控制在什么范围才能确保快速路安全畅通?
【答案】(1)
(2), P的最大值为4418辆/时
(3)上下班高峰时段车速应控制在44千米时千米时.
【知识点】其他问题(实际问题与二次函数)、从函数的图象获取信息、求一次函数解析式、其他问题(一次函数的实际应用)
【分析】此题考查了一次函数及二次函数的应用,解答本题需要我们会判断二次函数的增减性及二次函数最值的求解方法,也要熟练待定系数法求一次函数解析式.
(1)用待定系数法即可求解;
(2)由题知:当时,;当时,,进而求解;
(3)由题意得:,解得,而,当时,,当时,,即可求解.
【详解】(1)解:由图象知,当时,,
当时,设该段一次函数表达式是,
把两点坐标,,分别代入,
得,
解得,
关于的一次函数表达式是,
即;
(2)解:由题知:当时,.
当时,,
当时,车流量有最大值4418辆时.
,
当时,车流量有最大值4418辆时;
(3)解:由题意得:,解得,
而,
当时,,当时,,
即,
即上下班高峰时段车速应控制在44千米时千米时.
考点二 反比例函数与实际问题
►题型01 反比例函数与其他学科综合问题
1.(2023·宁夏·中考真题)给某气球充满一定质量的气体,在温度不变时,气球内气体的气压是气体体积()的反比例函数,其图象如图所示.
(1)当气球内的气压超过时,气球会爆炸.若将气球近似看成一个球体,试估计气球的半径至少为多少时气球不会爆炸(球体的体积公式,取3);
(2)请你利用与的关系试解释为什么超载的车辆容易爆胎.
【答案】(1)气球的半径至少为时,气球不会爆炸;
(2)由于车辆超载,轮胎体积变小,胎内气压增大导致爆胎.
【知识点】实际问题与反比例函数
【分析】(1)设函数关系式为,用待定系数法可得,即可得当时,,从而求出;
(2)由于车辆超载,轮胎体积变小,胎内气压增大导致爆胎.
【详解】(1)设函数关系式为,
根据图象可得:,
,
当时,,
,
解得:,
,
随的增大而减小,
要使气球不会爆炸,,此时,
气球的半径至少为时,气球不会爆炸;
(2)由于车辆超载,轮胎体积变小,胎内气压增大导致爆胎.
【点睛】本题考查反比例函数的应用,涉及立方根等知识,解题的关键是读懂题意,掌握待定系数法求出反比例函数的解析式.
2.(2023·浙江衢州·中考真题)视力表中蕴含着很多数学知识,如:每个“E”形图都是正方形结构,同一行的“E”是全等图形且对应着同一个视力值,不同的检测距离需要不同的视力表.
素材1 国际通用的视力表以5米为检测距离,任选视力表中7个视力值n,测得对应行的“E”形图边长b(mm),在平面直角坐标系中描点如图1.
探究1 检测距离为5米时,归纳n与b的关系式,并求视力值1.2所对应行的“E”形图边长.
素材2 图2为视网膜成像示意图,在检测视力时,眼睛能看清最小“E”形图所成的角叫做分辨视角,视力值与分辨视角(分)的对应关系近似满足.
探究2 当时,属于正常视力,根据函数增减性写出对应的分辨视角的范围.
素材3 如图3,当确定时,在A处用边长为的I号“E”测得的视力与在B处用边长为的Ⅱ号“E”测得的视力相同.
探究3 若检测距离为3米,求视力值1.2所对应行的“E”形图边长.
【答案】探究检测距离为5米时,视力值1.2所对应行的“”形图边长为,视力值1.2所对应行的“”形图边长为;
探究;
探究3:检测距离为时,视力值1.2所对应行的“”形图边长为.
【知识点】实际问题与反比例函数、相似三角形的判定与性质综合
【分析】探究1:由图象中的点的坐标规律得到与成反比例关系,由待定系数法可得,将 代入得:;
探究2:由,知在自变量的取值范围内,随着的增大而减小,故当时,,即可得;
探究3:由素材可知,当某人的视力确定时,其分辨视角也是确定的,可得,即可解得答案.
【详解】探究
由图象中的点的坐标规律得到与成反比例关系,
设,将其中一点代入得:,
解得:,
,将其余各点一一代入验证,都符合关系式;
将 代入得:;
答:检测距离为5米时,视力值1.2所对应行的“”形图边长为,视力值1.2所对应行的“”形图边长为;
探究
,
在自变量的取值范围内,随着的增大而减小,
当时,,
,
;
探究3:由素材可知,当某人的视力确定时,其分辨视角也是确定的,由相似三角形性质可得,
由探究1知,
,
解得,
答:检测距离为时,视力值1.2所对应行的“”形图边长为.
【点睛】本题考查反比例函数的综合应用,涉及待定系数法,函数图象上点坐标的特征,相似三角形的性质等知识,解题的关键是读懂题意,能将生活中的问题转化为数学问题加以解决.
►题型02 反比例函数与一次函数综合问题
3.(2022·山东枣庄·中考真题)为加强生态文明建设,某市环保局对一企业排污情况进行检测,结果显示:所排污水中硫化物的浓度超标,即硫化物的浓度超过最高允许的1.0mg/L.环保局要求该企业立即整改,在15天内(含15天)排污达标.整改过程中,所排污水中硫化物的浓度y(mg/L)与时间x(天)的变化规律如图所示,其中线段AC表示前3天的变化规律,第3天时硫化物的浓度降为4.5mg/L.从第3天起,所排污水中硫化物的浓度y与时间x满足下面表格中的关系:
时间x(天)
3
5
6
9
……
硫化物的浓度y(mg/L)
4.5
2.7
2.25
1.5
……
(1)在整改过程中,当0≤x<3时,硫化物的浓度y与时间x的函数表达式;
(2)在整改过程中,当x≥3时,硫化物的浓度y与时间x的函数表达式;
(3)该企业所排污水中硫化物的浓度能否在15天以内不超过最高允许的1.0mg/L?为什么?
【答案】(1)线段AC的函数表达式为:y=﹣2.5x+12(0≤x<3);
(2)y=(x≥3);
(3)该企业所排污水中硫化物的浓度可以在15天以内不超过最高允许的1.0mg/L,理由见解析.
【知识点】求反比例函数解析式、求一次函数解析式、实际问题与反比例函数
【分析】(1)设线段AC的函数表达式为:y=kx+b,把A、C两点坐标代入求出k、b的值即可;
(2)设函数的表达式为:y=,把C点坐标代入,求出k的值即可;
(3)根据(2)所得表达式,求出x=15时,y的值与硫化物浓度允许的最高值比较即可.
【详解】(1)解:由前三天的函数图像是线段,设函数表达式为:y=kx+b
把(0,12)(3,4.5)代入函数关系式,得 ,
解得:k=﹣2.5,b=12
∴当0≤x<3时,硫化物的浓度y与时间x的函数表达式为:y=﹣2.5x+12;
(2)解:当x≥3时,设y=,
把(3,4.5)代入函数表达式,得4.5=,
解得k=13.5,
∴当x≥3时,硫化物的浓度y与时间x的函数表达式为:y= ;
(3)解:能,理由如下:
当x=15时,y==0.9,
因为0.9<1,
所以该企业所排污水中硫化物的浓度,能在15天以内不超过最高允许的1.0mg/L.
【点睛】本题考查一次函数和反比例函数,熟练掌握根据坐标确定解析式的一次项系数和常数项是解题关键.
用反比例函数解决实际问题的步骤:
1)审:审清题意,找出题目中的常量、变量,并理清常量与变量之间的关系;
2)设:根据常量与变量之间的关系,设出函数解析式,待定的系数用字母表示;
3)列:由题目中的已知条件列出方程,求出待定系数;
4)写:写出函数解析式,并注意解析式中变量的取值范围;
5)解:用函数解析式去解决实际问题.
利用反比例函数解决实际问题,要做到:
1)能把实际的问题转化为数学问题,建立反比例函数的数学模型;
2)注意在自变量和函数值的取值上的实际意义;
3)问题中出现的不等关系转化成相等的关系来解,然后在作答中说明.
【易错点】
1.利用反比例函数的性质时,误认为所给出的点在同一曲线上;
2.利用函数图象解决实际问题时,容易忽视自变量在实际问题的意义.
1.(2024·江苏南京·一模)某公司成功研制出一种产品,经市场调研,年销售量y(万件)与销售单价x(元)之间的关系如图所示,其中曲线为反比例函数图像的一部分,为一次函数图像的一部分.
(1)求y与x之间的函数表达式;
(2)已知每年该产品的研发费用为40万元,该产品成本价为4元/件,设销售产品年利润为w(万元),当销售单价为多少元时,年利润最大?最大年利润是多少?(说明:年利润年销售利润研发费用)
【答案】(1)
(2)当销售单价为16元时,该产品利润最大,最大利润是104万元
【知识点】求一次函数解析式、销售问题(实际问题与二次函数)、求反比例函数解析式、实际问题与反比例函数
【分析】本题主要考查了一次函数的实际应用,反比例函数的实际应用,二次函数的实际应用,理解题意是解决问题的关键.
(1)分两段:当时,当时,利用待定系数法解答,即可求解;
(2)设利润为w元,分两段:当时,当时,求出w关于x的函数解析式,再根据反比例函数以及二次函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:当时,设y与x的函数关系式为,
∵点在该函数图象上,
∴,
解得:,
∴当时,y与x的函数关系式为,
当时,设y与x的函数关系式为,
,
解得,
即当时,y与x的函数关系式为,
综上所述,y与x的函数关系式为;
(2)当时,,
∵,
∴y随x的增大而增大,
∴w随x的增大而增大,
∴当时,w取得最大值,此时,
当时,,
∴当时,w取得最大值,此时,
∵,
∴当销售单价为16时,该产品利润最大,最大利润是104万元,
答:当销售单价为16元时,该产品利润最大,最大利润是104万元.
2.(2022·江苏徐州·二模)某蔬菜生产基地的气温较低时,用装有恒温系统的大棚栽培一种新品种蔬菜.如图是试验阶段的某天恒温系统从开启到关闭后,大棚内的温度y(℃)与时间x(h)之间的函数关系,其中线段AB、BC表示恒温系统开启阶段,双曲线的一部分CD表示恒温系统关闭阶段.
请根据图中信息解答下列问题:
(1)求这天的温度y与时间x的函数关系式;
(2)解释线段BC的实际意义;
(3)若大棚内的温度低于10℃时,蔬菜会受到伤害.问这天内,恒温系统最多可以关闭多少小时,才能使蔬菜避免受到伤害?
【答案】(1)y=;
(2)线段BC表示恒温系统设定恒温为20℃;
(3)恒温系统最多可以关闭10小时,才能使蔬菜避免受到伤害.
【知识点】从函数的图象获取信息、求一次函数解析式、求反比例函数解析式、实际问题与反比例函数
【分析】(1)应用待定系数法分段求出函数解析式即可;
(2)根据函数图象结合题意回答即可;
(3)把y=10代入y=中,即可求得结论.
【详解】(1)解:设线段AB解析式为y=k1x+b(k1≠0),
∵线段AB过点(0,10),(3,15),
代入得,解得:,
∴线段AB的解析式为:y=x+10(0≤x<6),
∵B在线段AB上,当x=6时,y=20,
∴点B坐标为(6,20),
∴线段BC的解析式为:y=20(6≤x<10),
设双曲线CD解析式为:y=(k2≠0),
∵C(10,20),
∴k2=200,
∴双曲线CD的解析式为:y=(10≤x≤24);
∴y关于x的函数解析式为:y=;
(2)线段BC表示恒温系统设定恒温为20℃;
(3)把y=10代入y=中,解得:x=20,
∴20−10=10,
答:恒温系统最多可以关闭10小时,才能使蔬菜避免受到伤害.
【点睛】本题是以实际应用为背景的函数综合题,主要考查求一次函数、反比例函数和常数函数的关系式.解答时应注意临界点的应用.
3.(2024·江苏盐城·一模)【问题背景】在一次物理实验中,小聪同学用一固定电压为的蓄电池,通过调节滑动变阻器来改变电流大小,完成控制灯泡(灯丝的阻值)亮度的实验(如图1),已知串联电路中,电流与电阻、之间的关系为,通过实验得出如下数据:
…
…
…
4
…
(1)由题意可得________;
【探索研究】
(2)根据以上实验,构建出函数,结合表格信息,探究函数的图像与性质.
①平面直角坐标系中画出对应函数的图像(画图时,不写画法,保留画图痕迹,然后请用黑色水笔描黑);
②随着自变量的不断增大,函数值的变化趋势是________;
【拓展提升】
(3)结合(2)中函数的图像,直接写出不等式的解集为________.
【答案】(1);(2)①见解析;②不断减小;(3).
【知识点】实际问题与反比例函数、y=a(x-h)²+k的图象和性质、判断(画)反比例函数图象、判断反比例函数图象所在象限
【分析】本题考查了反比例函数的应用,二次函数的图像,解题的关键是数形结合.
(1)根据已知列方程求解;
(2)①用描点法画出图像即可;②根据函数图像即可求解;
(3)作函数的图像,根据图像即可求解.
【详解】(1)根据题意可得,
由表可得,当时,,
,
解得:,
故答案为:;
(2)①函数的图像如下:
②由图像可知,随着自变量的不断增大,函数值的变化趋势是不断减小,
故答案为:不断减小;
(3)如图,
由图像可知,不等式的解集为,
故答案为:.
考点三 二次函数与实际问题
►题型01 销售问题
1.(2023·江苏无锡·中考真题)某景区旅游商店以元的价格采购一款旅游食品加工后出售,销售价格不低于元,不高于元,经市场调查发现每天的销售量与销售价格(元)之间的函数关系如图所示.
(1)求关于的函数表达式:
(2)当销售价格定为多少时,该商店销售这款食品每天获得的销售利润最大?最大销售利润是多少?【销售利润=(销售价格一采购价格)×销售量】
【答案】(1)
(2)销售价格为元时,利润最大为
【分析】(1)分时,当时,分别待定系数法求解析式即可求解;
(2)设利润为,根据题意当时,得出,当时,,
进而根据分时,当时,分别求得最大值,即可求解.
【详解】(1)当时,设关于的函数表达式为,将点代入得,
∴
解得:
∴,
当时,设关于的函数表达式为,将点代入得,
解得:
∴,
(2)设利润为
当时,
∵在范围内,随着的增大而增大,
当时,取得最大值为;
当时,
∴当时,w取得最大值为
,
当销售价格为元时,利润最大为.
【点睛】本题考查了一次函数的应用,二次函数的应用,根据题意列出函数关系式是解题的关键.
2.(2023·江苏泰州·中考真题)某公司的化工产品成本为元/千克.销售部门规定:一次性销售千克以内时,以元/千克的价格销售;一次性销售不低于千克时,每增加千克降价元.考虑到降价对利润的影响,一次性销售不低于千克时,均以某一固定价格销售.一次性销售利润(元)与一次性销售量(千克)的函数关系如图所示.
(1)当一次性销售千克时利润为多少元?
(2)求一次性销售量在之间时的最大利润;
(3)当一次性销售多少千克时利润为元?
【答案】(1)当一次性销售千克时,利润为元;
(2)一次性销售量在之间时的最大利润为元;
(3)当一次性销售为或或千克时,利润为元.
【分析】()用销售量利润计算即可;
()根据一次性销售不低于千克时,每增加千克降价元求出每千克利润,再乘以销售量即可列出函数解析式,再根据函数的性质求最值;
()分一次性销售量在之间和一次性销售不低于千克两种情况列方程求解即可;
本题考查了二次函数和一次函数的应用,根据等量关系列出函数解析式是解题的关键.
【详解】(1)解:根据题意,
当时,,
∴当一次性销售千克时,利润为元;
(2)解:设一次性销售量在之间时,
每千克利润为,
∴,
,
,
,
∵,,
∴当时,有最大值,最大值为,
∴一次性销售量在之间时的最大利润为元;
(3)解:当时,
,
∴,
当一次性销售量在之间时,
由题意得,,
解得;
当一次性销售不低于千克时,
每千克利润为元,
由题意得,,
解得;
∴当一次性销售为或或千克时,利润为元.
►题型02 拱桥问题
3.(2024·陕西·中考真题)一条河上横跨着一座宏伟壮观的悬索桥.桥梁的缆索与缆索均呈抛物线型,桥塔与桥塔均垂直于桥面,如图所示,以O为原点,以直线为x轴,以桥塔所在直线为y轴,建立平面直角坐标系.
已知:缆索所在抛物线与缆索所在抛物线关于y轴对称,桥塔与桥塔之间的距离,,缆索的最低点P到的距离(桥塔的粗细忽略不计)
(1)求缆索所在抛物线的函数表达式;
(2)点E在缆索上,,且,,求的长.
【答案】(1);
(2)的长为.
【分析】本题考查了二次函数的应用,待定系数法求二次函数解析式,根据题意求得函数解析式是解题的关键.
(1)根据题意设缆索所在抛物线的函数表达式为,把代入求解即可;
(2)根据轴对称的性质得到缆索所在抛物线的函数表达式为,由,把代入求得,,据此求解即可.
【详解】(1)解:由题意得顶点P的坐标为,点A的坐标为,
设缆索所在抛物线的函数表达式为,
把代入得,
解得,
∴缆索所在抛物线的函数表达式为;
(2)解:∵缆索所在抛物线与缆索所在抛物线关于y轴对称,
∴缆索所在抛物线的函数表达式为,
∵,
∴把代入得,,
解得,,
∴或,
∵,
∴的长为.
4.(2023·陕西·中考真题)某校想将新建图书楼的正门设计为一个抛物线型门,并要求所设计的拱门的跨度与拱高之积为,还要兼顾美观、大方,和谐、通畅等因素,设计部门按要求价出了两个设计方案,现把这两个方案中的拱门图形放入平面直角坐标系中,如图所示:
方案一,抛物线型拱门的跨度,拱高其中,点在轴上,.
方案二,抛物线型拱门的跨度,拱高其中,点在轴上,.
要在拱门中设置高为的矩形框架,其面积越大越好(框架的粗细忽略不计),方案一中,矩形框架的面积记为,点、在抛物线上,边在上;方案二中,矩形框架的面积记为,点在抛物线上,边在上,现知,小华已正确求出方案二中,当时,,请你根据以上提供的相关信息,解答下列问题:
(1)求方案一中抛物线的函数表达式;
(2)在方案一中,当时,求矩形框架的面积并比较的大小.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查二次函数的应用,解题的关键是读懂题意,求出函数关系式.
(1)由题意知抛物线的顶点,设顶点式用待定系数法可得方案一中抛物线的函数表达式;
(2)令可得或,故;再比较的大小即可.
【详解】(1)解:由题意知,,,
方案一中抛物线的顶点,
设抛物线的函数表达式为,
把代入得,,
解得:,
,
方案一中抛物线的函数表达式为;
(2)解:在中,
令得:;
解得或,
,
,
,
.
►题型03 图形问题
5.(2022·江苏无锡·中考真题)某农场计划建造一个矩形养殖场,为充分利用现有资源,该矩形养殖场一面靠墙(墙的长度为10m),另外三面用栅栏围成,中间再用栅栏把它分成两个面积为1:2的矩形,已知栅栏的总长度为24m,设较小矩形的宽为xm(如图).
(1)若矩形养殖场的总面积为36,求此时x的值;
(2)当x为多少时,矩形养殖场的总面积最大?最大值为多少?
【答案】(1)x的值为2m;
(2)当时,矩形养殖场的总面积最大,最大值为 m2
【分析】(1)由BC=x,求得BD=3x,AB=8-x,利用矩形养殖场的总面积为36,列一元二次方程,解方程即可求解;
(2)设矩形养殖场的总面积为S,列出矩形的面积公式可得S关于x的函数关系式,再根据二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵BC=x,矩形CDEF的面积是矩形BCFA面积的2倍,
∴CD=2x,
∴BD=3x,AB=CF=DE=(24-BD)=8-x,
依题意得:3x(8-x)=36,
解得:x1=2,x2=6(不合题意,舍去),
此时x的值为2m;
;
(2)解:设矩形养殖场的总面积为S,
由(1)得:S=3x(8-x)=-3(x-4)2+48,
∵墙的长度为10,
∴0<3x<10,
∴0<x<,
∵-3<0,
∴x<4时,S随着x的增大而增大,
∴当x=时,S有最大值,最大值为,
即当时,矩形养殖场的总面积最大,最大值为 m2.
【点睛】本题考查了一元二次方程和二次函数在几何图形问题中的应用,数形结合并熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
6.(2023·江苏徐州·中考真题)如图,正方形纸片的边长为4,将它剪去4个全等的直角三角形,得到四边形.设的长为,四边形的面积为.
(1)求关于的函数表达式;
(2)当取何值时,四边形的面积为10?
(3)四边形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.
【答案】(1)
(2)当取1或3时,四边形的面积为10;
(3)存在,最小值为8.
【分析】(1)先证出四边形为正方形,用未知数x表示其任一边长,根据正方形面积公式即可解决问题;
(2)代入y值,解一元二次方程即可;
(3)把二次函数配方化为顶点式,结合其性质即可求出最小值.
【详解】(1)解:在正方形纸片上剪去4个全等的直角三角形,
,
,四边形为正方形,
在中,,
,
正方形的面积;
不能为负,
,
故关于的函数表达式为
(2)解:令,得,
整理,得,
解得,
故当取1或3时,四边形的面积为10;
(3)解:存在.
正方形的面积;
当时,y有最小值8,即四边形的面积最小为8.
【点睛】本题考查二次函数的应用.解题的关键是找准数量关系,对于第三问,只需把二次函数表达式配方化为顶点式,即可求解.
►题型04 图形运动问题
7.(2024·江苏苏州·中考真题)如图,中,,,,,反比例函数的图象与交于点,与交于点E.
(1)求m,k的值;
(2)点P为反比例函数图象上一动点(点P在D,E之间运动,不与D,E重合),过点P作,交y轴于点M,过点P作轴,交于点N,连接,求面积的最大值,并求出此时点P的坐标.
【答案】(1),
(2)最大值是,此时
【分析】本题考查了二次函数,反比例函数,等腰三角形的判定与性质等知识,解题的关键是:
(1)先求出B的坐标,然后利用待定系数法求出直线的函数表达式,把D的坐标代入直线的函数表达式求出m,再把D的坐标代入反比例函数表达式求出k即可;
(2)延长交y轴于点Q,交于点L.利用等腰三角形的判定与性质可得出,设点P的坐标为,,则可求出,然后利用二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解: ,,
.
又,
.
,
点.
设直线的函数表达式为,
将,代入,得,
解得,
∴直线的函数表达式为.
将点代入,得.
.
将代入,得.
(2)解:延长交y轴于点Q,交于点L.
,,
.
轴,
,.
,
,
,
.
设点P的坐标为,,则,.
.
.
当时,有最大值,此时.
►题型05 投球问题
8.(2024·青海·中考真题)在如图所示的平面直角坐标系中,有一斜坡,从点O处抛出一个小球,落到点处.小球在空中所经过的路线是抛物线的一部分.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求抛物线最高点的坐标;
(3)斜坡上点B处有一棵树,点B是的三等分点,小球恰好越过树的顶端C,求这棵树的高度.
【答案】(1)
(2)
(3)这棵树的高为2
【分析】本题考查了二次函数的应用,其中涉及到待定系数法求二次函数的解析式,二次函数顶点坐标的求解方法,相似三角形的判定和性质,难度适中利用数形结合与方程思想是解题的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)配成顶点式,利用二次函数的性质即可求解;
(3)过点A、B分别作x轴的垂线,证明,利用相似三角形的性质求得,,据此求解即可.
【详解】(1)解:∵点是抛物线上的一点,
把点代入中,得:,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由(1)得:,
∴抛物线最高点对坐标为;
(3)解:过点A、B分别作x轴的垂线,垂足分别是点E、D,
∵,,
∴,
∴,
又∵点B是的三等分点,
∴,
∵,
∴,,
∴,
解得,
∴,
解得,
∴点C的横坐标为1,
将代入中,,
∴点C的坐标为,
∴,
∴,
答:这棵树的高为2.
9.(2024·甘肃兰州·中考真题)在校园科技节期间,科普员为同学们进行了水火箭的发射表演,图1是某型号水火箭的实物图,水火箭发射后的运动路线可以看作是一条抛物线.为了解水火箭的相关性能,同学们进一步展开研究.如图2建立直角坐标系,水火箭发射后落在水平地面A处.科普员提供了该型号水火箭与地面成一定角度时,从发射到着陆过程中,水火箭距离地面的竖直高度与离发射点O的水平距离的几组关系数据如下:
水平距离
0
3
4
10
15
20
22
27
竖直高度
0
3.24
4.16
8
9
8
7.04
3.24
(1)根据上表,请确定抛物线的表达式;
(2)请计算当水火箭飞行至离发射点O的水平距离为时,水火箭距离地面的竖直高度.
【答案】(1)抛物线的表达式
(2)水火箭距离地面的竖直高度米
【分析】本题主要考查二次函数的性质,
根据题意可设抛物线的表达式,结合体图标可知抛物线的顶点坐标为,代入求解即可;
由题意知,代入抛物线的表达式即可求得水火箭距离地面的竖直高度.
【详解】(1)解:根据题意可知抛物线过原点,设抛物线的表达式,
由表格得抛物线的顶点坐标为,则,解得,
则抛物线的表达式,
(2)解:由题意知,则,
那么,水火箭距离地面的竖直高度米.
►题型06 喷水问题
10.(2023·甘肃兰州·中考真题)一名运动员在高的跳台进行跳水,身体(看成一点)在空中的运动轨迹是一条抛物线,运动员离水面的高度与离起跳点A的水平距离之间的函数关系如图所示,运动员离起跳点A的水平距离为时达到最高点,当运动员离起跳点A的水平距离为时离水面的距离为.
(1)求y关于x的函数表达式;
(2)求运动员从起跳点到入水点的水平距离的长.
【答案】(1)y关于x的函数表达式为;
(2)运动员从起跳点到入水点的水平距离的长为.
【分析】(1)由题意得抛物线的对称轴为,经过点,,利用待定系数法即可求解;
(2)令,解方程即可求解.
【详解】(1)解:由题意得抛物线的对称轴为,经过点,,
设抛物线的表达式为,
∴,解得,
∴y关于x的函数表达式为;
(2)解:令,则,
解得(负值舍去),
∴运动员从起跳点到入水点的水平距离的长为.
【点睛】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运用待定系数法求抛物线的解析式是解题的关键.
11.(2023·山东·中考真题)城建部门计划修建一条喷泉步行通道.图1是项目俯视示意图.步行通道的一侧是一排垂直于路面的柱形喷水装置,另一侧是方形水池.图2是主视示意图.喷水装置的高度是2米,水流从喷头A处喷出后呈抛物线路径落入水池内,当水流在与喷头水平距离为2米时达到最高点B,此时距路面的最大高度为3.6米.为避免溅起的水雾影响通道上的行人,计划安装一个透明的倾斜防水罩,防水罩的一端固定在喷水装置上的点处,另一端与路面的垂直高度为1.8米,且与喷泉水流的水平距离为0.3米.点到水池外壁的水平距离米,求步行通道的宽.(结果精确到0.1米)参考数据:
【答案】3.2米
【分析】先以点O为坐标原点,所在直线为x轴,所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,则,,设设抛物线的解析式为,把代入,求得,即,再求出点D的坐标,即可求解.
【详解】解:如图,建立平面直角坐标系,
由题意知:,,
∵抛物线的最高点B,
∴设抛物线的解析式为,
把代入,得,
解得,
∴抛物线的解析式为,
令,则,
解得:,
∴,
∴ (米),
答:步行通道的宽的长约为3.2米.
【点睛】本题考查抛物线的实际应用.熟练掌握用待定系数法求抛物线解析式和抛物线的图象性质是解题的关键.
用二次函数解决实际问题的一般步骤:
1.审:仔细审题,理清题意;
2.设:找出题中的变量和常量,分析它们之间的关系,与图形相关的问题要结合图形具体分析,设出适当的未知数;
3.列:用二次函数表示出变量和常量之间的关系,建立二次函数模型,写出二次函数的解析式;
4.解:依据已知条件,借助二次函数的解析式、图象和性质等求解实际问题;
5.检:检验结果,进行合理取舍,得出符合实际意义的结论.
【注意】二次函数在实际问题中的应用通常是在一定的取值范围内,一定要注意是否包含顶点坐标,如果顶点坐标不在取值范围内,应按照对称轴一侧的增减性探讨问题结论.
利用二次函数解决利润最值的方法:巧设未知数,根据利润公式列出函数关系式,再利用二次函数的最值解决利润最大问题是否存在最大利润问题.
利用二次函数解决拱桥/隧道/拱门类问题的方法:先建立适当的平面直角坐标系,再根据题意找出已知点的坐标,并求出抛物线解析式,最后根据图象信息解决实际问题.
利用二次函数解决面积最值的方法:先找好自变量,再利用相关的图形面积公式,列出函数关系式,最后利用函数的最值解决面积最值问题.
【注意】自变量的取决范围.
利用二次函数解决动点问题的方法:首先要明确动点在哪条直线或抛物线上运动,运动速度是多少,结合直线或抛物线的表达式设出动点的坐标或表示出与动点有关的线段长度,最后结合题干中与动点有关的条件进行计算.
利用二次函数解决存在性问题的方法:一般先假设该点存在,根据该点所在的直线或抛物线的表达式,设出该点的坐标;然后用该点的坐标表示出与该点有关的线段长或其他点的坐标等;最后结合题干中其他条件列出等式,求出该点的坐标,然后判别该点坐标是否符合题意,若符合题意,则该点存在,否则该点不存在.
1.(2024·江苏无锡·二模)为了加强劳动教育,我校在校园开辟了一块劳动教育基地:一面利用学校的墙(墙的最大可用长度为28米),用长为39米的篱笆,围成中间隔有一道篱笆的矩形菜地,在菜地的前端及中间篱笆上设计了三个宽1米的小门,便于同学们进入.
(1)若围成的菜地面积为120平方米,求此时边的长;
(2)若每平方米可收获2千克的菜,问该片菜地最多可收获多少千克的菜?
【答案】(1)菜地的面积能达到时的长为.
(2)该片菜地最多可收获千克的菜.
【知识点】图形问题(实际问题与二次函数)、与图形有关的问题(一元二次方程的应用)
【分析】本题考查了一元二次方程的应用,二次函数的应用,熟练掌握方程的应用和二次函数最值的应用是解题的关键.
(1) 设,则,依题意列方程计算即可.
(2) 设菜地的面积为,依题意构造二次函数计算即可.
【详解】(1)设,则,依题意,得:
,
即,
解得:,,
当时,(不合题意,舍去),
当时,.
答:菜地的面积能达到时的长为.
(2)设菜地的面积为,依题意,得:
,
∴当时,y有最大值为147.
即菜地的最大面积是.
∴(千克),
答:该片菜地最多可收获千克的菜.
2.(2024·江苏连云港·模拟预测)如图,一座抛物线型拱桥,桥面与水面平行,在正常水位时桥下水面宽为米,拱桥B处为警戒水位标识,点B到的水平距离和它到水面的距离都为5米.
(1)按如图所示的平面直角坐标系,求该抛物线的函数表达式;
(2)求在正常水位时桥面距离水面的高度;
(3)一货船载长方体货箱高出水面2米(船高不计),若要使货船在警戒水位时能安全通过该拱桥,则货箱最宽应为多少米?
【答案】(1)
(2)9米
(3)米
【知识点】拱桥问题(实际问题与二次函数)
【分析】(1)设抛物线表达式为,将点、代入得,计算求解,进而可得抛物线的表达式.
(2)由题意知,,由,可知当时,y取得最大值,最大值为9,然后作答即可.
(3)当时, ,可求,,根据货箱最宽为,计算求解即可.
【详解】(1)解:设抛物线表达式为,
将点、代入得,
解得
∴抛物线的表达式为.
(2)解:由题意知,,
∵,
∴当时,y取得最大值,最大值为9.
∴在正常水位时桥面距离水面的高度为9米.
(3)解:根据题意,当时, ,
解得,,
∴货箱最宽为(米).
∴若要使货船在警戒水位时能安全通过该拱桥,则货箱最宽应为米.
【点睛】本题考查了二次函数的应用,二次函数解析式,二次函数的最值,二次函数与一元二次方程等知识.熟练掌握二次函数的应用,二次函数解析式,二次函数的最值,二次函数与一元二次方程是解题的关键.
3.(2024·江苏盐城·一模)社区利用一块矩形空地建了一个小型停车场,其布局如图所示.已知米,米,阴影部分设计为停车位,要铺花砖,其余部分均为宽度为米的道路.已知铺花砖的面积为880平方米.
(1)求道路的宽是多少米?
(2)该停车场共有车位60个,据调查分析,当每个车位的月租金为200元时,可全部租出;若每个车位的月租金每上涨5元,就会少租出1个车位,问当每个车位的月租金上涨多少元时,停车场的月租金收入最大?
【答案】(1)道路的宽为6米
(2)每个车位的月租金上涨50元时,停车场的月租金收入最大
【知识点】销售问题(实际问题与二次函数)、与图形有关的问题(一元二次方程的应用)
【分析】考查了一元二次方程的应用,二次函数的应用.
(1)由题意知,道路的宽为x米,根据铺花砖的面积列出方程并解答;
(2)设月租金上涨元,停车场月租金收入为元,,根据“月租金=每个车位的月租金×车位数”列出函数表达式,进而求解.
【详解】(1)根据道路的宽为米,根据题意得,
,
解得:(舍去),,
答:道路的宽为6米;
(2)设月租金上涨元,停车场月租金收入为元,
根据题意得:,
当时,月租金收入最大为12500元,
答:每个车位的月租金上涨50元时,停车场的月租金收入最大.
4.(2024·江苏南京·模拟预测)小明同学在物理课上做弹簧测力实验,他将力的大小与弹簧伸长长度整理为如下表格:
()__________;__________.
小刚同学使用不同的弹簧也做了相同实验,他的表格如下:
()求出小刚使用的弹簧力与的函数表达式.
()若小刚的弹簧最长伸长长度为,则他最多可以测多少个的物体?
【答案】(),;();()个.
【知识点】正比例函数的定义、其他问题(一次函数的实际应用)、待定系数法求二次函数解析式、其他问题(实际问题与二次函数)
【分析】()由表格数据可得,即得,据此即可求解;
()由表格数据可得是的二次函数,顶点为原点,设,利用待定系数法解答即可求解;
()把代入()中所得的函数表达式求出的值即可求解;
本题考查了正比例函数和二次函数的应用,根据表示判定出变量之间的函数关系是解题的关键
【详解】解:()由表格可得,,
∴,
∴,,
故答案为:,;
()由表可知,是的二次函数,顶点为原点,设,
把代入得,,
∴,
∴小刚使用的弹簧力与的函数表达式为;
()把代入得,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴他最多可以测个的物体.
5.(2023·江苏扬州·一模)农经公司以30元/千克的价格收购一批农产品进行销售,为了得到日销售量(千克)与销售价格(元/千克)之间的关系,经过市场调查获得部分数据如表:
销售价格(元/千克)
30
35
40
45
50
日销售量(千克)
600
450
300
150
0
(1)请你根据表中的数据,用所学过的一次函数、二次函数、反比例函数的知识确定与之间的函数表达式,并直接写出与的函数表达式为______;
(2)农经公司应该如何确定这批农产品的销售价格,才能使日销售利润最大?
(3)农经公司每销售1千克这种农产品需支出元的相关费用,当时,农经公司的日获利的最大值为2430元,求的值.(日获利日销售利润日支出费用)
【答案】(1)
(2)这批农产品的销售价格定为元/千克,才能使日销售利润最大
(3)2
【知识点】求一次函数解析式、销售问题(实际问题与二次函数)、其他问题(一次函数的实际应用)
【分析】本题主要考查一次函数,二次函数图象的性质,掌握待定系数法求解析式,销售问题中数量关系是解题的关键.
(1)先判断与x成一次函数关系,设与x之间的函数表达式为,运用待定系数法即可求解;
(2)设日销售利润为w元,由题意得:,根据一次函数图象的性质即可求解;
(3)设日获利为w元,由题意得:,结合二次函数图象的性质,分类讨论,即可求解.
【详解】(1)解:根据表格中的数据可知:销售价格每增加5元,日销售量减少,
∴与成一次函数关系,设与之间的函数表达式为,
将代入,得:
,
解得:,
∴;
(2)解:设日销售利润为元,由题意得:
,
∵,抛物线开口向下,
∴当时,有最大值.
∴这批农产品的销售价格定为元/千克,才能使日销售利润最大;
(3)解:设日获利为元,由题意得:
,
对称轴为,
当时,,则当时,有最大值,将代入,得:
,
当时,
,
解得(舍去);
当,,则当时,有最大值,将代入,得:
当时,
,
解得:(舍去);
综上所述,的值为.
6.(2024·江苏扬州·一模)如图平面直角坐标系中,运动员通过助滑道后在点A处起跳经空中飞行后落在着陆坡上的点处,他在空中飞行的路线可以看作抛物线的一部分.从起跳到着陆的过程中,运动员到地面的竖直距离y(单位:m)与他在水平方向上移动的距离(单位:m)近似满足二次函数关系,已知,,落点到的水平距离是,到地面的竖直高度是.
(1)求y与的函数表达式;
(2)进一步研究发现,运动员在空中飞行过程中,其水平方向移动的距离(m)与飞行时间t(秒)具备一次函数关系,当他在起跳点腾空时,,;当他在点着陆时,飞行时间为5秒.
①求与t的函数表达式;
②当运动员与着陆坡在竖直方向上的距离达到最大时,求出此时他飞行时间t的值.
【答案】(1)
(2)①;②
【知识点】求一次函数解析式、其他问题(实际问题与二次函数)、待定系数法求二次函数解析式
【分析】(1)将,代入,得,计算求解即可;
(2)①设,将,代入,得,计算求解,然后作答即可;
②设直线的解析式为,将代入得,,计算求解可确定直线的解析式为,设运动员飞行过程中的某一位置为,如图,过作轴交于点,设,则,则,由,可得当时,最大,根据,计算求解即可.
【详解】(1)解:由题意可得过点,,
将,代入,得,
解得,
∴与的函数关系式为;
(2)①解:设,
将,代入,得,
解得,
∴;
②解:由题意得
设直线的解析式为,
将代入得,,
解得,,
∴直线的解析式为,
设运动员飞行过程中的某一位置为,如图,过作轴交于点,
设,则,
∴,
∵,
∴当时,最大,
∴,
解得.
【点睛】本题考查了二次函数的应用,一次函数的应用,二次函数的最值,一次函数解析式等知识.熟练掌握二次函数的应用,一次函数的应用,二次函数的最值,一次函数解析式是解题的关键.
7.(2022·江苏苏州·二模)图1,在中,,.点以的速度从点出发沿匀速运动到;同时,点以()的速度从点出发沿匀速运动到.两点同时开始运动,到达各自终点后停止,设运动时间为,的面积为.当点在上运动时,与的函数图象如图2所示.
(1)______,______,补全函数图象;
(2)求出当时间在什么范围内变化时,的面积为的值不小于;
(3)连接,交于点,求平分时的值.
【答案】(1);;补全函数图象见解析
(2)
(3) 平分 时 的值为
【知识点】图形运动问题(实际问题与二次函数)
【分析】(1)根据当时,从点正好运动到点,即可求出运动速度,根据当时,,求出的长,然后用,即可算出的长,根据时,,补全图象即可;
(2)分或两种情况下,使的面积为的值不小于的的取值范围,即可求出结果;
(3)以为轴,为轴,为坐标原点,建立平面直角坐标系,根据已知条件写出、、、的坐标,根据点为的中点,写出点的坐标,求出用表示的的函数关系式,把点的坐标代入,解关于的方程即可得出的值.
【详解】(1)解:图是点在上运动时,与的函数图象,
当时,从点正好运动到点,
,
点运动的速度,
当时,,
即,
,
,
;
当时,,
当时,从运动到点,停止,
,补全图象如图所示:
故答案为:;;补全图象见解析.
(2)当时,,,
,即,
整理得,
解得:,
,
;
当时,,
,即,
解得:,
;
综上分析可知,当时,的面积为的值不小于.
(3)以为轴,为轴,为坐标原点,建立平面直角坐标系,如图所示:
则点坐标为,点坐标为,点的坐标为,点坐标为,
平分,
点为的中点,
点的坐标为:,
设直线的解析式为,把、两点的坐标代入得:
,解得:,
直线的解析式为,
点在上,
,
解得:,(舍去),
即平分时的值是.
【点睛】本题主要考查了动点问题,一次函数关系式,二次函数关系式,解不等式,以为轴,为轴,为坐标原点,建立平面直角坐标系,用函数的思想解决问题(3),是解题的关键.
8.(2024·江苏扬州·二模)某公园要在小广场建造一个喷泉景观.在小广场中央处垂直于地面安装一个高为1.25米的花形柱子,安置在柱子顶端处的喷头向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下,且在过的任一平面上抛物线路径如图1所示,为使水流形状较为美观,设计成水流在距的水平距离为1米时达到最大高度,此时离地面2.25米.
(1)以点为原点建立如图2所示的平面直角坐标系,水流到水平距离为米,水流喷出的高度为米,求出在第一象限内的抛物线解析式(不要求写出自变量的取值范围);
(2)张师傅正在喷泉景观内维修设备期间,喷水管意外喷水,但是身高1.76米的张师傅却没有被水淋到,此时他离花形柱子的距离为米,求的取值范围;
(3)为了美观,在离花形柱子4米处的地面B、C处安装射灯,射灯射出的光线与地面成角,如图3所示,光线交汇点在花形柱子的正上方,且米,求光线与抛物线水流之间的最小垂直距离.
【答案】(1)
(2)
(3)米
【知识点】解直角三角形的相关计算、喷水问题(实际问题与二次函数)
【分析】本题考查二次函数的应用,直线的平移,直线和抛物线相切等知识,关键是求抛物线解析式.
(1)根据题意得到第一象限内的抛物线的顶点坐标,将抛物线设成顶点式,再将点坐标代入即可求出第一象限内的抛物线解析式;
(2)直接令,解方程求出的值,再根据函数的图象和性质,求出时的取值范围即可;
(3)先作辅助线,作出直线的平行线,使它与抛物线相切于点,然后设出直线的解析式,联立直线与抛物线解析式,利用相切,方程只有一个解,解出直线的解析式,从而得到直线与轴交点,最后利用锐角三角函数求出直线与直线之间的距离.
【详解】(1)解:根据题意第一象限内的抛物线的顶点坐标为,,
设第一象限内的抛物线解析式为,
将点代入物线解析式,
,
解得,
第一象限内的抛物线解析式为;
(2)解:根据题意,令,
即,
解得,,
,抛物线开口向下,
当时,,
的取值范围为;
(3)解:作直线的平行线,使它与抛物线相切于点,分别交轴,轴于点,,过点,作,垂足为,如图所示,
∵,
设直线的解析式为,
联立直线与抛物线解析式,
,
整理得,
直线与抛物线相切,
方程只有一个根,
,
解得,
直线的解析式为,
令,则,
,
,
即,
射灯射出的光线与地面成角,
,
,
,
,
光线与抛物线水流之间的最小垂直距离为米.
$$