内容正文:
专题(五) 二次函数的实际应用
数学 九年级下册 华师版
100分闯关
类型一:以利润问题为背景
1.(2023·无锡)某景区旅游商店以20元/kg的价格采购一款旅游食品加工后出售,销售价格不低于22元/kg,不高于45元/kg.经市场调查发现每天的销售量y(kg)与销售价格x(元/kg)之间的函数关系如图所示.
(1)求y关于x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-采购价格)×销售量】
解:(1)当22≤x≤30时,设函数表达式为y=kx+b,将(22,48),(30,40)代入表达式得, eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(22k+b=48,,30k+b=40,)) 解得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(k=-1,,b=70,)) ∴函数表达式为:y=-x+70;当30<x≤45时,设函数表达式为:y=mx+n,将(30,40),(45,10)代入表达式得, eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(30m+n=40,,45m+n=10,)) 解得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m=-2,,n=100,)) ∴函数表达式为:y=-2x+100,综上,y与x的函数表达式为:y= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-x+70(22≤x≤30),,-2x+100(30<x≤45)))
(2)设利润为w元,当22≤x≤30时,w=(x-20)(-x+70)=-x2+90x-1400=-(x-45)2+625,∵在22≤x≤30范围内,w随着x的增大而增大,∴当x=30时,w取得最大值为400;当30<x≤45时,w=(x-20)(-2x+100)=-2x2+140x-2000=-2(x-35)2+450,当x=35时,w取得最大值为450;∵450>400,∴当销售价格为35元/kg时,利润最大为450元
类型二:以面积问题为背景
2.(湘潭中考)为落实国家《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》,某校准备在校园里利用围墙(墙长12 m)和21 m长的篱笆墙,围成Ⅰ、Ⅱ两块矩形劳动实践基地.某数学兴趣小组设计了两种方案(除围墙外,实线部分为篱笆墙,且不浪费篱笆墙),请根据设计方案回答下列问题:
(1)方案一:如图①,全部利用围墙的长度,但要在Ⅰ区中留一个宽度AE=1 m的水池,且需保证总种植面积为32 m2,试分别确定CG,DG的长;
(2)方案二:如图②,使围成的两块矩形总种植面积最大,请问BC应设计为多长?此时最大面积为多少?
解:(1)∵(21-12)÷3=3(m),∴Ⅰ、Ⅱ两块矩形的面积为12×3=36(m2),∵总种植面积为32 m2,∴水池的面积为36-32=4 (m2)∵AE=1 m,∴DG=4 m,∴CG=CD-DG=12-4=8(m),即CG的长为8 m,DG的长为4 m
(2)设BC长为x m,则CD长度为(21-3x)m,∴总种植面积为(21-3x)·x=-3(x2-7x)=-3(x- eq \f(7,2) )2+ eq \f(147,4) ,∵21-3x≤12,∴x≥3,∵-3<0,∴当x= eq \f(7,2) 时,总种植面积有最大值为 eq \f(147,4) m2,答:BC设计为 eq \f(7,2) m时总种植面积最大,此时最大面积为 eq \f(147,4) m2
类型三:以桥、隧道为背景
3.如图,隧道的截面由抛物线和矩形构成,矩形的长是12 m,宽是4 m.按照图中所示的直角坐标系,抛物线可以用y=- eq \f(1,6) x2+bx+c表示,且抛物线上的点C到墙面OB的水平距离为3 m时,到地面OA的距离为 eq \f(17,2) m.
(1)求该抛物线的函数关系式,并计算出拱顶D到地面OA的距离;
(2)一辆货运汽车载一长方体集装箱后高为6 m,宽为4 m,如果隧道内设双向行车道,那么这辆货车能否安全通过?
(3)在抛物线形拱壁上需要安装两排灯,使它们离地面的高度相等,如果灯离地面的高度不超过8 m,那么两排灯的水平距离最小是多少米?
解:(1)将点B(0,4),C(3, eq \f(17,2) )代入y=- eq \f(1,6) x2+bx+c,可得b=2,c=4,∴y=- eq \f(1,6) x2+2x+4=- eq \f(1,6) (x-6)2+10,∴拱顶D到地面OA的距离为10 m
由题意得货车最外侧与地面OA的交点为(2,0)或(10,0),当x=2或x=10时,y= eq \f(22,3) >6,所以这辆货车能安全通过
(3)令y=8,则- eq \f(1,6) (x-6)2+10=8,解得x1=6+2 eq \r(3) ,x2=6-2 eq \r(3) ,则x1-x2=4 eq \r(3) ,所以两排灯的水平距离最小是4 eq \r(3) m
类型四:以球类运动为背景
4.(2023·温州)一次足球训练中,小明从球门正前方8 m的A处射门,球射向球门的路线呈抛物线.当球飞行的水平距离为6 m时,球达到最高点,此时球离地面3 m.已知球门高OB为2.44 m,现以O为原点建立如图所示直角坐标系.
(1)求抛物线的函数表达式,并通过计算判断球能否射进球门(忽略其他因素);
(2)对本次训练进行分析,若射门路线的形状、最大高度均保持不变,则当时他应该带球向正后方移动多少米射门,才能让足球经过点O正上方2.25 m处?
解:(1)∵8-6=2,∴抛物线的顶点坐标为(2,3),设抛物线为y=a(x-2)2+3,把点A(8,0)代入得:36a+3=0,解得a=- eq \f(1,12) ,∴抛物线的函数表达式为y=- eq \f(1,12) (x-2)2+3;当x=0时,y=- eq \f(1,12) ×4+3= eq \f(8,3) >2.44,∴球不能射进球门
(2)设小明带球向正后方移动m米,则移动后的抛物线为y=- eq \f(1,12) (x-2-m)2+3,把点(0,2.25)代入得:2.25=- eq \f(1,12) (0-2-m)2+3,解得m=-5(舍去)或m=1,∴当时他应该带球向正后方移动1米射门,才能让足球经过点O正上方2.25 m处
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