内容正文:
专项十 函数实际应用型问题
函数的实际应用型问题是中考试卷的常考问题,主要考查学生利用所学的函数知识解决实际生活中的最值问题,方案抉择问题,面积型问题,以及抛物线型问题等,通常以解答题的形式出现,分值在8分左右,选择题也有出现.培养学生的抽象能力,运算能力,数据观念,应用意识等学科素养.解答此类问题的关键是把实际问题转化成数学问题,准确的分析出变量之间的函数关系式,从而利用函数解决问题.
题型1 增长率问题
(2024湖北模拟)(8分)在国家积极政策的鼓励下,环保意识日渐深入人心,新能源汽车的市场需求逐年上升.
(1)某汽车企业2020年到2022年这两年新能源汽车的销售总量增长了96%.求该汽车企业这两年新能源汽车销售总量的平均年增长率;
(2)某汽车企业下属的一个专卖店经销一款进价为15万元/辆的新能源汽车,经销一段时间后发现:当该款汽车售价定为25万元/辆时,平均每周售出8辆;售价每降低0.5万元,平均每周多售出1辆.若该店计划下调售价使平均每周的销售利润为96万元,并且尽量让利于顾客,求下调后每辆汽车的售价.
规范答题
解:(1)设该汽车企业这两年新能源汽车销售总量的平均年增长率为x,该汽车企业2020年新能源汽车销售总量为a辆,则该汽车企业2022年新能源汽车销售总量为(1+96%)a辆,
根据题意得a(1+x)2=(1+96%)a,………………………………………2分
解得x1=0.4=40%,x2=-2.4(不符合题意,舍去).
答:该汽车企业这两年新能源汽车销售总量的平均年增长率为40%.
………………………………………………………………………………4分
(2)设下调后每辆汽车的售价为y万元,则每辆汽车的销售利润为(y-15)万元,平均每周可售出8+×1=(58-2y)辆,
根据题意得(y-15)(58-2y)=96,……………………………………6分
整理得y2-44y+483=0,解得y1=21,y2=23,
又∵要尽量让利于顾客,∴y=21.
答:下调后每辆汽车的售价为21万元.
………………………………………………………………………………8分
题型2 最大利润型问题
(2024湖北模拟)某校八年级学生小丽、小强和小红到某超市参加了社会实践活动,在活动中他们参与了某种水果的销售工作,已知该水果的进价为8元/千克,下面是他们在活动结束后的对话.
小丽:如果以10元/千克的价格销售,那么每天可售出300千克.
小强:如果以13元/千克的价格销售,那么每天可获取利润750元.
小红:通过调查验证,我发现每天的销售量y(千克)与销售单价x(元/千克)(x>8)之间存在一次函数关系.
(1)求y(千克)与x(元/千克)(x>8)的函数解析式;
(2)当销售单价为何值时,该超市销售这种水果每天获取的利润达到600元?【利润=销售量×(销售单价-进价)】
(3)一段时间后,发现这种水果每天的销售量均不低于225千克,则此时该超市销售这种水果每天获取的最大利润是多少?
解:(1)当销售单价为13元/千克时,销售量为=150(千克).
设y与x的函数解析式为y=kx+b(k≠0),
把(10,300),(13,150)分别代入得
解得∴y与x的函数解析式为y=-50x+800(x>8).
(2)由题意得(-50x+800)(x-8)=600,
解得x=14或10.
答:当销售单价为每千克10元或14元时,每天获取的利润达到600元.
(3)设这种水果每天获取的利润为W元,
则W=(-50x+800)(x-8)=-50(x-12)2+800,∴当8<x≤12时,W随x的增大而增大.又∵水果每天的销售量均不低于225千克,∴-50x+800≥225,∴x≤11.5.
∴当x=11.5时,Wmax=-50×(11.5-12)2+800=787.5(元).
答:该超市销售这种水果每天获取的最大利润是787.5元.
(2024德阳)罗江糯米咸鹅蛋是德阳市非物质文化遗产之一,至今有200多年历史,采用罗江当地林下养殖的鹅产的散养鹅蛋,经过传统秘方加以糯米、青豆等食材以16道工序手工制作而成.为了迎接端午节,进一步提升糯米咸鹅蛋的销量,德阳某超市将购进的糯米咸鹅蛋和肉粽进行组合销售,有A,B两种组合方式,其中A组合有4枚糯米咸鹅蛋和6个肉粽,B组合有6枚糯米咸鹅蛋和10个肉粽.A,B两种组合的进价和售价如下表:
价格
A
B
进价(元/件)
94
146
售价(元/件)
120
188
(1)求每枚糯米咸鹅蛋和每个肉粽的进价分别为多少?
(2)根据市场需求,超市准备的B种组合数量是A种组合数量的3倍少5件,且两种组合的总件数不超过95件,假设准备的两种组合全部售出,为使利润最大,该超市应准备多少件A种组合?最大利润为多少?
解:(1)设每枚糯米咸鹅蛋的进价为x元,每个肉粽的进价为y元.
根据题意可得解得
答:每枚糯米咸鹅蛋的进价为16元,每个肉粽的进价为5元.
(2)设该超市应准备m件A种组合,利润为W元,则B种组合数量是(3m-5)件,
根据题意得m+(3m-5)≤95,解得m≤25,
则W=(120-94)m+(188-146)(3m-5)=152m-210,
可以看出利润W是m的一次函数,W随着m的增大而增大,
∴当m最大时,W最大,
即当m=25时,Wmax=152×25-210=3 590.
答:为使利润最大,该超市应准备25件A种组合,最大利润为3 590元.
题型3 方案抉择问题
(2024襄城适应考)某工厂计划从A,B两种产品中选择一种生产并销售,每日产销x件.两种产品成本价、售价及每日需支付的专利费如下表所示:
类别
产品
成本价
(元/件)
售价
(元/件)
每日需支付的
专利费(元)
A
m(m为常数,
且4≤m≤6)
8
30
B
12
20
y
其中A产品每日最多产销500件,B产品每日最多产销300件,B产品每日需支付专利费y(元)与每日产销x(件)满足关系式y=80+0.01x2.
(1)若产销A,B两种产品的日利润分别为w1元,w2元,请分别写出w1,w2与x的函数解析式,并写出x的取值范围;
(2)分别求出产销A,B两种产品的最大日利润(A产品的最大日利润用含m的代数式表示);
(3)为获得最大日利润,该工厂应该选择产销哪种产品?并说明理由.
【利润=(售价-成本)×产销数量-专利费】
解:(1)根据题意,得w1=(8-m)x-30(0≤x≤500).
w2=(20-12)x-(80+0.01x2)
=-0.01x2+8x-80(0≤x≤300).
(2)∵4≤m≤6,∴8-m>0,
∴w1随x的增大而增大,又0≤x≤500,
∴当x=500时,w1有最大值,即w1最大=-500m+3 970(元).
∵w2=-0.01x2+8x-80=-0.01(x-400)2+1 520,且-0.01<0,对称轴为x=400,
∴当0≤x≤300时,w2随x的增大而增大,
∴当x=300时,w2最大=-0.01×(300-400)2+1 520=1 420(元).
(3)①若w1最大=w2最大,即-500m+3 970=1 420,解得m=5.1;
②若w1最大>w2最大,即-500m+3 970>1 420,解得m<5.1;
③若w1最大<w2最大,即-500m+3 970<1 420,解得m>5.1.
又4≤m≤6,综上可得,为获得最大日利润:
当m=5.1时,选择A,B两种产品产销均可;
当4≤m<5.1时,选择A种产品产销;
当5.1<m≤6时,选择B种产品产销.
答:当A产品成本价为5.1元/件时,工厂选择A种或B种产品产销日利润一样大;当A种产品的成本价为4≤m<5.1时,工厂选择A种产品产销日利润最大;当A种产品的成本价为5.1<m≤6时,工厂选择B种产品产销日利润最大.
题型4 面积型问题
数学来源于生活,同时数学也服务于生活.
【知识背景】 如图,校园中有两面直角围墙,墙角内的P处有一棵古树与墙CD,AD的距离分别是13 m和6 m,在美化校园的活动中,某数学兴趣小组想借助围墙(两边足够长),用28 m长的篱笆围成一个矩形花园ABCD(篱笆只围AB,BC两边),设AB=x m.
【方案设计】 设计一个矩形花园,使之面积最大,且要将这棵古树P围在花园内(含边界,不考虑树的粗细).
【解决问题】 思路:把矩形ABCD的面积S与边长x(即AB的长)的函数解析式求出,并利用函数的性质来求面积的最大值即可.
(1)请用含有x的代数式表示BC的长;
(2)花园的面积能否为192 m2?若能,求出x的值;若不能,请说明理由.
(3)求面积S与x的函数解析式,写出x的取值范围;并求当x为何值时,花园面积S最大?
解:(1)由题意知AB=x m,AB+BC=28,∴BC=(28-x)(m).
(2)依题意,得x(28-x)=192,
即x2-28x+192=0,解得x1=12,x2=16,
当x1=12时,28-x=16>13,成立;
当x2=16时,28-x=12<13舍去.
答:花园的面积可能是192 m2,此时边AB的长为12米.
(3)依题意,得S=x(28-x)=-x2+28x=-(x-14)2+196.
∵点P与CD,AD的距离分别是13 m和6 m,
∴x≥6,28-x≥13,∴6≤x≤15,
∴面积S与x的函数解析式为S=-(x-14)2+196(6≤x≤15).
∵-1<0,抛物线的开口向下,对称轴为直线x=14,
∴当x=14时,S取到最大值为-(14-14)2+196=196,
即当x=14时,花园面积S最大,最大值为196 m2.
工人师傅用一块长为10 dm,宽为6 dm的矩形铁皮制作一个无盖的长方体容器,需要将四角各裁掉一个正方形.(厚度不计)
(1)若长方体底面面积为12 dm2,求裁掉的正方形的边长;
(2)若要求制作的长方体的底面长不大于底面宽的五倍,求制作的长方体容器的底面面积的最小值;
(3)在(2)的条件下,由于实际需要,将容器内侧和内底面进行防锈处理,侧面每平方分米需要的费用为0.5元,底面每平方分米需要的费用为2元,当裁掉的正方形边长为多少时,总费用最低,最低为多少?
解:(1)设裁掉的正方形的边长为x dm,
由题意可得(10-2x)(6-2x)=12,即x2-8x+12=0,解得x1=2,x2=6(舍去).
答:裁掉的正方形的边长为2 dm,底面积为12 dm2.
(2)由题意得10-2x≤5(6-2x),
解得0<x≤2.5.
设长方体容器的底面面积为S dm2,
∴S=(10-2x)(6-2x)=4x2-32x+60=4(x-4)2-4,
∴当x=2.5时长方体容器的底面面积有最小值,S最小=4×(2.5-4)2-4=5.
(3)设总费用为w元,
由题意可知w=0.5×2x(16-4x)+2(10-2x)(6-2x)=4x2-48x+120=4(x-6)2-24,
∵对称轴为x=6,开口向上,
∴当0<x≤2.5时,w随x的增大而减小,
∴当x=2.5时,w最小为25元,∴当裁掉边长为2.5 dm的正方形时,总费用最低,为25元.
题型5 抛物线形问题
如图1所示的某种发石车是古代一种远程攻击的武器.将发石车置于山坡底部O处,以点O为原点,水平方向为x轴方向,建立如图2所示的平面直角坐标系,将发射出去的石块当作一个点看,其飞行路线可以近似看作抛物线y=a(x-20)2+k的一部分,山坡OA上有一堵防御墙,其竖直截面为ABCD,墙宽BC=2 m,BC与x轴平行,点B与点O的水平距离为28 m,垂直距离为6 m.
(1)若发射石块在空中飞行的最大高度为10 m.
①求抛物线的解析式;
②试通过计算说明石块能否飞越防御墙;
(2)若要使石块恰好落在防御墙顶部BC上(包括端点B,C),求a的取值范围.
解:(1)①根据题意可得石块运行的函数解析式为y=a(x-20)2+10,
把(0,0)代入解析式,得400a+10=0,
解得a=-,
∴抛物线的解析式为y=-(x-20)2+10.
②石块能飞越防御墙AB.理由如下:
由题意得C(30,6),
把x=30代入y=-(x-20)2+10,
得y=-×(30-20)2+10=7.5>6,
∴石块能飞越防御墙.
(2)由题意可知B(28,6),抛物线y=a(x-20)2+k,
把O(0,0),B(28,6)代入得
解得a=-.
把C(30,6),O(0,0)代入得
解得a=-.
∵石块恰好落在防御墙顶部BC上(包括端点B,C),
∴a的取值范围为-≤a≤-.
(2024湖北模拟)根据以下素材,探索完成任务.
如何设计拱桥景观灯的悬挂方案?
素材1
图1中有一座拱桥,图2是其抛物线形桥拱的示意图,某时测得水面宽20 m,拱顶离水面5 m.据调查,该河段水位在此基础上再涨1.8 m达到最高
素材2
为迎佳节,拟在图1桥洞前面的桥拱上悬挂40 cm长的灯笼,如图3.为了安全,灯笼底部距离水面不小于1 m;为了实效,相邻两盏灯笼悬挂点的水平间距均为1.6 m;为了美观,要求在符合条件处都挂上灯笼,且挂满后成轴对称分布
问题解决
任务1
确定桥
拱形状
在图2中建立合适的直角坐标系,求抛物线的函数解析式
任务2
探究悬
挂范围
在你所建立的坐标系中,仅在安全的条件下,确定悬挂点的纵坐标的最小值和横坐标的取值范围
任务3
拟定设
计方案
给出一种符合所有悬挂条件的灯笼数量,并根据你所建立的坐标系,求出最左边一盏灯笼悬挂点的横坐标
解:任务1:
以拱顶为原点,建立如图1所示的直角坐标系,则顶点为(0,0),且过点B(10,-5),
设抛物线的解析式为y=ax2,
把点B(10,-5)代入得100a=-5,
∴a=-,
∴抛物线的函数解析式为y=-x2.
(答案不唯一,建立的坐标系合理即可).
任务2:
∵该河段水位再涨1.8 m达到最高,灯笼底部距离水面不小于1 m,灯笼长0.4 m,
∴当悬挂点的纵坐标y≥-5+1.8+1+0.4=-1.8,
即悬挂点的纵坐标的最小值是-1.8 m.
当y=-1.8时,-x2=-1.8,∴x=±6,
∴悬挂点的横坐标的取值范围是-6≤x≤6.
任务3:
方案一:如图2(坐标轴的横轴),从顶点处开始悬挂灯笼(黑点表示灯笼悬挂点的横坐标),
∵-6≤x≤6,相邻两盏灯笼悬挂点的水平间距均为1.6 m,
∴若顶点一侧悬挂4盏灯笼时,1.6×4>6,
若顶点一侧悬挂3盏灯笼时,1.6×3<6,
∴顶点一侧最多悬挂3盏灯笼.
∵灯笼挂满后成轴对称分布,∴共可挂7盏灯笼,
∴最左边一盏灯笼的横坐标为-1.6×3=-4.8.
方案二:如图3,若不在顶点处悬挂灯笼(黑点表示灯笼悬挂点的横坐标).
∵若顶点一侧悬挂5盏灯笼时,0.8+1.6×(5-1)>6,
若顶点一侧悬挂4盏灯笼时,0.8+1.6×(4-1)<6,
∴顶点一侧最多悬挂4盏灯笼.
∵灯笼挂满后成轴对称分布,
∴共可挂8盏灯笼,
∴最左边一盏灯笼的横坐标为-0.8-1.6×3=-5.6.
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