内容正文:
题型十二
二次函数的实际应用
1
类型1 物体运动高度与时间的关系问题
1.将一个物体从地面竖直向上抛(不计空气阻力),有这样的关系式:
,其中是物体距离地面的高度,是初速度,
是重力加速度取, 是抛出后所经历的时间.圆圆用发射器
(发射器的高度忽略不计)将一个小球以 的初速度从地面竖直向上
抛.
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2
(1)当小球的高度为时,求时间 的值.
【答案】把,代入,得 .
当时, ,
解得, .
答:小球的高度为时,所用时间为或 .
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3
(2)小球的高度能达到 吗?请作出判断,并说明理由.
【答案】小球的高度不能达到 .
理由:把代入,得 ,
整理得 .
,
该方程无实数根,
故小球的高度不能达到 .
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4
(3)若方方在圆圆抛出小球之后将另一个完全相同的小球以相同的初速
度从地面竖直向上抛,这两个小球在某一时刻的高度均为 ,求圆圆
与方方抛球的时间差.
【答案】由题意可得 ,
解得, ,
.
答:圆圆与方方抛球的时间差为 .
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5
类型2 抛物线形问题
2.掷实心球时,实心球的行进路线是抛物线的一部分.小林是一个数学爱好
者,他将自己某次掷实心球的过程用视频记录下来后,把实心球的行进路
线涂画于纸上,并以球的初始位置所在的竖直直线为 轴,脚所在的位置
为坐标原点 建立了平面直角坐标系(球的初始位置在脚的正上方),如
图所示.
小林将脱手后实心球的行进高度与水平距离 的相关数据记录如下:
0 1 2 3 4 …
1.75 3 3.75 4 3.75 …
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6
(1)求关于 的函数表达式.
【答案】易知抛物线的顶点为,抛物线与 轴的
交点为 .
设抛物线的表达式为 ,
将代入,得 ,
解得 ,
故抛物线的表达式为 .
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7
(2)①若小林掷实心球的场地为水平地面,则小林这次掷实心球的成绩
为___ .
7
②经测量发现,小林掷实心球的场地为斜坡,且坡度为 (斜坡如图中
虚线所示),则小林这次的实际成绩是否超过 ?请说明理由.
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8
【答案】小林这次的实际测量成绩超过了 .
理由:斜坡所在的直线为 ,设该直线与抛物线在第四象限的交
点为 ,
令 ,
解得, (舍去).
,
点的横坐标大于 ,
故 ,
故小林这次的实际测量成绩超过了 .
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9
3.同学们在操场上进行铅球训练,小明尝试利
用数学模型研究铅球的运动情况,其运动路径可
看作抛物线,他以水平方向为 轴,单位长度
为 ,建立了如图所示的平面直角坐标系.小
明在投掷铅球时,铅球出手时铅球离地面的高度为 ,经测量,铅球
落地时,铅球离出手点的水平距离刚好是 .
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10
(1)小明投掷的铅球运行的水平距离为 时,铅球达到最大高度,
①求该铅球运行路线所在抛物线的表达式;
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11
【答案】 铅球出手时铅球离地面的高度为
,
可设抛物线的表达式为 .
由铅球运行的水平距离为 时,铅球达到最大
高度,
可知, ,
.
将代入,得 ,
解得, .
故抛物线的表达式为 .
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12
②当铅球距出手点的水平距离为 时,求铅球距离地面的高度.
【答案】将代入,得 .
即铅球距出手点的水平距离为时,铅球距离地面的高度为 .
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13
(2)已知小红在投掷铅球时,铅球出手时铅
球离地面的高度和铅球落地时铅球离出手点的
水平距离均与小明相同,但小红投掷的铅球在
距出手点水平距离为 时达到最大高度.假
设铅球运行的水平距离相同时,小红投掷铅球时铅球的所在位置与小明投
掷铅球时铅球所在位置的高度差为,求 的最大值及此时铅球运行的
水平距离.
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【答案】根据题意可设小红投掷铅球时,铅球
运动轨迹所在抛物线的表达式为
,
由题意知,该抛物线的对称轴为直线 ,
且该抛物线经过点 ,
则,, .
将代入,得 ,
解得, ,
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15
则 .
,
当时, 取最大值,最大值为1.6.
答:的最大值为,此时铅球运行的水平距离为 .
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4.某游乐场的圆形喷水池中心 处有一个喷
水管,从喷头 处向四周喷水,喷出的水
流为抛物线形,且形状相同,其某一截面示
意图如图所示,, 为水流的落水点
(点,,在同一水平线上).喷水口 可竖直上下移动,移动时抛物线形
水流随之竖直上下移动(抛物线的形状不变).以为原点, 所在直线
为 轴建立平面直角坐标系,第一象限的水流所在抛物线的函数表达式为
.
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17
(1)若,求落水点, 之间的距离.
【答案】, .
将代入 ,
得 .
令,解得, ,
,
.
故落水点,之间的距离为 .
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18
(2)现计划在上的点处放置雕塑.已知, ,
,水池的半径为 .若要使喷出的水流落在水池内且雕塑位于水
流下方,求 的取值范围.
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【答案】由对称的性质,得第二象限的水流所
在抛物线的函数表达式为 .
将代入,得 .
将代入,得 .
分析可知,若要使喷出的水流落在水池内且雕
塑位于水流下方,则需使 .
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5.新情境 模拟火箭的运行过程16世纪中叶,我国发明了一种新式火箭“火龙
出水”(如图(1)),它是二级火箭的始祖.火箭第一级运行路径形如抛物线,
当火箭运行一定水平距离时,自动引发火箭第二级,火箭第二级沿直线运行.
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某科技小组运用信息技术模拟火箭运行过程.如图(2),以发射点为原点,地
平线为轴,垂直于地面的直线为 轴,建立平面直角坐标系,分别得到抛物线
和直线.其中,当火箭运行的水平距离为 时,自
动引发火箭的第二级.
图(1)
图(2)
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(1)若火箭第二级的引发点的高度为 ,
①直接写出, 的值.
【答案】, .
【解析】解法提示: 火箭第二级的引发点的高度为 ,
抛物线和直线均经过点 ,
, ,
, .
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23
②火箭在运行过程中,有两个位置的高度比火箭运行的最高点低 ,求
这两个位置之间的距离.
【答案】由①知,直线,抛物线 ,
,
当时,取得最大值,为 .
.
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24
令,解得(不符合题意,舍去),
(易错点:根据题意,抛物线上的点的横坐标满足 ).
令,解得 .
,
这两个位置之间的距离为 .
. .
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25
(2)直接写出 满足什么条件时,火箭落地点与发射点的水平距离超过
.
【答案】 .
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26
【解析】解法提示:把代入,得 ,
火箭第二级的引发点为 .
将代入,得 ,
.
令,解得 .
由题意,得,解得 ,
.
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27
类型3 利润问题
6.每年5月的第三个星期日为全国助残日,今年的主题是“科技助残,共享
美好生活”.康宁公司新研发了一批便携式轮椅,计划在该月销售.根据市场
调查,每辆轮椅盈利200元时,每天可售出60辆;单价每降低10元,每天
可多售出4辆.公司决定在成本不变的情况下降价销售,但每辆轮椅的利润
不低于180元.设每辆轮椅降价元,每天的销售利润为 元.
(1)求与 的函数关系式;每辆轮椅降价多少元时,每天的销售利润最
大?最大利润为多少元?
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【答案】由题意,得
.
每辆轮椅的利润不低于180元,
, .
,对称轴为直线 ,
当时,随 的增大而增大,
当时,最大,最大值为 .
答:与的函数关系式为 ;每辆轮椅降价20元
时,每天的销售利润最大,最大利润为12 240元.
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(2)全国助残日当天,公司共获得销售利润12 160元,请问这天售出了
多少辆轮椅?
【答案】当时, ,
解得, (不合题意,舍去).
(辆).
答:这天售出了64辆轮椅.
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30
7.某公司销售一批产品,经市场调研发现,当销
售量在0.4吨至3.5吨之间时,销售额 (万元)与
销售量(吨)的函数解析式为;成本
(万元)与销售量 (吨)的函数图象是如图所示
的抛物线的一部分,其中 是其顶点.
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31
(1)求出成本关于销售量 的函数解析式.
【答案】, 为抛物线的顶点,
可设抛物线的函数解析式为
(点拨:顶点式).
将代入 ,
得, ,
抛物线的函数解析式为 .
. .
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32
(2)当成本最低时,销售产品所获利润是多少?
【答案】当时, 最小,最小值为1.75万元.
对于,当时, ,
此时 .
答:成本最低时,所获利润为0.75万元.
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33
(3)当销售量是多少吨时,可获得最大利润?最大
利润是多少?
(注:利润 销售额-成本)
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34
【答案】设当销售量为吨时,利润为 万元.
则 .
,
时, 取最大值,最大值是7.
答:当销售量为3吨时,可获得最大利润,最大利
润是7万元.
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35
8.某超市购入一批进价为10元/盒的糖果进行销售,经市场调查发现:销售单
价不低于进价时,日销售量(单位:盒)与销售单价 (单位:元)是一
次函数关系,下表是与 的几组对应值.
销售单价 元 … 12 14 16 18 20 …
日销售量 盒 … 56 52 48 44 40 …
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36
(1)求与 的函数表达式.
【答案】设与的函数表达式为 .
把, 分别代入,
得解得
与的函数表达式为 .
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37
(2)当糖果销售单价定为多少元时,所获日销售利润最大,最大利润是多少?
【答案】设日销售利润为 元,
根据题意,得
,
当时, 有最大值,最大值为450.
答:当糖果销售单价定为25元时,所获日销售利润最大,最大利润是450元.
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38
(3)若超市决定每销售一盒糖果向儿童福利院赠送一件价值为 元的礼
品,赠送礼品后,为确保该种糖果日销售获得的最大利润为392元,求 的值.
【答案】设日销售利润为 元,
根据题意,得
,
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39
当时, 有最大值,为
,
令 ,
化简得 ,
解得, ,
当时,, ,
的值为
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40
类型4 面积问题
9.某学校为美化学校环境,打造绿色校园,决定用篱笆围成一个一面靠墙
(墙足够长)的矩形花园,用一道篱笆把花园分为A,B两块
(如图所示),花园里种满牡丹和芍药,学校已定购篱笆120米.
(1)设计一个使花园面积最大的方案,并求出其最大面积;
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41
【答案】设花园平行于墙的一边长为米,面积为 平方米,则垂直于墙的
一边长为 米,
,
当时,有最大值,最大值是 ,
此时 .
答:当花园平行于墙的一边长为60米时,花园面积最大,最大面积为
1 200平方米.
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42
(2)在花园面积最大的条件下,A,B两块内分别种植牡丹和芍药,每平
方米种植2株,已知牡丹每株售价25元,芍药每株售价15元,学校计划购
买费用不超过5万元,求最多可以购买多少株牡丹.
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【答案】设种植牡丹的面积为平方米,则种植芍药的面积为
平方米,
由题意可得 ,
解得 ,即牡丹最多种植700平方米,
(株).
答:最多可以购买1 400株牡丹.
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44
10.如图,某校劳动实践基地用总长为 的栅栏,围
成一块一边靠墙的矩形实验田,墙长为 .栅栏在
安装过程中不重叠、无损耗.设矩形实验田与墙垂直
的一边长为(单位:),与墙平行的一边长为
(单位:),面积为(单位: ).
(1)直接写出与,与之间的函数解析式(不要求写 的取值范围).
【答案】, .
【解析】解法提示:由题意,得 ,
,
.
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45
(2)矩形实验田的面积能达到吗?如果能,求 的值;如果不能,请说
明理由.
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【答案】矩形实验田的面积能达到 .
令,则 ,
整理,得 ,
解得, .
墙长为 (易错点:易忽略墙长这一条件),
,
,
解得 ,
.
. .
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47
(3)当的值是多少时,矩形实验田的面积 最大?最大面积是多少?
【答案】 .
, ,
当时,取得最大值,此时 ,
即当时,最大,最大面积是 .
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48
$$