内容正文:
21.4 二次函数的应用
第4课时 利用二次函数解决其他问题
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知识点1 用二次函数模拟数据
1. (新趋势 跨学科融合)为研究某化学试剂的挥发情况,研究团队在某次实验中收集了该试剂挥发过程中剩余质量y(g)随时间x(min)变化的数据(0≤x≤20),并绘制在直角坐标系中,如图. 从y=ax+21(a≠0),y=-0.04x2+bx+c中选择一个合适的函数模型模拟y随x变化的函数关系,可得函数表达式为________________.
y=-0.04x2-0.1x+21
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2. (教材P39例4改编)某种手持烟花每隔1.6 s发射一发花弹,每一发花弹的飞行路径、爆炸时的高度均相同. 花弹的飞行高度h(m)随飞行时间t(s)的变化如下表:
(1)根据表中数据在直角坐标系中(如图)描出相应的点,选择适当的函数表示h;
解:(1)如图.
根据描点可知,其图象近似为抛物线,顶点为(3,19.8),故可设其解析式为h=a(t-3)2+19.8,
把(0,1.8)代入,得1.8=a(0-3)2+19.8,
∴a=-2,∴h=-2(t-3)2+19.8.
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(2)当第一发花弹发射2 s后,第二发花弹达到的高度为多少米?
解:∵每隔1.6 s发射一发花弹,
∴当第一发花弹发射2 s后,第二发花弹飞行了2-1.6=0.4(s).
令t=0.4,得h=-2×(0.4-3)2+19.8=6.28,
∴第二发花弹达到的高度为6.28 m.
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3. (教材P42T3改编)一款工艺品的进价为每件100元,售价为每件135元,每天可售出100件,根据销售统计,这款工艺品每件降价1元,每天可多售出4件,要使每天获得的利润最大,则每件需降价 ( )
A. 3.6元 B. 5元 C. 10元 D. 12元
知识点2 二次函数应用中的其他问题
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4. (新情境 生产生活)在煎炸臭豆腐时,我们把“焦脆而不糊”的豆腐块数所占的百分比称为“可食用率”. 在特定条件下,“可食用率”P与加工煎炸时间t(单位:min)近似满足函数关系P=at2+bt+c(a≠0,a,b,c是常数),如图记录了三次实验的数据,由此可得煎炸臭豆腐的最佳时间为 ( )
A. 3.50 min B. 4.05 min
C. 3.75 min D. 4.25 min
C
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5. (教材P61T3改编)甲船从A处起以15 km/h的速度向正北方向航行,同时乙船从A的正东方向20 km的B处起以20 km/h的速度向西航行,多长时间后,两船的距离最小?最小距离是多少?
解:设x h后,两船相距y km,根据题意,得y2=(15x)2+(20-20x)2=225x2+400-800x+400x2=(25x-16)2+144,
∴当x=时,y2有最小值为144,即y有最小值为12.
∴h后,两船的距离最小,最小距离是12 km.
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6. 如图,奇奇在墙上绘制了几个相同的抛物线形图案.抛物线上B,C两点的高度相同,到墙边OA的距离分别为0.5 m,1.5 m. 若该墙的长度为10 m,则最多可以连续绘制________个这样的抛物线形图案.
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【解析】∵设墙的底边所在直线为x轴,墙边OA所在直线为y轴.由题意知点B,C的纵坐标相同,横坐标分别为0.5和1.5.∴题图中左起第一个抛物线形图案的对称轴为直线x=×(0.5+1.5)=1,设第一个抛物线形图案与x轴的交点为D,则OD=2,10÷2=5,∴最多可以连续绘制5个这样的抛物线形图案.
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7. (辽宁朝阳中考)某超市以每件10元的价格购进一种文具,销售时该文具的销售单价不低于进价且不高于19元. 经过市场调查发现,该文具的每天销售数量y(件)与销售单价x(元)之间满足一次函数关系,部分数据如下表所示:
(1)直接写出y与x之间的函数关系式.
解:(1)设y与x之间的函数关系式为y=kx+b(k≠0),代入(12,36),(13,34),
可得解得
∴y与x之间的函数关系式为y=-2x+60.
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(2)若该超市每天销售这种文具获利192元,则销售单价为多少元?
(3)设销售这种文具每天获利w(元),当销售单价为多少元时,每天获利最大?最大利润是多少元?
解:(2)根据题意,得(x-10)(-2x+60)=192, 解得x1=18,x2=22.
又∵10≤x≤19,∴x=18.
∴销售单价为18元.
(3)根据题意,得w=(x-10)(-2x+60)=-2x2+80x-600=-2(x-20)2+200.
∵a=-2<0,∴抛物线开口向下.
∵抛物线的对称轴为直线x=20,
∴当10≤x≤19时,w随x的增大而增大,
∴当x=19 时,w有最大值,w最大=198.
∴当销售单价为19元时,每天获利最大,最大利润是198元.
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8. (新趋势 综合与实践) 某课外科技活动小组研制了一种航模飞机,通过实验,收集了飞机相对于出发点飞行的水平距离x(单位:m)、飞行高度y(单位:m)随飞行时间t(单位:s)变化的数据如下表.
【探究发现】x与t、y与t之间的数量关系可以用已学过的函数来描述,请写出相应函数解析式(不要求写出自变量的取值范围).
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解:【探究发现】x与t是一次函数关系,y与t是二次函数关系.
设x=kt(k≠0),y=at2+bt(a≠0).
根据题意,得10=2k,解得k=5,∴x=5t,y=-t2+12t.
【问题解决】如图,A处设置一个高度可以变化的发射平台,根据探究发现解决问题:
(1)若发射平台相对于水平安全线的高度为0 m,求飞机落到水平安全线时飞行的水平距离.
解:(1)依题意,得-t2+12t=0,解得t1=0(舍),t2=24.
当t=24时,x=120.
∴飞机落到水平安全线时飞行的水平距离为120 m.
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(2)在水平安全线上设置回收区域MN,AM=125 m,MN=5 m. 若飞机落到MN内(不包括端点M,N),求发射平台相对于水平安全线的高度h(单位:m)的变化范围.
解:发射平台相对于水平安全线的高度为h(单位:m),
则飞机相对于水平安全线的飞行高度y′=-t2+12t+h.
∵125<x<130,∴125<5t<130,∴25<t<26.
在y′=-t2+12t+h中,
当t=25,y′=0时,h=12.5;
当t=26,y′=0时,h=26.
∴发射平台相对于水平安全线的高度h(单位:m)的变化范围是12.5<h<26.
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