内容正文:
26.2 二次函数的图象与性质
情境导入
知识讲解
随堂小测
当堂检测
课堂小结
2. 二次函数y=ax2+bx+c的图象与性质
第5课时 二次函数最值的应用
学习目标
1.会通过分析实际问题的情境确定二次函数的表达式,体会二次函数的意义.(难点)
2.会求二次函数的最大值或最小值,并能确定相应自变量的值,能解决相应的实际问题.(重点)(难点)
情境导入
复
习
回
顾
分别写出下列函数的对称轴和顶点坐标,并说出哪些函数有最大值,哪些函数有最小值.
对称轴为
顶点坐标为
有最大值.
对称轴为
顶点坐标为
有最小值.
知识点 用二次函数求几何图形的最值
知识讲解
问题1
用总长为 20 m 的围栏材料,一面靠墙,围成一个矩形花圃. 怎样围才能使花圃的面积最大?
设AB的长为x m,矩形的面积为y m2.
x>0,且20-2x>0,所以0<x<10.
A D
B C
BC=(20-2x)m
所以 y = x(20-2x)= -2x2+20x(0<x<10)
这样实际上是需要求出自变量x为何值时,二次函数 y = -2x2+20x(0<x<10)取得最大值.
将这个函数关系式配方,得
所以函数的图象开口向下,顶点坐标为(5,50).
这就是说当x=5时,函数取得最大值,最大值y=50.
A D
B C
这时,AB=5(m),BC=20-2x=10(m),最大面积为50 m2.
问题2
某商店将每件进价为 8 元的某种商品按每件 10 元出售,一天可售出 100 件. 该店想通过降低售价、增加销售量的办法来提高利润. 经过市场调查,发现这种商品每件每降价 0.1 元,每天的销售量可增加 10 件. 将这种商品的售价降低多少时,其每天的销售利润最大?
设每件商品降价x元,每天的利润为y元.
y = (10-x-8)(100+100x)(0 ≤ x ≤ 2)
即y = -100x2+100x+200(0 ≤ x ≤ 2)
这样实际上是需要求出自变量x为何值时,二次函数 y = -100x2+100x+200(0 ≤ x ≤ 2)取得最大值.
将这个函数关系式配方,得
所以函数的图象开口向下,顶点坐标为 .
这就是说当x= 时,函数取得最大值,最大值y=225.
所以每件商品降价0.5元时,每天的销售利润最大.
例
用长为 6 m 的铝合金型材做一个形状如图所示的矩形窗框.窗框的高与宽各为多少时,它的透光面积最大?最大透光面积是多少?(铝合金型材宽度不计)
解:设矩形窗框的宽为x m,则高为 m.
这里应有x>0,且 ,故0<x<2.
矩形窗框的透光面积y与x之间的函数关系式是
即
所以当x=1时,函数取得最大值,最大值y=1.5.
因此,所做矩形窗框的宽为1 m、高为1.5 m时,它的透光面积最大,最大面积是1.5 m2.
将 配方,得 ,
x=1满足0<x<2,这时
要考虑自变量的取值范围.
试一试
(1)如图,要搭建一个矩形的自行车棚,一边靠墙,另外三边围栏材料的总长为 60 m,怎样围才能使车棚的面积最大?
解:设矩形车棚的宽为x m,则长为60-2x m.
(1)这里应有x>0,且60-2x>0,故0<x<30.
矩形车棚的面积y与x之间的函数关系式是
所以当x=15时,函数取得最大值,最大值y=450.
因此,所建矩形车棚的宽为15 m、长为30 m时,它的面积最大,最大面积是450 m2.
x=15满足0<x<30,这时60-2x=30,
将 配方,得 ,
试一试
(2)在(1)中,如果可利用的墙壁长为25 m,怎样围才能使车棚的面积最大?
由(1)得, .
(2)由题意,得x>0,且0<60-2x≤25,故17.5<x≤30.
所以,x>15时,函数值y随x的增大而减小,
所以,当x=17.5时,函数值y取得最大值,
最大值为 .
这时60-2x=25,
因此,所建矩形车棚的宽为17.5 m、长为25 m时,它的面积最大,最大面积是437.5 m2.
自变量的取值范围不同,取得的最值也可能不同.
随堂小测
1.求下列函数的最大值或最小值.
解:(1)
当 时,函数y取得最小值为 .
(2)
当 时,函数y取得最大值为 .
当 时,函数y取得最小值为 .
当 时,函数y取得最大值为 .
(3)
(4)
当 时,函数y取得最大值为 .
当 时,函数y取得最大值为 .
(5)
(6)
2.有一根长为 40 cm 的铁丝,把它弯成一个矩形框.当矩形框的长、宽各是多少时,矩形的面积最大?最大面积是多少?
解:设这个矩形框长为x cm,则宽为 cm.
因为x>0,且 ,所以0<x<20,
矩形的面积S与x之间的函数关系式是
2.有一根长为 40 cm 的铁丝,把它弯成一个矩形框.当矩形框的长、宽各是多少时,矩形的面积最大?最大面积是多少?
当x=10时,函数取得最大值,最大值为100,
x=10满足0<x<20,此时20-x=10.
所以当矩形框的长、宽都是10 cm,即弯成正方形框时,矩形的面积最大,最大面积是100 cm2.
当堂检测
1.二次函数y=-3x2+12x-5的最大值是 ( )
A. 7 B. -7
C. 17 D. -17
A
2.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=12 cm,BC=24 cm,动点P从点A开始,沿边AB向点B以1 cm/s的速度运动;动点Q从点B开始,沿边BC向点C以1 cm/s的速度运动.若点P,Q同时出发,设运动时间为t s,那么△PBQ的面积S的最大值为 cm2.
A
B
C
P
Q
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3.已知两个正数的和是 60,它们的积最大是多少?(提示:设其中的一个正数为 x,将它们的积表示为 x 的函数)
解:设其中的一个正数为x ,则另一个正数为60-x.
因为x>0,且 ,所以0<x<60,
它们的积y与x之间的函数关系式是
3.已知两个正数的和是 60,它们的积最大是多少?(提示:设其中的一个正数为 x,将它们的积表示为 x 的函数)
当x=30时,函数取得最大值,最大值为900,
x=30满足0<x<60,此时60-x=30.
所以它们的积最大是900 .
课堂小结
求二次函数 最值问题的步骤:
(1)先分析问题中的数量关系,研究自变量的取值范围,列出函数关系式;
y = ax2 + bx + c
(2)研究所得的函数;
(3)检验 x 的取值是否在自变量的取值范围内,并求相关的值;
(4)解决提出的实际问题.
课后作业
1.从课后习题中选取;
2.完成练习册本课时的习题。
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