内容正文:
22.3 实际问题与二次函数
一.选择题
1.某段公路上汽车紧急刹车后前行的距离s(单位:m)关于行驶时间t(单位:s)的函数解析式是s=30t﹣5t2,遇到刹车时,汽车从刹车后到停下来前进了( )m.
A.6 B.45 C.35 D.25
2.二次函数y=(x﹣1)2﹣3的最小值是( )
A.1 B.﹣1 C.﹣2 D.﹣3
3.有一个矩形苗圃园,其中一边靠墙,另外边用长为20m的篱笆围成.已知墙长为15m,若平行于墙的一边长不小于8m,设这个苗圃园的宽AB为x,面积为S,则S与x之间的函数表达式为( )
A.S=x(20﹣x),(8≤x≤15)
B.S=x(20﹣2x),(2.5≤x≤6)
C.S=x(20﹣x),(2.5≤x≤6)
D.S=x(﹣2x+20),(x≥2.5)
4.如图,在墙上绘制了几个相同的抛物线型图案.已知抛物线上B、C两点的高度相同,到墙边OA的距离分别为0.5m,1.5m.若该墙的长度为12m,则最多可以连续绘制这样的抛物线型图案的个数是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
5.函数y=2x2﹣4x+5的图象如图所示,当﹣2≤x≤2时,函数的最大值为m,最小值为n,则m+n的值是( )
A.24 B.18 C.16 D.2
6.下面的四个问题中都有两个变量:①一个圆柱的高等于底面半径x,这个圆柱的表面积为y;②x个球队比赛,每两队之间进行一场比赛,比赛的场次为y;③某产品现在的年产量是20t,计划今后两年增加产量,如果每年都比上一年增加x倍,两年后这种产品的产量为y;④某种商品每件的进价为30元,在某段时间内若以每件x元出售,可卖出(100﹣x)件,利润为y元.其中,变量y与变量x之间的函数关系(不考虑自变量取值范围)可以用一条开口向上的抛物线表示的是( )
A.②③④ B.①③④ C.①②④ D.①②③
7.如图,钉子A位于原点,钉子B位于x轴的正半轴上,与钉子A距离为3个单位长度,将一根绳子系在钉子A,B上,自由下垂,近似抛物线,则该抛物线表达式为( )
A. B.
C. D.
8.水平地面上一个小球被推开后向前滑行,滑行的距离S与时间t的函数关系如图所示(图为抛物线的一部分,其中P是该抛物线的顶点),则下列说法正确的是( )
A.小球滑行6秒停止
B.小球滑行12秒停止
C.小球向前滑行的速度不变
D.小球向前滑行的速度越来越大
9.如图,用一段长为30m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长为18m.设矩形菜园的边AB的长为xm,面积为Sm2,其中AD≥AB.有下列结论:
①S与x之间的函数关系为S=﹣2x2+30x;
②x的取值范围为2≤x≤10;
③AB的长只有一个值满足该矩形菜园的面积为100m2;
④矩形菜园ABCD的面积的最大值为.
其中,正确结论是( )
A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④
10.如图,抛物线y=ax2+c经过正方形OABC的三个顶点A,B,C,点B在y轴上,则a2+c2的最小值为( )
A.﹣4 B.﹣2 C.2 D.4
二.填空题
11.二次函数y3x﹣2的最大值为 .
12.如图,一抛物线形拱桥,当拱顶到水面的距离为2米时,水面宽度为4米;则当水面的宽度为米时,水位上升 米.
13.公园要建造一个如图1的圆形喷水池,在水池中央垂直于水面安装一个花形柱子OA,OA高度为0.8米,O恰在水面中心,安置在柱子顶端A处的喷头向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下,设计成水流在与OA水平距离为1米时,达到距水面最大高度1.44米,(不计其他因素)水池的半径至少 米,才能使喷出的水流不致落到池外.
14.太原市迎泽公园的喷泉以其激动人心的表演和世界级的设计而闻名.图1中的一条水柱可以近似看作一条抛物线,建立平面直角坐标系,如图2所示,喷口为点O,水柱的高度y(m)与距喷口的水平距离x(m)之间满足,则该水柱的最大高度为 m.
15.如图,小明的父亲在相距2米的两棵树间拴了一根绳子,给小明做了一个简易的秋千.拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部刚好接触到绳子,则绳子的最低点距地面的距离为 米.
16.有一个抛物线型蔬菜大棚,将其截面放在如图所示的平面直角坐标系中,抛物线可以用函数来表示,已知OK=8米.若借助横梁ST(ST∥OK)建一个门,要求门的高度为1.5米,则横梁ST的长度是 米.
三.解答题
17.某食品经销商购进一种食品若干千克,成本价为每千克30元,物价部门规定其销售单价不得低于成本价,且不得高于成本价的2倍.经市场调研发现,日销售量y(千克)与销售单价x(元)符合一次函数关系,如图所示:
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)在销售过程中,当销售单价为多少元时,该经销商每天获得的利润最大?最大利润是多少元?
18.如图,斜坡AC上种有若干树木,底部有一喷水管BC,某时刻从B处喷出的水流恰好落在A处,水流呈抛物线状.建立恰当平面直角坐标系,得到点A(0,2),点B(6,0.5).已知喷水管BC及所有树木都与OC垂直,抛物线的解析式为.
(1)求该抛物线解析式,并写出其顶点坐标.
(2)若抛物线恰好过小树MN的树顶N,点M在斜坡AC上,且点A到M,N两点距离相等,求M点坐标.
(3)若DE,MN为两棵等高小树(MN在左侧,小树粗细忽略不计,点M,D均在斜坡上且与点C不重合),抛物线恰好经过E,N两点.
①当MN=1.25时,求DM长;
②直接写出M横坐标m的取值范围.
19.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2a2x(a≠0).
(1)当a=2时,求抛物线顶点坐标;
(2)在(1)的条件下,把二次函数的图象向左平移1个单位,得到新的二次函数图象,当0≤x≤3时,求新的二次函数的最大值与最小值;
(3)已知P(x1,y1)和Q(x2,y2),是抛物线上两点,若对于x1=4a,4≤x2≤5,都有y1<y2,求a的取值范围.
20.综合与实践
问题情境
“勇闯鹿族”是山西方特的经典项目悬挂过山车.如图,A→B→C→E→F为过山车的一部分轨道,轨道A→B→C和C→E→F可以各自看成一段抛物线,且形状相同,B,E分别为两段轨道的最低点.
建模分析
建立平面直角坐标系,使点A在y轴上,B,E两点在x轴上,其中OA=16.9米,OB=13米(轨道厚度忽略不计).
(1)求轨道A→B→C所在抛物线的表达式;
(2)已知轨道C→E→F所在抛物线的最低点E的坐标为(33,0),在轨道A→B→C上有两个位置D和C,它们到地面的距离相等,求点D的坐标;
拓展应用
(3)现需要对轨道下坡段A→B进行安全加固,利用某种材料建造水平和竖直支架GP,GM,HQ,HN,且要求MN=2OM.已知这种材料的价格是5000元/米,直接写出当GP多长时,造价最低,最低造价为多少.
参考答案
一.选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
B
B
A
D
A
A
D
D
二.填空题
11..
12..
13.2.5.
14.5.
15.0.5.
16.4.
三.解答题
17.解:(1)设y=kx+b,
把(30,80),(50,40)代入y=kx+b中得:
,
解得:,
∴y与x之间的函数关系式:y=﹣2x+140;
(2)设总利润为w元,
由题意得:w=y(x﹣30)
=(﹣2x+140)(x﹣30)
=﹣2x2+200x﹣4200
=﹣2(x﹣50)2+800,
∵a=﹣2<0,且30≤x≤60,
∴当x=50时,w最大=800元,
∴在销售过程中,当销售单价为50元时,该经销商每天获得的利润最大,最大利润是800元.
18.解:(1)由题意可得:
∴,
,
∴抛物线方程为,
∴抛物线的顶点坐标为;
(2)∵点B(6,0.5),BC⊥OC,点C在x轴上,
∴C(6,0),
∵A(0,2),C(6,0),
∴设y=kx+2,即0=6k+2,
解得:,
故直线AC的解析式为,
由题意可得:设,(m>0),
∵MA=NA,MN⊥x轴,
∴点A在MN中垂线上,故yM+yN=2yA=4,
解得:,
∴,
∵点N在抛物线上,
∴,整理得:m(3m﹣4)=0,
解得:m=0(舍)或,此时,
∴.
(3)①令,
则d表示小树高,
∵MN=DE=1.25,即d=1.25,
∴,整理得3x2﹣20x+30=0,
解得:,
∵MN在DE左侧,故,,
∴.
②设MN=DE=d0,则在0<x<6上有两解,且m为其中较小解,
即直线d=d0与抛物线在0<x<6上有两交点,
当x=6时,,
令,得或x=6(舍去),
∴,
又,
对称轴为,
m为直线d=d0与抛物线两交点中靠左一点的横坐标,故,
综上,;
19.(1)解:当a=2时,抛物线的解析式为y=2x2﹣8x,
∵y=2x2﹣8x=2(x2﹣4x)=2(x﹣2)2﹣8,
∴该抛物线的顶点为(2,﹣8);
(2)解:抛物线的解析式y=2(x﹣2)2﹣8,
当抛物线向左平移1个单位,抛物线的解析式为y=2(x﹣2+1)2﹣8,
即y=2(x﹣1)2﹣8,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线x=1,
当0≤x≤3时,
当0≤x≤1时,y随x的增大而减小,
当1≤x≤3时,y随x的增大而增大.
x=3时,二次函数有最大值,最大值为:y=2×(3﹣1)2﹣8=0,
x=1时二次函数有最小值,最大值为:﹣8;
(3)抛物线y=ax2﹣2a2x(a≠0)的对称轴为:直线,
当a>0时,抛物线开口向上,对称轴右侧,y随x的增大而增大,
若对于x1=4a,4≤x2≤5,都有y1<y2,
则4a<4,
∴a<1,
∴0<a<1;
当a<0时,抛物线开口向下,对称轴右侧,y随x的增大而减小,
∵对称轴为:直线x=a,
∴(4a,y1)在抛物线上的对称点为(﹣2a,y1),
若对于x1=4a,4≤x2≤5,都有y1<y2,
则﹣2a>5,
∴
∴a的取值范围为:0<a<1或.
20.解:(1)由图象可设抛物线解析式为y=a(x﹣13)2,
把A(0,16.9)代入,得:169a=16.9,
解得a=0.1,
∴抛物线A→B→C的函数关系式为y=0.1(x﹣13)2;
(2)∵抛物线C→E→F最低点E的坐标为(33,0),形状与抛物线A→B→C的形状相同,
∴抛物线C→E→F的解析式为y=0.1(x﹣33)2,
∴联立方程组,
∴.
∴C(23,10),
由题意知,C,D关于抛物线A→B→C的对称轴对称,
∴D(3,10);
(3)设GP=OM=m,则ON=MN+OM=OM+2OM=3OM=3m,
∴yG=0.1(m﹣13)2=0.1m2﹣2.6m+16.9,yH=0.1(3m﹣13)2=0.9m2﹣7.8m+16.9,
∴GP+GM+HQ+HN=m+0.1m2﹣2.6m+16.9+3m+0.9m2﹣7.8m+16.9=m2﹣6.4m+33.8=(m﹣3.2)2+23.56,
∵1>0,
∴当m=3.2时,GP+GM+HQ+HN最小,最小值为23.56,
23.56×5000=117800(元),
答:当GP=3.2米时,造价最低,最低造价为117800元.
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