内容正文:
21.4 二次函数的应用
一.选择题
1.黄山市某塑料玩具生产公司,为了减少空气污染,国家要求限制塑料玩具生产,这样有时企业会被迫停产,经过调研预测,它一年中每月获得的利润y(万元)和月份n之间满足函数关系式y=﹣n2+14n﹣24,则没有盈利的月份为( )
A.2月和12月 B.2月至12月
C.1月 D.1月、2月和12月
2.如表中,记录了二次函数y=ax2+bx+3(a≠0)中两个变量x与y的6组对应值,其中﹣5<x1<x2<1<x3<3,根据表中信息,当x≤0时,直线y=k与该二次函数图象有两个公共点,则k的取值范围为( )
x
…
﹣5
x1
x2
1
x3
3
…
y
…
m
0
2
0
n
m
…
A.3<k B.3<k C.k≤4 D.k<4
3.学校组织学生去南京进行研学实践活动,小王同学发现在宾馆房间的洗手盆台面上有一瓶洗手液,如图a.于是好奇的小王同学进行了实地测量研究.当小王用一定的力按住顶部A下压至如图b位置时,洗手液从喷口B流出,路线近似呈抛物线状,且喷口B为该抛物线的顶点.洗手液瓶子的截面图下面部分是矩形CGHD,小王同学测得:洗手液瓶子的底面直径GH=12cm,喷嘴位置点B距台面的距离为16cm,且B,D,H三点共线.小王在距离台面15.5cm处接洗手液时,手心Q到直线DH的水平距离为3cm,若小王不去接,则洗手液落在台面的位置距DH的水平距离是( )
A.12cm B.12cm C.6cm D.6cm
4.某池塘的截面如图所示,池底呈抛物线形,在图中建立平面直角坐标系,并标出相关数据(单位:m).有下列结论:①AB=30m;②池底所在抛物线的解析式为;③若池塘中水面的宽度减少为原来的一半,则最深处到水面的距离变为1.2m;④池塘最深处到水面CD的距离为3.2m;其中结论错误的是( )
A.① B.② C.③ D.④
5.如图,从某建筑物10m高的窗口A处用水管向外喷水,喷出的水成抛物线状(抛物线所在平面与墙面垂直).如果抛物线的最高点M离墙1m,离地面m,则水流落地点B离墙的距离OB是( )
A.2m B.3m C.4m D.5m
6.某超市销售某款商品每天的销售利润y(元)与单价x(元)之间的函数关系式为y=﹣x2+10x+125,则销售这款商品每天的最大利润为( )
A.125元 B.150元 C.175元 D.200元
7.汽车刹车后行驶的距离s(单位:米)关于行驶时间t(单位:秒)的函数关系式是s=﹣6t2+15t,则汽车刹车后到停下来需要( )秒.
A. B. C. D.
8.竖直上抛的小球的高度h(m)与运动时间t(s)的函数表达式为h=at2+bt,若小球在上抛后第3s与第7s时离地面距离相等,则下列时刻中小球的高度最高的是( )
A.第4s B.第4.8s C.第4.9s D.第5.2s
9.如图,从正面看碗的轮廓近似一条抛物线,以顶点C为原点建立平面直角坐标系,若AB=16,CD=5,则此抛物线的解析式为( )
A. B. C. D.
10.2022年蹦床世锦赛在保加利亚索菲亚落幕,在收官日进行的女子网上个人决赛中,中国选手、山西运动员胡译乘以55.810分获得铜牌,这是中国队在本届世锦赛上收获的第二枚奖牌.胡译乘在蹦床上的一跳,高度y(米)与时间x(秒)之间的函数关系式为y=ax2+bx+c(a≠0),若她在第2秒与第5秒时高度相等,则她跳的高度最高时是在( )
A.第2秒 B.第3秒 C.第3.5秒 D.第4秒
二.填空题
11.如图,有长为24m的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度为10m),围成中间隔有一道篱笆的矩形花圃ABCD.当AB=5时,花圃面积为 m2,花圃ABCD面积的最大值为 m2.
12.如图,假设篱笆(虚线部分)的长度为14米,则篱笆围成的矩形面积最大为 平方米.
13.如图,在平面直角坐标系中,点A是抛物线与y轴的交点.点B是这条抛物线上的另一点,且AB∥x轴,则以AB为边的正方形ABCD的周长为 .
14.如图,综合实践小组的同学们研究了某草坪喷灌系统的设计,发现喷灌架喷射出的水流可以近似地看成抛物线(其中y为垂直高度,x为水平距离,单位:m),则该喷灌架喷出的水流可到达的最远距离OA为 m.
15.某农场要建一个饲养场(矩形ABCD)两面靠现有墙(AD位置的墙最大可用长度27米,AB位置的墙最大可用长度为15米),另两边用木栏围成,中间也用木栏隔开,分成两个场地及一处通道,并在如图所示的三处各留1米宽的门(不用木栏).建成后木栏总长45米,饲养场达到的最大面积为 平方米.
16.某宾馆有50个房间供游客居住,当每个房间每天的定价为180元时,房间会住满;当每个房间每天的定价每增加10元时,就会有一个房间空闲.宾馆需为有游客居住的房间每天支出20元费用,若想要获得最大利润,则房价应定为每个房间每天 元.
三.解答题
17.我校在每年中考后都会为毕业生举办毕业典礼活动,现计划在毕业典礼现场设计一个如图所示的抛物线型拱门入口,要在拱门上粘贴“毕”,“业”,“典”,“礼”四个大字(分别记作A,B,C,D),要求BC与地面平行,且BC∥AD,抛物线最高点的五角星(点E)到BC的距离为0.6m,BC=2m,AD=4m如图所示:
(1)请在图2上建立适当的平面直角坐标系,并求出抛物线的表达式;
(2)求点C到AD的距离.
18.某商城在元旦节期间举行促销活动,一种热销商品进货价为每个14元,标价为每个20元.
(1)商城举行了“感恩老客户”活动,对于老客户,商城连续两次降价,每次降价的百分率相同,最后以每个16.2元的价格售出,求商城每次降价的百分率;
(2)市场调研表明:当每个售价20元时,平均每天能够售出40个,当每个售价每降1元时,平均每天就能多售出10个,在保证每个商品的售价不低于进价的前提下,商城要想获得最大利润,每个商品的定价应为多少元?最大利润是多少?
19.如图,已知二次函数y=x2+bx+c的图象经过A(0,﹣3)、B(3,0)两点,点P在抛物线上,其横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当﹣2<x≤3时,求y的取值范围;
(3)当抛物线y=x2+bx+c上P、A两点之间部分的最大值与最小值的差为时,求m的值;
(4)点M在抛物线y=x2+bx+c上,其横坐标为1﹣m,过点P作PQ⊥y轴于点Q,过点M作MN⊥x轴于点N,分别连接PM、PN、QM,当△PQM的面积是△PNM面积的一半且点P、M均在x轴上方时,直接写出m的值
20.我们不妨约定:在平面直角坐标系中,若某函数图象上至少存在不同的两点关于y轴对称,则把该函数称之为“T函数”.根据该约定,完成下列各题.
(1)下列函数是“T函数”的有 .(填序号)
③y=x+1;②y=2024x2+3;③y=||;④y=﹣x2+2x+2024.
(2)已知二次函数y=(k+1)x2+(k2﹣1)x+1(k为常数)是“T函数”,将此“T函数”进行平移.
①得到新的二次函数y=ax2+bx+c(c<0)图象与x轴交于A,B两点(点A在B的左侧),与y轴交于点C,若AB=2,且满足∠ACO=∠ABC,求平移后新函数的解析式;
②若得到新的二次函数y=ax2+bx+c图象顶点落在直线y=2x上,当2≤x≤4时,函数的最大值与最小值的差为6,直接写出平移后新函数的顶点坐标;
(3)关于x的“T函数”L:y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与抛物线y形状相同,函数的最小值为1,若点,,点D为函数L上任意一点,当∠PDQ<30°时,直接写出点D的纵坐标y的取值范围.
参考答案
一.选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
B
C
B
B
B
C
B
C
二.填空题
11.45,.
12.49.
13.16.
14.6.
15.192.
16.350.
三.解答题
17.解:(1)建立坐标系,如图所示,
由图可得点C的坐标为(1,0),点B的坐标为(﹣1,0),
则顶点E的坐标为(0,0.6),
∴y=ax2+0.6,
将点B的坐标代入上式,得a+0.6=0,
解得:a=﹣0.6,
∴y=﹣0.6x2+0.6;
(2)由题意得,点D的横坐标为2,
∴代入y=﹣0.6x2+0.6得,y=﹣1.8,
∴0﹣(﹣1.8)=1.8(m),
∴点C到AD的距离1.8m.
18.解:(1)设商城每次降价的百分率为x,
依题意得:20(1﹣x)2=16.2,
解得:x1=0.1=10%,x2=1.9(不合题意,舍去).
答:商城每次降价的百分率为10%.
(2)设每个商品应降价y元,则平均每天可售出(40+10y)个,
则利润:w=(20﹣y﹣14)(40+10y),
整理得:w=﹣10(y﹣1)2+250,
当y=1时,获得利润最大,最大为250元,
此时每个商品的定价为20﹣1=19(元),
答:要想获得最大利润,每个商品的定价为19元,最大利润是250元.
19.解:(1)已知二次函数y=x2+bx+c的图象经过A(0,﹣3)、B(3,0)两点,将点A,点B的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)根据抛物线解析式y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4可得对称轴为直线x=1,
由图得,抛物线开口向上,当x=1时,y取最小值,
∵3﹣1<1﹣(﹣2),
∴相较于x=3时y的取值,x=﹣2时y的取值更大,
∴在﹣2<x≤3的范围内,x=﹣2时y取最大值(﹣2)2﹣2×(﹣2)﹣3=5;
当x=1时,y取最小值为:12﹣2﹣3=﹣4,
故当﹣2<x≤3时,﹣4≤y<5;
(3)①点P在点A左侧时(m<0),P、A两点之间部分的y值随着x的增大而减小,
即在P点时抛物线取最大值,在A点时抛物线取最小值,
∵P、A两点之间部分的最大值与最小值的差为时,A(0,﹣3),
∴P的纵坐标为,即,
解得:(不合题意,舍去),;
②当0≤m≤2时,P、A两点之间部分的最大值为﹣3,最小值为m2﹣2m﹣3或﹣4,
显然最小值是﹣4时不合题意,
∴最小值为m2﹣2m﹣3,
∴,
解得:,(此时P、A两点之间部分的最小值是﹣4,舍去);
③当m>2时,P、A两点之间部分的最大值为m2﹣2m﹣3,最小值为﹣4,
∴,
解得:(不合题意,舍去),(不合题意,舍去),
综上所述,或;
(4)或.理由如下:
由题意得:M(1﹣m,m2﹣4),N(1﹣m,0),P(m,m2﹣2m﹣3),Q(0,m2﹣2m﹣3),
∴S△PQM,
∴S△PNM,
∵△PQM的面积是△PNM面积的一半,
∴,
整理得:|m2﹣4|=2|m|,
当m2﹣4=2m时,解得:m=﹣1±;
当m2﹣4=﹣2m时,解得:m=1±;
当m=1或﹣1时,P,M,均在x轴上方,
当m或时,不满足P,M在x轴上方,舍去,
∴m=1或﹣1.
20.解:(1)①y=x+1的图象上不存在两点关于y轴对称,不是“T函数”;
②y=2024x2+3的图象关于y轴对称,是“T函数”;
③的图象关于y轴对称,是“T函数”;
④y=﹣x2+2x+2024的图象关于x=1对称,不是“T函数”;
故答案为:②③;
(2)①∵二次函数y=(k+1)x2+(k2﹣1)x+1(k为常数)是“T函数”,
∴抛物线关于y轴对称,
∴k2﹣1=0且k+1≠0,
解得:k=1,
∴k+1=2,
∴y=2x2+1,
设平移后的解析式为y=2x2+bx+c,
当x=0时,y=c,
当y=2x2+bx+c=0时,设A,B的横坐标为x1;x2,
则C(0,c),,,
∵AB=2,
∴,
整理得:b2﹣8c=16,
∵∠ACO=∠ABC,∠AOC=∠BOC,
∴△ACO∽△CBO,
∴,
∴OC2=OA•OB,即:,
解得:c=0(舍去)或(舍)或,
当时,b2=12,
∴,
∴平移后的抛物线的解析式为:或;
②∵新的二次函数y=ax2+bx+c图象顶点落在直线y=2x上,
设平移后抛物线顶点坐标为(m,2m),
则新的二次函数解析式为y=2(x﹣m)2+2m,
分三种情况讨论:
1°当m≤2时,
则当x=2时,ymin=2(2﹣m)2+2m,
当x=4时,ymax=2(4﹣m)2+2m,
∴2(4﹣m)2+2m﹣[2(2﹣m)2+2m]=6,
解得m2,故舍去;
2°,当m≥4时,
则当x=2时,ymax=2(2﹣m)2+2m,
当x=4时,ymin=2(4﹣m)2+2m,
∴2(2﹣m)2+2m﹣[2(4﹣m)2+2m]=6,
解得m4,故舍去;
3°当2<m≤3时,
则当x=m时,ymin=2m,
当x=4时,ymax=2(4﹣m)2+2m,
∴2(4﹣m)2+2m﹣2m=6,
解得m=4或m=43(舍去)
此时顶点坐标为(4,8﹣2);
4°当3<x<4时,
则当x=m时,ymin=2m,
当x=2时,ymax=2(2﹣m)2+2m,
∴2(2﹣m)2+2m﹣2m=6,
解得m=2或m=23(舍去),
此时顶点坐标为(2,4+2);
综上,平移后新函数的顶点坐标为(4,8﹣2)或(2,4+2);
(3)yD>2.
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