内容正文:
微专题03 二次函数的应用问题六大题型
题型一 二次函数的应用之增长率、销售问题
一、解题方法总结(2点)
1. 增长率问题:核心模型为y=a(1± x)n(a为初始量,x为平均增长率/降低率,n为次数),根据“初始量×(1±变化率)ⁿ=最终量”列方程,求解后舍去负根。
2. 销售问题:依据“总利润=(售价-成本)×销量”,设涨价/降价为x,转化为二次函数y=ax²+bx+c,通过配方法或顶点公式求利润最值。
二、解题技巧总结(2点)
1. 简化变量设定:增长率直接设“x”,销售问题设“涨/降金额x”,无初始量时将基数看作1,减少复杂计算。
2. 结合实际验根:变量需符合实际(增长率为正、销量非负),顶点横坐标超出取值范围时,取端点值为最优解。
1.(24-25九年级上·四川绵阳·期末)今年某超市以每件元的进价购进一批商品,当商品售价为每件元时,月份销售件,第月和第月这两个月该商品十分畅销,销售量持续上涨,月份的销售量达到件.
(1)求第10月和第11月这两个月销售量的月平均增长百分率;
(2)经市场预测,12月份的销售量将与11月份持平,现商场为了减少库存,采用降价促销方式,若该商品每降价元,月销售量增加件,当商品每件降价多少元时,商场月可以达到最大利润?最大利润是多少元?
2.(24-25九年级上·福建福州·阶段练习)今年超市以每件元的进价购进一批商品,当商品售价为每件元时,六月份销售件、七、八月该商品十分畅销,销售量持续上涨,在售价不变的基础上,八月份的销售量达到件,
(1)求七、八这两个月销售量的月平均增长百分率,
(2)经市场预测,九月份的销售量将与八月份持平,现商场为了减少库存,采用降价促销方式,经调查发现,该商品每降价1元,月销售量增加件,当商品降价多少元时,商场九月份获利最大?
3.(25-26九年级上·云南昭通·期中)某商店将进价为8元的商品按每件10元售出,每天可售出100件,现在采取提高商品售价减少销售量的办法增加利润,如果这种商品每件的销售价每提高1元其销售量就减少10件.
(1)求该商品每天的销售量(件)与销售单价(元)之间的函数关系式?
(2)每件售价定为多少元时,才能使利润最大?其最大利润是多少?
4.(25-26九年级上·辽宁·期中)材料:一个制造商制造一种产品,它的成本通常分为固定成本和可变成本两个部分,其中固定成本包括设计产品、厂房租赁、购置设备等费用,如果没有更换产品,我们将它看作常数;可变成本与该产品生产的件数有关,而每件产品的成本包括劳动力、材料、包装、运输等费用.
问题:某厂商生产产品中有一种篮球工艺品,已知该工艺品销路很好.它的成本(元)与生产量(个)的关系式为.
(1)求该工艺品的固定成本和可变成本.
(2)市场分析发现,这种工艺品一段时间内每天的销量(个)与销售单价(元/个)之间的对应关系如图所示:
①销量与销售单价之间的函数关系式.
②当售价为多少时,能使厂商每天获得的利润最大,最大利润是多少?
5.(23-24八年级下·浙江杭州·期中)根据以下素材,完成探索任务:
如何制定商店的销售定价方案
素材1
商品成本:100元/件,每天进货120件,并且全部卖出;商品有A,B两种包装,目前的售价和日销量如表:
A包装
B包装
售价(元/件)
112
108
日销售量(件)
40
80
素材2
为了增加盈利,该商店准备降低A包装商品的售价,同时提高B包装商品的售价.通过市场调研发现,在一定范围内,A包装商品售价每降低1元可多卖出2件,B包装商品售价每提高1元就少卖出2件.商店发现若按照当前的总销量销售A,B两种包装商品,最大总利润为1264元.
素材3
销售一段时间后,商店发现若减少A,B两种包装商品的总销量,A,B两种包装商品的销售总利润反而有所增长.为进一步增加盈利,商店决定将A,B两种包装商品的总销量减少10件.
任务1
探究商品销量:设每件A包装商品售价降低x元(x为整数),则A包装商品每日的总销售量为 件;设每件B包装商品售价提高y元(y为整数),则B包装商品每日的总销售量为 件.
任务2
探究商品售价:在每日A,B两种包装商品的总销量为120件的前提下,为使总利润达到最大,试求出此时A,B两种包装商品的售价.
任务3
确定定价方案:请设计一种A,B两种包装商品的定价方案,使一天的销售总利润超过1430元.(直接写出方案即可)
题型二 二次函数的应用之拱桥问题
一、解题方法总结(2点)
1. 建立坐标系:以拱桥顶点为原点(或桥面中点为原点),竖直方向为y轴、水平方向为x轴,将已知点坐标代入二次函数y=ax²+bx+c(或顶点式y=ax²),求出函数解析式。
2. 求解实际问题:根据所求问题(如求高度、跨度),代入对应x值求y值,或代入y值求x值,结合坐标系含义转化为实际答案。
二、解题技巧总结(2点)
1. 巧选原点简化计算:优先选顶点为原点,使解析式为y=ax²,减少未知数,降低运算难度。
2. 精准转化坐标:将实际长度(如跨度、拱高)准确转化为坐标值,注意单位统一,避免因坐标错误导致结果偏差。
1.(25-26九年级上·安徽合肥·期中)图①是一座拱桥的示意图,相邻两支柱间的距离为米(即米),拱桥顶点到桥面的距离米,将其置于如图②所示的平面直角坐标系中,抛物线的表达式为
(1)求的值;
(2)求支柱的高.
2.(25-26九年级上·山东济宁·期中)一座隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长为,宽为,隧道最高点位于的中央且距地面,建立如图所示的坐标系.
(1)求抛物线的表达式;
(2)该隧道内设双行道,中间隔离带,一辆货车高,宽,能否安全通过,为什么?
3.(25-26九年级上·北京·期中)某公园内人工湖上有一座拱桥(横截面如图所示),跨度为4米.在距点A水平距离为x米的地点,拱桥距离水面的高度为y米.小路同学根据学习函数的经验,对y和x之间的关系进行了探究.
经过测量,得出了y和x的几组对应值,如上表.将表中数据对应的点描在坐标系中,发现拱桥距离水面的高度y(单位:米)与水平距离x(单位:米)近似满足二次函数关系.
x/米
0
0.6
1
1.8
2
2.4
3
3.6
4
y/米
0.88
1.90
2.38
2.86
2.88
2.80
2.38
1.6
0.88
(1)根据表中数据写出桥墩露出水面的高度______米;
(2)求y与x之间的函数关系式;
(3)公园欲开设游船项目,现有长为5.7米,宽为2.2米,露出水面高度为2.16米的游船.为安全起见,公园要在水面上的C,D两处设置警戒线,并且,要求游船能从C,D两点之间安全通过,则C处距桥墩距离至少为______米.
4.(25-26九年级上·山东日照·期中)为方便悬挂电子屏幕,学校需要在校门上方的抛物线形框架结构上增加立柱.为此,某数学兴趣小组开展了综合与实践活动,记录如下:
活动主题
为校门上方的抛物线形框架结构增加立柱
活动准备
1.去学校档案馆查阅框架结构的图纸;
2.准备皮尺等测量工具.
采集数据
图1是校门及上方抛物线形框架结构的平面示意图,信息如下:
1.大门形状为矩形(矩形);
2.底部跨度(的长)为10m;
3.立柱的长为2m,且,垂足为,.
设计方案
考虑实用和美观等因素,在间增加两根与垂直的立柱,垂足分别为,立柱的另一端点在抛物线形框架结构上,其中.
确定思路
小组成员经过讨论,确定以点为坐标原点,线段所在直线为轴,建立如图2所示的平面直角坐标系.借助二次函数的相关知识,来解决问题.
根据以上信息,解决下列问题:
(1)求抛物线的表达式;
(2)现有一根长度为2m的材料,如果用它制作这两根立柱,请你通过计算,判断这根材料的长度是否够用(因施工产生的材料长度变化忽略不计)
5.(25-26九年级上·辽宁大连·期中)学校准备在大连理工大学西北门的彩虹桥上悬挂宣传牌,为此,某数学兴趣小组开展了综合与实践活动,记录如下:
活动主题
在彩虹桥上悬挂宣传牌
活动准备
1.到大学基建处查阅彩虹桥框架结构的图纸;
2.准备皮尺等测量工具.
采集数据
图1是位于大连理工大学西北门,在道路上方搭建的一座抛物线型彩虹桥.道路的宽为30,桥拱最高处距离路面的距离为9.为了安全需在桥拱下方安置两个竖直方向的桥墩和进行支撑,为了美观,要求两个桥墩关于桥拱的对称轴对称.桥墩之间的距离.在两个桥墩上搭一个限高横杆.
设计方案
如图2,准备在桥拱下方,横杆上方安装矩形宣传牌,且在上,矩形宣传牌关于桥拱的对称轴对称.
确定思路
小组成员经过讨论,确定以的中点为坐标原点,线段所在直线为轴,建立如图3所示的平面直角坐标系.点的坐标为,设抛物线的解析式为,分析数据得到点或点的坐标,进而求出抛物线的表达式,再利用表达式解决相关问题.
根据以上信息,解决下列问题:
(1)求抛物线的表达式;
(2)若学校要求矩形宣传牌的面积为18,且,请你通过计算,判断能否安装上符合要求的宣传牌.
题型三 二次函数的应用之投球问题
一、解题方法总结(2点)
1. 建立函数模型:以抛出点或地面为原点,水平为x轴、竖直为y轴,设二次函数为y=ax²+bx+c(或顶点式),代入已知点(如抛出点、最高点、落地点)坐标,求出解析式。
2. 解决核心问题:求最大高度用顶点纵坐标,求飞行时间/水平距离代入y=0解方程,求特定高度对应的水平位置代入y值求x值。
二、解题技巧总结(2点)
1. 优先用顶点式:已知最高点时,设顶点式y=a(x-h)²+k,快速求出a值,简化计算。
2. 注意实际意义:舍去负的x值(时间/水平距离非负),统一单位,避免因坐标含义混淆出错。
1.(江西省宜春市2025-2026学年上学期九年级期中联考数学测试卷)小明同学运用数学知识对羽毛球比赛进行技术分析,下面是他对击球线路的分析.如图,在平面直角坐标系中,点、在x轴上,球网与轴的水平距离,,击球点在轴上.若选择吊球,羽毛球(看作一点)的飞行高度(单位:m)与水平距离(单位:m)近似满足二次函数关系式 ;若选择扣球,羽毛球的飞行高度(单位:m)与水平距离(单位:m)近似满足一次函数关系式.
(1)求点的坐标和的值.
(2)若球网的高度为,请通过计算说明上面两种击球方式是否能使球过网?如果能过网,再计算并判断球的落地点能不能在近网区内.
2.(25-26九年级上·广东广州·期中)某校初三年级的一场篮球比赛中,如图队员甲正在投篮,已知球出手时离地面高,当球出手后水平距离为时到达最大高度,设篮球运行的轨迹为抛物线,建立如图的平面直角坐标系.
(1)抛物线的顶点坐标为__________;
(2)求出抛物线的解析式;
(3)若队员与篮圈中心的水平距离为,篮圈距地面,问此球能否准确投中?
3.(25-26九年级上·北京·月考)佩奇和朋友们一起踢足球,球射向球门的路线呈抛物线形.佩奇从球门正前方的处射门,当球飞行的水平距离为时,球达到最高点,此时球离地面,球门高为.
(1)请建立适当平面直角坐标系,求该抛物线对应的函数表达式.
(2)通过计算判断佩奇此次射门能否射入球门内.
(3)点为上一点,且,若射门路线的形状和大小、最大高度均保持不变,当佩奇带球向正后方移动再射门,足球恰好经过区域(含点和),直接写出的取值范围.
4.(25-26九年级上·北京·期中)如图是某跳台滑雪场的横截面示意图,一名运动员经过助滑、起跳从地面上点O的正上方4米处的A点滑出,滑出后的路径形状可以看作是抛物线的一部分,通过测量运动员第一次滑下时,在距所在直线水平距离为d米的地点,运动员距离地面高度为h米.获得如下数据:
水平距离d/米
0
2
4
6
8
垂直高度h/米
4
8
8
请解决以下问题:
(1)结合表中所给数据或所画图象,直接写出运动员滑行过程中距离地面的最大高度为_____米;
(2)求h关于d的函数表达式;
(3)运动员第二次滑下时路径形状可表示为:,当第一次和第二次距离所在直线的水平距离分别为、,且时能成功完成空中动作,则该运动员_________(填写“能”或“不能”)完成空中动作.
5.(25-26九年级上·广东珠海·期中)小珠为了研究抛出的乒乓球落在斜面上反弹后的运动情况,用绘图软件在如图所示的平面直角坐标系中进行模拟演示.当乒乓球(看成点)以某种特定的角度和初速度从轴上的点处抛出后,乒乓球的运动路线是抛物线:的一部分.有一斜面,乒乓球沿落到斜面上经反弹后,继续沿抛物线运动.
(1)点的坐标为________;抛物线最高点的坐标为________;
(2)若斜面所在直线的解析式为,抛物线与的开口大小和方向均不变,但最大高度是的,
①求乒乓球与斜面接触点的坐标;
②求抛物线的解析式.
(3)小海发现:“(2)中的抛物线可以通过平移得到.”则平移的最短路程为________;
(4)在轴上的线段处竖直向上摆放着若干个无盖的长方体回收箱,已知,且每个回收箱的宽0.5,高是0.4.当(2)中沿抛物线下落的乒乓球能落入回收箱内时(不考虑箱壁厚度),求可竖直摆放的回收箱的个数.
题型四 二次函数的应用之喷水问题
一、解题方法总结(2点)
1. 构建函数解析式:以喷水起点或地面中点为原点,水平为x轴、竖直为y轴,设二次函数为y=ax²+bx+c(或顶点式),代入已知点(如起点、最高点、落地点)坐标,求解解析式。
2. 解决实际问题:求最大喷高用顶点纵坐标,求喷水最远距离代入y=0解方程,求特定高度的喷水宽度则代入y值求x值,计算两点间距离。
二、解题技巧总结(2点)
1. 巧选坐标系简化计算:优先以喷水起点为原点,使c=0,解析式简化为y=ax²+bx,减少未知数。
2. 聚焦关键数据:重点提取“起点高度、最大高度、落地点距离”等核心条件,忽略无关信息,避免干扰;结果需统一单位。
1.(25-26九年级上·浙江湖州·期中)如图1,一个移动喷灌架喷射出的水流可以近似的看成抛物线.图是喷灌架为一坡地草坪喷水的平面示意图,喷水头的高度(喷水头距喷灌架底部的距离)是米,当喷射出的水流与喷灌架的水平距离为米时,达到最大高度米,现将喷灌架置于坡地底部点处,草坡上距离的水平距离为米处有一棵高度为米的小树,垂直水平地面且点到水平地面的距离为米.
(1)计算说明水流能否浇灌到小树后面的草地.
(2)记水流的高度为,斜坡的高度为,求的最大值.
2.(25-26九年级上·陕西延安·期中)某小区考虑给新建的电动自行车充电车棚安装消防喷淋头(如图1).如图2,已知车棚建在,两面墙之间,为水平地面,,,消防喷淋头安装在距离地面米高的棚顶上(),其到墙面的水平距离为米,喷淋头喷洒的最外层水柱的横截面可近似看作抛物线,其顶点为,且该水柱喷射到墙面上的点处.米,以点为坐标原点,所在直线为轴,所在直线为轴建立平面直角坐标系.
(1)求最外层水柱横截面所在抛物线的解析式;
(2)若在处有一吊灯,吊灯遇水会发生触电危险(即点位于图中抛物线下方或恰好在抛物线上时,会有触电危险),则此吊灯在消防喷淋头喷洒时是否有触电危险?请判断并说明理由.
3.(25-26九年级上·天津西青·期中)如图所示是一个音乐喷泉的示意图,在点O处竖直放置一根水管,在水管的顶端A处安装一个喷水头,喷出的水柱为抛物线(记为抛物线M,N),且形状相同,喷出的抛物线形水柱在与水管的水平距离为处达到最高,最大高度为,水柱落地处与水管的水平距离为,以水平地面为x轴,水管所在直线为y轴建立平面直角坐标系.
(1)求水管的高度;
(2)若在第一象限竖直放置一盏高为的景观射灯,且景观射灯的顶端E恰好碰到水柱.
①求景观射灯与水管的水平距离;
②现计划降低水管高度,使水柱落地处恰好在点F处,已知水管下降后,喷水头喷出的水柱形状和对称轴不变,则水管要降低多少米?
4.(25-26九年级上·江西上饶·阶段练习)如图1,一辆灌溉车正为绿化带浇水,喷水口离地面竖直高度为米.建立如图2所示的平面直角坐标系,可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为两条抛物线的部分图象,把绿化带横截面抽象为矩形,其水平宽度米,竖直高度米,若下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到的,上边缘抛物线最高点离喷水口的水平距离为米,高出喷水口米,与轴交于点,点距喷水口的水平距离为米,灌溉车到绿化带的距离为米.
(1)求上边缘抛物线的函数解析式;
(2)下边缘抛物线与轴的交点的坐标为______;
(3)若米,则灌溉车行驶时喷出的水能否浇灌到整个绿化带?请说明理由.
5.(25-26九年级上·广东广州·阶段练习)背景材料:某社区准备改造原半径为的水池中的喷泉设施(如图①),综合实践小组开展了优化设计方案的综合实践活动.
【建模分析】
如图②,该小组把喷泉最外侧水流抽象成抛物线,测量出如下数据:喷水口位置在水池中心点的正上方且竖直高度为,水流最高高度为,水流最高点距喷水管的水平距离为.
任务1:以水池中心点为原点,水平向右方向为轴正半轴,以喷水管竖直向上方向为轴正半轴,建立平面直角坐标系:求原喷泉水流右支抛物线的函数表达式,并计算喷泉水流到喷水管的最大水平距离.
【优化设计】
社区要求:为了使喷泉喷出的水流达到美观效果,要求喷出的水流所在抛物线最大高度与水平宽度的比接近黄金比.
如图③,该小组进一步提出优化设计,若优化后水流离喷水管最大水平距离为,喷水口的竖直高度为,喷出的水流的最高高度为.
任务2:求进一步优化后喷出的水流所在抛物线的函数表达式,并通过计算说明该小组所设计喷泉的是否达到美观效果.
题型五 二次函数的应用之图形问题
一、解题方法总结(2点)
1. 构建函数解析式:设图形中关键边长、高或平移距离为x,结合面积、周长、体积等公式,用x表示所求量(如面积、长度),转化为二次函数y=ax²+bx+c。
2. 求解实际问题:求最值(最大/最小面积)用顶点坐标,求特定值(面积相等、边长相等)代入函数列方程,结合图形边长非负取舍答案。
二、解题技巧总结(2点)
1. 数形结合分析:画出图形标注已知条件,直观梳理线段、面积关系,避免抽象思维偏差,快速找到等量关系。
2. 限定变量范围:根据图形边长、长度非负,确定自变量x的取值范围,顶点若超出范围,取端点值作为实际最优解。
1.(24-25九年级上·湖北省直辖县级单位·阶段练习)如图某农场要建一个矩形的养鸡场,鸡场的一边靠墙(墙长),另外三边由长的栅栏围成.设矩形空地中,垂直于墙的边,面积为(如图).
(1)求与之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)若矩形空地的面积为,求的值.
2.(25-26九年级上·全国·期中)如图,在中,,.是上任意一点(点与点,不重合),的顶点,分别在,上.设,的面积为.
(1)求关于的函数表达式.
(2)上述函数有最大或最小值吗?若有,求当取何值时,有最大或最小值;若没有,请说明理由.
3.(25-26九年级上·北京延庆·期中)如图所示,有一直角梯形的苗圃,它的两邻边借用了成的墙角(墙足够长),另外两边由总长为的篱笆围成.
(1)苗圃的面积y(单位:)是的长x(单位:m)的函数,求该函数的表达式,并写出自变量x的取值范围;
(2)判断苗圃的面积能否达到,并说明理由.
4.(25-26九年级上·安徽合肥·期中)在美化校园的活动中,某兴趣小组想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用长的栅栏围成一个矩形花园(栅栏只围,两边),设,花园的面积为.
(1)当为何值时,花园面积有最大值?最大值为多少?
(2)若在墙角处有一棵树与墙,的距离分别是和,要将这棵树围在花园内(含边界,不考虑树的粗细),当花园面积最大时,的长为多少?
5.(25-26九年级上·湖北武汉·阶段练习)如图,为美化环境,某小区计划在一块长为,宽为的长方形空地上修建一个长方形花圃,并将花圃四周余下的空地修建同样宽的通道,设通道的宽为.
(1)用含a的式子表示花圃的面积.
(2)若通道面积与花圃面积之比等于时,求此时通道的宽.
(3)已知某园林公司修建通道的造价为80元,花圃的造价为100元,如果小区物业决定由该公司承建此项目,并要求修建的通道的宽度不少于2米且不超过6米,则通道宽为多少米时,修建通道和花圃的总造价最低,最低总造价为多少元?
题型六 二次函数的应用之图形运动问题
一、解题方法总结(2点)
1. 建立函数关系:设运动时间为t,用t表示图形中线段长度(如边长、高),结合图形面积、周长等公式,转化为二次函数y=ax²+bx+c。
2. 求解核心问题:求最值(最大/最小面积)用顶点坐标,求特定值(面积相等、线段相等)代入函数列方程,结合运动范围取舍答案。
二、解题技巧总结(2点)
1. 动态转化静态:截取运动中关键时刻(起点、终点、顶点对应时刻),画出静态图形,直观分析线段关系,减少思维难度。
2. 明确变量范围:根据图形边长非负、运动时间非负,确定t的取值范围,避免因忽略范围导致错解。
1.(24-25九年级上·甘肃酒泉·阶段练习)如图,中,,,,、两点同时分别从、出发,点以每秒个单位的速度沿着向点运动,点以每秒个单位的速度沿着向点运动,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.
(1)求经过几秒,的长为;
(2)设的面积为,点、的运动时间为秒,求与的函数解析式,并写出的取值范围;
(3)当点、的运动时间为秒时,求的面积.
2.(25-26九年级上·吉林·阶段练习)如图,在中,,,矩形的边在边上,边在边上,点与点重合,,矩形从点的位置出发,以每秒的速度沿着的方向做匀速直线运动,当点与点重合时停止运动.设矩形运动的时间为,矩形与重叠部分的面积为.
(1)当点落在边上时,求的值;
(2)求与之间的函数关系式;
(3)当时,直接写出的值.
3.(25-26九年级上·吉林白城·阶段练习)如图,在中,,,动点P,Q同时从点出发,分别沿射线和射线的方向均以的速度匀速运动,连接,以为边向下作正方形,设点运动的时间为,正方形与重叠部分的面积为.(注:无重叠时,重叠部分面积看作)
(1)当点落在线段上时,求的值.
(2)求关于的函数解析式,并写出自变量的取值范围.
4.(2024九年级下·广东·专题练习)综合运用
在中,,D为边上一点,,动点P以每秒1个单位长度的速度从点C出发,在三角形的三边上沿匀速运动,到达点A时停止,以为边作正方形.设点P的运动时间为,正方形的面积为S,试探究S与t的关系.
(1)如图1,当点P由点C运动到点B时,求S关于t的函数表达式.
(2)当点P由点B运动到点A时,经探究发现S是关于t的二次函数,并绘制成如图2所示的图象.请根据图象信息,求S关于t的函数表达式及线段的长.
(3)若存在3个时刻,,()对应的正方形的面积均相等.
①求的值;
②当时,求正方形的面积.
5.(2025·江苏南京·一模)在平面直角坐标系中,是等腰直角三角形,,,点在轴的负半轴上,点在第二象限,矩形的顶点,点在轴的正半轴上,点在轴的正半轴上.将沿轴向右平移,得到,点的对应点分别为,,.
(1)如图,当经过点时,求直线的函数表达式;
(2)设,与矩形重叠部分的面积为;
①如图,当与矩形重叠部分为五边形时,与相交于点,分别与,交于点,用含有的式子表示 ;直接写出的取值范围 ;
②请直接写出满足的所有的值 .
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微专题03 二次函数的应用问题六大题型
题型一 二次函数的应用之增长率、销售问题
一、解题方法总结(2点)
1. 增长率问题:核心模型为y=a(1± x)n(a为初始量,x为平均增长率/降低率,n为次数),根据“初始量×(1±变化率)ⁿ=最终量”列方程,求解后舍去负根。
2. 销售问题:依据“总利润=(售价-成本)×销量”,设涨价/降价为x,转化为二次函数y=ax²+bx+c,通过配方法或顶点公式求利润最值。
二、解题技巧总结(2点)
1. 简化变量设定:增长率直接设“x”,销售问题设“涨/降金额x”,无初始量时将基数看作1,减少复杂计算。
2. 结合实际验根:变量需符合实际(增长率为正、销量非负),顶点横坐标超出取值范围时,取端点值为最优解。
1.(24-25九年级上·四川绵阳·期末)今年某超市以每件元的进价购进一批商品,当商品售价为每件元时,月份销售件,第月和第月这两个月该商品十分畅销,销售量持续上涨,月份的销售量达到件.
(1)求第10月和第11月这两个月销售量的月平均增长百分率;
(2)经市场预测,12月份的销售量将与11月份持平,现商场为了减少库存,采用降价促销方式,若该商品每降价元,月销售量增加件,当商品每件降价多少元时,商场月可以达到最大利润?最大利润是多少元?
【答案】(1)
(2)当每件商品降价元时,商场月份可以达到最大利润,最大利润为元
【分析】本题考查了一元二次方程的应用,二次函数的应用;
(1)设第十,十一这两月销售量的月平均长率为,根据题意列出一元二次方程,解方程,即可求解;
(2)设该商品每件减价m元,商场第12月份的利润为w元.根据题意列出二次函数关系式,根据二次函数的性质求得最值,即可求解.
【详解】(1)解:设第十,十一这两月销售量的月平均长率为.
根据题意,得,
化简,得,
解得,(不合题意,舍去).
答:第十,十一这两月销售量的月平均长率为.
(2)设该商品每件减价m元,商场第12月份的利润为w元.
由题意得,,
即,
∴当时,w有最大值,.
答:当每件商品降价3元时,商场12月份可以达到最大利润,
最大利润为8820元.
2.(24-25九年级上·福建福州·阶段练习)今年超市以每件元的进价购进一批商品,当商品售价为每件元时,六月份销售件、七、八月该商品十分畅销,销售量持续上涨,在售价不变的基础上,八月份的销售量达到件,
(1)求七、八这两个月销售量的月平均增长百分率,
(2)经市场预测,九月份的销售量将与八月份持平,现商场为了减少库存,采用降价促销方式,经调查发现,该商品每降价1元,月销售量增加件,当商品降价多少元时,商场九月份获利最大?
【答案】(1)
(2)3元
【分析】本题考查一元二次方程的实际应用,和二次函数的实际应用,解题的关键是根据销量、利润、进价、售价之间的关系正确列出一元二次方程和函数解析式.
(1)设平均增长率为x,根据六月份、八月份销量列一元二次方程,即可求解;
(2)设商品降价y元,九月份利润为,用含y的代数式表示出九月份销量及单件利润,以及根据二次函数的顶点式求最值,即可求解.
【详解】(1)设平均增长率为x,
由题意可得,
解得,
其中不合题意舍去,
平均增长率为.
(2)设当商品降价y元,九月份利润为,
则售价为,每件的利润为,
销量为,
,
当时,最大,
当商品降价3元时,商场九月份获利最大.
3.(25-26九年级上·云南昭通·期中)某商店将进价为8元的商品按每件10元售出,每天可售出100件,现在采取提高商品售价减少销售量的办法增加利润,如果这种商品每件的销售价每提高1元其销售量就减少10件.
(1)求该商品每天的销售量(件)与销售单价(元)之间的函数关系式?
(2)每件售价定为多少元时,才能使利润最大?其最大利润是多少?
【答案】(1)
(2)商品销售单价定为14元时,利润最大,最大为360元
【分析】本题考查列函数关系式和二次函数的应用,正确理解题意是解题的关键:
(1)根据“每件的销售价每提高1元其销售量就减少10件”即可解答;
(2)设每天总利润为元,求出w关于x的函数表达式,利用二次函数的性质即可求最大利润.
【详解】(1)解:由题意,,
与的函数关系式为;
(2)解:由题意,设每天总利润为元,
,此图象开口向下,
当时,有最大值为360元,
答:<>商品销售单价定为14元时,利润最大,最大为360元.
4.(25-26九年级上·辽宁·期中)材料:一个制造商制造一种产品,它的成本通常分为固定成本和可变成本两个部分,其中固定成本包括设计产品、厂房租赁、购置设备等费用,如果没有更换产品,我们将它看作常数;可变成本与该产品生产的件数有关,而每件产品的成本包括劳动力、材料、包装、运输等费用.
问题:某厂商生产产品中有一种篮球工艺品,已知该工艺品销路很好.它的成本(元)与生产量(个)的关系式为.
(1)求该工艺品的固定成本和可变成本.
(2)市场分析发现,这种工艺品一段时间内每天的销量(个)与销售单价(元/个)之间的对应关系如图所示:
①销量与销售单价之间的函数关系式.
②当售价为多少时,能使厂商每天获得的利润最大,最大利润是多少?
【答案】(1)该工艺品的固定成本为15000元,可变成本为每件100元
(2)①,②当售价为71元时,能使厂商每天获得的利润最大,最大利润是69100
【分析】本题主要考查了二次函数的最大利润问题、一次函数的解析式等知识点,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)根据“固定成本包括设计产品、厂房租赁、购置设备等费用,如果没有更换产品,我们将它看作常数”,以及“可变成本与该产品生产的件数有关,而每件产品的成本包括劳动力、材料、包装、运输等费用”,据此即可解答.
(2)①运用待定系数法求解销量y与销售单价x之间的函数关系式;
②经分析列式得,结合二次函数的性质,得出开口向下,在有最大值,w有最大值,再代入计算即可解答.
【详解】(1)解:∵工艺品的成本与生产量的关系式为:,且可变成本与该产品生产的件数有关,
∴该工艺品的固定成本为15000元,可变成本为每件100元.
(2)解:①由题意,设销量y与销售单价x的关系式为,
则,解得:.
∴所求关系式为.
②成本应基于生产量(即销量y),即,其中,
设利润,
.
∵,
∴当时,w有最大值,且最大值为69100.
5.(23-24八年级下·浙江杭州·期中)根据以下素材,完成探索任务:
如何制定商店的销售定价方案
素材1
商品成本:100元/件,每天进货120件,并且全部卖出;商品有A,B两种包装,目前的售价和日销量如表:
A包装
B包装
售价(元/件)
112
108
日销售量(件)
40
80
素材2
为了增加盈利,该商店准备降低A包装商品的售价,同时提高B包装商品的售价.通过市场调研发现,在一定范围内,A包装商品售价每降低1元可多卖出2件,B包装商品售价每提高1元就少卖出2件.商店发现若按照当前的总销量销售A,B两种包装商品,最大总利润为1264元.
素材3
销售一段时间后,商店发现若减少A,B两种包装商品的总销量,A,B两种包装商品的销售总利润反而有所增长.为进一步增加盈利,商店决定将A,B两种包装商品的总销量减少10件.
任务1
探究商品销量:设每件A包装商品售价降低x元(x为整数),则A包装商品每日的总销售量为 件;设每件B包装商品售价提高y元(y为整数),则B包装商品每日的总销售量为 件.
任务2
探究商品售价:在每日A,B两种包装商品的总销量为120件的前提下,为使总利润达到最大,试求出此时A,B两种包装商品的售价.
任务3
确定定价方案:请设计一种A,B两种包装商品的定价方案,使一天的销售总利润超过1430元.(直接写出方案即可)
【答案】任务1:,;任务2:A包装的售价是106元,B包装的售价是114元;任务3:A包装的售价为108元,B包装的售价为117元
【分析】本题考查二次函数的应用.
任务1.根据A包装商品售价每降低1元可多卖出2件,B包装商品售价每提高1元就少卖出2件.可得A、B两种商品在原来销售量的基础上得到的新的销售量;
任务2.总利润=A包装商品的利润+B包装商品的利润,设总利润为w,A包装商品降价x元,得到相关的二次函数,求得最大利润即可;
任务3.设设总利润为w,A包装商品降价x元,根据总销售量为110件得到B包装商品的销售量,结合任务1可得B包装商品需提价多少,根据函数值超过1430可得x的取值范围,写出一种方案即可.
【详解】解:任务1.
∵A包装商品售价每降低1元可多卖出2件,原来的销售量是40件,
∴每件A包装商品售价降低x元(x为整数),A包装商品每日的总销售量为件;
∵B包装商品售价每提高1元就少卖出2件,原来的销售量是80件,
∴每件B包装商品售价提高y元(y为整数),则B包装商品每日的总销售量为件.
故答案为:,;
任务2.
设总利润为w元,A包装商品卖出件,则B包装商品卖出件.
∴每件A包装商品售价降低x元,每件B包装商品售价提价x元.
∴
;
∴时,利润最大.
∴(元),(元).
答:A包装的售价是106元,B包装的售价是114元;
任务3.由素材3可得销售量减少10件.
设总利润为w元,A包装商品卖出件,则B包装商品卖出件.
∵每件B包装商品售价提高y元(y为整数),则B包装商品每日的总销售量为件.
∴.
∴.
∴每件A包装商品售价降低x元,每件B包装商品售价提价元.
∴
∴
整理得:
解得:
∴当时,销售总利润超过1430元.
∴A包装的售价为元,B包装的售价为元,一天的销售总利润超过1430元.
题型二 二次函数的应用之拱桥问题
一、解题方法总结(2点)
1. 建立坐标系:以拱桥顶点为原点(或桥面中点为原点),竖直方向为y轴、水平方向为x轴,将已知点坐标代入二次函数y=ax²+bx+c(或顶点式y=ax²),求出函数解析式。
2. 求解实际问题:根据所求问题(如求高度、跨度),代入对应x值求y值,或代入y值求x值,结合坐标系含义转化为实际答案。
二、解题技巧总结(2点)
1. 巧选原点简化计算:优先选顶点为原点,使解析式为y=ax²,减少未知数,降低运算难度。
2. 精准转化坐标:将实际长度(如跨度、拱高)准确转化为坐标值,注意单位统一,避免因坐标错误导致结果偏差。
1.(25-26九年级上·安徽合肥·期中)图①是一座拱桥的示意图,相邻两支柱间的距离为米(即米),拱桥顶点到桥面的距离米,将其置于如图②所示的平面直角坐标系中,抛物线的表达式为
(1)求的值;
(2)求支柱的高.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了二次函数的应用,关键是特定点坐标的确定;
(1)由已知可得点的坐标,代入解析式即可求出的值;
(2)由已知可得点的横坐标,代入解析式可得其纵坐标,因此的高即可求得.
【详解】(1)解:由题意得:,
即:,
∵点在抛物线上,
∴,
即:;
(2)由(1)可知,
∵,
∴点的横坐标是
当时,,
当时,,即,
∵,
∴,即:点的纵坐标是,
∴.
2.(25-26九年级上·山东济宁·期中)一座隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长为,宽为,隧道最高点位于的中央且距地面,建立如图所示的坐标系.
(1)求抛物线的表达式;
(2)该隧道内设双行道,中间隔离带,一辆货车高,宽,能否安全通过,为什么?
【答案】(1)
(2)能;理由见解析
【分析】本题考查了二次函数的实际应用,解题的关键是根据题意建立二次函数模型并利用其性质求解.
(1)根据抛物线的顶点坐标设出顶点式,再代入已知点坐标求出表达式;
(2)根据货车的宽度和隔离带宽度确定横坐标,代入抛物线表达式求出纵坐标,与货车高度比较判断能否通过.
【详解】(1)解:由题意可知,抛物线的顶点的坐标为,点的坐标为
设抛物线的表达式为,
把代入表达式得,
即,
,
解得,
抛物线的表达式为;
(2)解:中间隔离带,货车宽,
货车右侧到轴的距离为,把代入得
,
,
货车能安全通过.
3.(25-26九年级上·北京·期中)某公园内人工湖上有一座拱桥(横截面如图所示),跨度为4米.在距点A水平距离为x米的地点,拱桥距离水面的高度为y米.小路同学根据学习函数的经验,对y和x之间的关系进行了探究.
经过测量,得出了y和x的几组对应值,如上表.将表中数据对应的点描在坐标系中,发现拱桥距离水面的高度y(单位:米)与水平距离x(单位:米)近似满足二次函数关系.
x/米
0
0.6
1
1.8
2
2.4
3
3.6
4
y/米
0.88
1.90
2.38
2.86
2.88
2.80
2.38
1.6
0.88
(1)根据表中数据写出桥墩露出水面的高度______米;
(2)求y与x之间的函数关系式;
(3)公园欲开设游船项目,现有长为5.7米,宽为2.2米,露出水面高度为2.16米的游船.为安全起见,公园要在水面上的C,D两处设置警戒线,并且,要求游船能从C,D两点之间安全通过,则C处距桥墩距离至少为______米.
【答案】(1)0.88
(2)
(3)
【分析】本题考查了二次函数的应用,熟练掌握生活问题数学化,建立抛物线模型解答,是解题的关键.
(1)根据表格中时y的取值即可求解高度;
(2)由待定系数法求解即可;
(3)先令,求解x的值,即可得在距点水平距离的地点,由此可求.
【详解】(1)由表格可知,当时,,
∵拱桥距离水面的高度为米,
∴桥墩露出水面的高度米;
故答案为:0.88;
(2)解:由(1)知,当时,,
设与之间的函数关系式为,
由表格可知,当时,;当时,;
∴,解得,
∴,
与之间的函数关系式为;
(3)解:令,即,
整理可得,
解得(舍),,
∴处距桥墩距离至少为米,
故答案为:.
4.(25-26九年级上·山东日照·期中)为方便悬挂电子屏幕,学校需要在校门上方的抛物线形框架结构上增加立柱.为此,某数学兴趣小组开展了综合与实践活动,记录如下:
活动主题
为校门上方的抛物线形框架结构增加立柱
活动准备
1.去学校档案馆查阅框架结构的图纸;
2.准备皮尺等测量工具.
采集数据
图1是校门及上方抛物线形框架结构的平面示意图,信息如下:
1.大门形状为矩形(矩形);
2.底部跨度(的长)为10m;
3.立柱的长为2m,且,垂足为,.
设计方案
考虑实用和美观等因素,在间增加两根与垂直的立柱,垂足分别为,立柱的另一端点在抛物线形框架结构上,其中.
确定思路
小组成员经过讨论,确定以点为坐标原点,线段所在直线为轴,建立如图2所示的平面直角坐标系.借助二次函数的相关知识,来解决问题.
根据以上信息,解决下列问题:
(1)求抛物线的表达式;
(2)现有一根长度为2m的材料,如果用它制作这两根立柱,请你通过计算,判断这根材料的长度是否够用(因施工产生的材料长度变化忽略不计)
【答案】(1)
(2)故这根材料的长度够用
【分析】本题考查二次函数的实际应用,正确的求出函数解析式是解题的关键.
(1)求出A点坐标,代入函数解析式,进行求解即可;
(2)求出的纵坐标,进而求出的长,进行判断即可.
【详解】(1)解:设抛物线的表达式为:,
由条件可得,
∴,
由条件可得:,
,
;
(2)解:,
∴,关于y轴对称,
当时,,
,
,
故这根材料的长度够用.
5.(25-26九年级上·辽宁大连·期中)学校准备在大连理工大学西北门的彩虹桥上悬挂宣传牌,为此,某数学兴趣小组开展了综合与实践活动,记录如下:
活动主题
在彩虹桥上悬挂宣传牌
活动准备
1.到大学基建处查阅彩虹桥框架结构的图纸;
2.准备皮尺等测量工具.
采集数据
图1是位于大连理工大学西北门,在道路上方搭建的一座抛物线型彩虹桥.道路的宽为30,桥拱最高处距离路面的距离为9.为了安全需在桥拱下方安置两个竖直方向的桥墩和进行支撑,为了美观,要求两个桥墩关于桥拱的对称轴对称.桥墩之间的距离.在两个桥墩上搭一个限高横杆.
设计方案
如图2,准备在桥拱下方,横杆上方安装矩形宣传牌,且在上,矩形宣传牌关于桥拱的对称轴对称.
确定思路
小组成员经过讨论,确定以的中点为坐标原点,线段所在直线为轴,建立如图3所示的平面直角坐标系.点的坐标为,设抛物线的解析式为,分析数据得到点或点的坐标,进而求出抛物线的表达式,再利用表达式解决相关问题.
根据以上信息,解决下列问题:
(1)求抛物线的表达式;
(2)若学校要求矩形宣传牌的面积为18,且,请你通过计算,判断能否安装上符合要求的宣传牌.
【答案】(1)
(2)能,计算见详解
【分析】本题考查二次函数解应用题,熟记二次函数图象与性质是解决问题的关键.
(1)由待定系数法求抛物线解析式即可得到答案;
(2)由(1)中求得的函数解析式,根据题意求出广告牌长与宽,再比较点是否在抛物线型彩虹桥下方,进而确定答案.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为,
道路的宽为30,
,
则,解得,
抛物线的表达式为;
(2)解:由(1)知,
桥墩之间的距离,
、,
则当时,;当时,;
、,
,
设,则,,
矩形宣传牌的面积为18,
,则,
解得或(舍去),
即,,
则点的横坐标为,
当时,,
,,
到轴的距离,
故能安装上符合要求的宣传牌.
题型三 二次函数的应用之投球问题
一、解题方法总结(2点)
1. 建立函数模型:以抛出点或地面为原点,水平为x轴、竖直为y轴,设二次函数为y=ax²+bx+c(或顶点式),代入已知点(如抛出点、最高点、落地点)坐标,求出解析式。
2. 解决核心问题:求最大高度用顶点纵坐标,求飞行时间/水平距离代入y=0解方程,求特定高度对应的水平位置代入y值求x值。
二、解题技巧总结(2点)
1. 优先用顶点式:已知最高点时,设顶点式y=a(x-h)²+k,快速求出a值,简化计算。
2. 注意实际意义:舍去负的x值(时间/水平距离非负),统一单位,避免因坐标含义混淆出错。
1.(江西省宜春市2025-2026学年上学期九年级期中联考数学测试卷)小明同学运用数学知识对羽毛球比赛进行技术分析,下面是他对击球线路的分析.如图,在平面直角坐标系中,点、在x轴上,球网与轴的水平距离,,击球点在轴上.若选择吊球,羽毛球(看作一点)的飞行高度(单位:m)与水平距离(单位:m)近似满足二次函数关系式 ;若选择扣球,羽毛球的飞行高度(单位:m)与水平距离(单位:m)近似满足一次函数关系式.
(1)求点的坐标和的值.
(2)若球网的高度为,请通过计算说明上面两种击球方式是否能使球过网?如果能过网,再计算并判断球的落地点能不能在近网区内.
【答案】(1)点的坐标为;
(2)见解析
【分析】本题考查了一次函数的应用,二次函数的应用,理解题意,正确求出函数的解析式是解此题的关键.
(1)在中,当时,,即可得出点的坐标,再将点的坐标代入二次函数关系式,计算即可得解;
(2)将代入可得,故扣球不能过网;由(1)可得,即二次函数的关系式为,将代入二次函数的关系式可得,故吊球能过网;在中,令,则,解得或(不符合题意,舍去),估算出,即可得解.
【详解】(1)解:在中,当时,,
∴点的坐标为,
将代入二次函数关系式可得:,
解得:;
(2)解:将代入可得:,故扣球不能过网;
由(1)可得,即二次函数的关系式为,
将代入二次函数的关系式可得,故吊球能过网;
在中,令,则,
解得:或(不符合题意,舍去),
∴,
∵,
∴,即,
∴,
∵,,
∴,
∴落地点能在近网区内.
2.(25-26九年级上·广东广州·期中)某校初三年级的一场篮球比赛中,如图队员甲正在投篮,已知球出手时离地面高,当球出手后水平距离为时到达最大高度,设篮球运行的轨迹为抛物线,建立如图的平面直角坐标系.
(1)抛物线的顶点坐标为__________;
(2)求出抛物线的解析式;
(3)若队员与篮圈中心的水平距离为,篮圈距地面,问此球能否准确投中?
【答案】(1)
(2)
(3)能投中
【分析】本题考查了二次函数的应用,解题的关键是:
(1)根据球出手后水平距离为时到达最大高度即可求出顶点的坐标;
(2)根据抛物线的顶点坐标及球出手时的坐标,可确定抛物线的解析式;
(3)令,求出的值,与比较即可作出判断.
【详解】(1)解:根据题意,抛物线的顶点坐标为,
故答案为:;
(2)解:根据题意,球出手点A的坐标为:,
设二次函数解析式为,
将点代入可得:,
解得:,
抛物线解析式为:;
(3)解:将点坐标代入抛物线解析式得:
,
左边右边,
即点在抛物线上,
此球一定能投中.
3.(25-26九年级上·北京·月考)佩奇和朋友们一起踢足球,球射向球门的路线呈抛物线形.佩奇从球门正前方的处射门,当球飞行的水平距离为时,球达到最高点,此时球离地面,球门高为.
(1)请建立适当平面直角坐标系,求该抛物线对应的函数表达式.
(2)通过计算判断佩奇此次射门能否射入球门内.
(3)点为上一点,且,若射门路线的形状和大小、最大高度均保持不变,当佩奇带球向正后方移动再射门,足球恰好经过区域(含点和),直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)球不能射进球门,理由见解析
(3)
【分析】本题考查了二次函数的应用,待定系数法求解析式,平移规律:
(1)先根据题意建立平面直角坐标系,先得到抛物线的顶点坐标为,设设抛物线,把点代入,即可作答.
(2)依题意,当时,,即可作答.
(3)依题意,设佩奇带球向正后方移动米,则移动后的抛物线为,再把点和点分别代入,算出的值,即可作答.
【详解】(1)解:如图所示,以为原点,为轴,建立如图所示直角坐标系,
,
抛物线的顶点坐标为,
设抛物线,把点代入得:,解得,
抛物线的函数表达式为;
(2)解:依题意,当时,,
球不能射进球门.
(3)解:设佩奇带球向正后方移动米,则移动后的抛物线为,
把点代入得:,
解得(舍去)或,
把点代入得:,
解得:(舍去)或,
即.
4.(25-26九年级上·北京·期中)如图是某跳台滑雪场的横截面示意图,一名运动员经过助滑、起跳从地面上点O的正上方4米处的A点滑出,滑出后的路径形状可以看作是抛物线的一部分,通过测量运动员第一次滑下时,在距所在直线水平距离为d米的地点,运动员距离地面高度为h米.获得如下数据:
水平距离d/米
0
2
4
6
8
垂直高度h/米
4
8
8
请解决以下问题:
(1)结合表中所给数据或所画图象,直接写出运动员滑行过程中距离地面的最大高度为_____米;
(2)求h关于d的函数表达式;
(3)运动员第二次滑下时路径形状可表示为:,当第一次和第二次距离所在直线的水平距离分别为、,且时能成功完成空中动作,则该运动员_________(填写“能”或“不能”)完成空中动作.
【答案】(1)
(2)
(3)能
【分析】本题主要考查了二次函数的图象,掌握函数图象的画法、二次函数的性质是本题解题的关键.
(1)根据表中数据或者图象找出抛物线的对称轴即可得到最大值;
(2)用待定系数法求解二次函数解析式即可;
(3)令函数值为0,求出值,然后作差看是否符合定义即可.
【详解】(1)解:由得,
抛物线对称轴为直线,
∴当时,高度最大,最大值为,
故答案为:;
(2)解:由(1)可得,抛物线的顶点坐标为,
∴假设抛物线的解析式为,
将代入解析式得,,
解得,
∴;
(3)解:令,即,
解得,
令,即,
解得,
∴,
∵,
∴,
∴该运动员能完成空中动作.
5.(25-26九年级上·广东珠海·期中)小珠为了研究抛出的乒乓球落在斜面上反弹后的运动情况,用绘图软件在如图所示的平面直角坐标系中进行模拟演示.当乒乓球(看成点)以某种特定的角度和初速度从轴上的点处抛出后,乒乓球的运动路线是抛物线:的一部分.有一斜面,乒乓球沿落到斜面上经反弹后,继续沿抛物线运动.
(1)点的坐标为________;抛物线最高点的坐标为________;
(2)若斜面所在直线的解析式为,抛物线与的开口大小和方向均不变,但最大高度是的,
①求乒乓球与斜面接触点的坐标;
②求抛物线的解析式.
(3)小海发现:“(2)中的抛物线可以通过平移得到.”则平移的最短路程为________;
(4)在轴上的线段处竖直向上摆放着若干个无盖的长方体回收箱,已知,且每个回收箱的宽0.5,高是0.4.当(2)中沿抛物线下落的乒乓球能落入回收箱内时(不考虑箱壁厚度),求可竖直摆放的回收箱的个数.
【答案】(1),;
(2)①;②
(3)
(4)6个或7个.
【分析】(1)由点P在抛物线上,且在y轴上,得到当时,,求得点P的坐标为,得到抛物线最高点的坐标为;
(2)①解方程得到,,求得,当时,,于是得到乒乓球与斜面接触点的坐标为;
②由题意得,抛物线的最大高度为,设抛物线的解析式为,把,代入得到,于是得到抛物线的解析式为;
(3)根据的顶点为,的顶点为,得到可将抛物线向下平移6个单位长度,再向右平移2个单位长度得到,于是得到平移的最短路程为;
(4)由,,得到,设竖直摆放的回收箱有m个,得到,于是得到结论.
【详解】(1)解:点P在抛物线上,且在y轴上,
当时,,
即点P的坐标为,
抛物线的解析式为:,
抛物线最高点的坐标为;
故答案为:,;
(2)①由题意,令,
整理得,
解得,,
,
,
当时,,
乒乓球与斜面接触点的坐标为;
②由题意得,抛物线的最大高度为,
设抛物线的解析式为,
把,代入得,
解得,,
,
,
抛物线的解析式为;
(3)的顶点为,的顶点为,
可将抛物线向下平移6个单位长度,再向右平移2个单位长度得到,
平移的最短路程为;
故答案为:
(4),,
,
对于,
当时,,
当时,,
设竖直摆放的回收箱有m个,
,
,
答:竖直摆放的回收箱的个数为6个或7个.
题型四 二次函数的应用之喷水问题
一、解题方法总结(2点)
1. 构建函数解析式:以喷水起点或地面中点为原点,水平为x轴、竖直为y轴,设二次函数为y=ax²+bx+c(或顶点式),代入已知点(如起点、最高点、落地点)坐标,求解解析式。
2. 解决实际问题:求最大喷高用顶点纵坐标,求喷水最远距离代入y=0解方程,求特定高度的喷水宽度则代入y值求x值,计算两点间距离。
二、解题技巧总结(2点)
1. 巧选坐标系简化计算:优先以喷水起点为原点,使c=0,解析式简化为y=ax²+bx,减少未知数。
2. 聚焦关键数据:重点提取“起点高度、最大高度、落地点距离”等核心条件,忽略无关信息,避免干扰;结果需统一单位。
1.(25-26九年级上·浙江湖州·期中)如图1,一个移动喷灌架喷射出的水流可以近似的看成抛物线.图是喷灌架为一坡地草坪喷水的平面示意图,喷水头的高度(喷水头距喷灌架底部的距离)是米,当喷射出的水流与喷灌架的水平距离为米时,达到最大高度米,现将喷灌架置于坡地底部点处,草坡上距离的水平距离为米处有一棵高度为米的小树,垂直水平地面且点到水平地面的距离为米.
(1)计算说明水流能否浇灌到小树后面的草地.
(2)记水流的高度为,斜坡的高度为,求的最大值.
【答案】(1)能浇灌到小树后面的草坪
(2)
【分析】本题主要考查了二次函数的实际应用,熟练掌握二次函数的顶点式、解析式的求解以及二次函数最值的求法是解题的关键.
(1)先根据抛物线顶点式设出表达式,代入已知点求出解析式,再代入求出水流高度,与小树高度比较判断能否浇灌.
(2)先求出斜坡高度的表达式,再求出的表达式,根据二次函数性质求最大值.
【详解】(1)解:由题可知:抛物线的顶点为,设水流形成的抛物线为,
将点代入可得
解得,
∴抛物线为,
当时,
,
答:能浇灌到小树后面的草坪;
(2)解:由题可知点坐标为,则直线为,
,
,
当时,的最大值为;
答:的最大值为;
2.(25-26九年级上·陕西延安·期中)某小区考虑给新建的电动自行车充电车棚安装消防喷淋头(如图1).如图2,已知车棚建在,两面墙之间,为水平地面,,,消防喷淋头安装在距离地面米高的棚顶上(),其到墙面的水平距离为米,喷淋头喷洒的最外层水柱的横截面可近似看作抛物线,其顶点为,且该水柱喷射到墙面上的点处.米,以点为坐标原点,所在直线为轴,所在直线为轴建立平面直角坐标系.
(1)求最外层水柱横截面所在抛物线的解析式;
(2)若在处有一吊灯,吊灯遇水会发生触电危险(即点位于图中抛物线下方或恰好在抛物线上时,会有触电危险),则此吊灯在消防喷淋头喷洒时是否有触电危险?请判断并说明理由.
【答案】(1);
(2)有触电危险;理由见解析.
【分析】本题主要考查了求二次函数的解析式、二次函数的图象与性质.
(1)根据消防喷淋头安装在距离地面米高的棚顶上,其到墙面的水平距离为米,可知顶点的坐标为,根据米,可知点的坐标为,设抛物线的解析式为,用待定系数法求抛物线的解析式即可;
(2)求出当时消防喷淋头的高度是米,超过了吊灯的高度,所以有触电的危险.
【详解】(1)解:由题意得:顶点的坐标为,点的坐标为,
设抛物线的解析式为,
将点代入,
可得:,
解得:,
则抛物线的解析式为
整理可得:;
(2)解:此吊灯在消防喷淋头喷洒时有触电危险;
理由如下:
将代入,
可得:,
,
消防喷淋头喷洒时有触电危险.
3.(25-26九年级上·天津西青·期中)如图所示是一个音乐喷泉的示意图,在点O处竖直放置一根水管,在水管的顶端A处安装一个喷水头,喷出的水柱为抛物线(记为抛物线M,N),且形状相同,喷出的抛物线形水柱在与水管的水平距离为处达到最高,最大高度为,水柱落地处与水管的水平距离为,以水平地面为x轴,水管所在直线为y轴建立平面直角坐标系.
(1)求水管的高度;
(2)若在第一象限竖直放置一盏高为的景观射灯,且景观射灯的顶端E恰好碰到水柱.
①求景观射灯与水管的水平距离;
②现计划降低水管高度,使水柱落地处恰好在点F处,已知水管下降后,喷水头喷出的水柱形状和对称轴不变,则水管要降低多少米?
【答案】(1)
(2)①;②水管要降低
【分析】本题主要考查了二次函数的实际应用,正确理解题意求出对应的函数解析式是解题的关键.
(1)根据题意可得顶点N的坐标和点B的坐标,据此把解析式设为顶点式,再利用待定系数法求出对应的函数关系式,并求出自变量的值为0时的函数值即可得到答案;
(2)①根据题意可得点E的纵坐标为,根据(1)所求解析式求出点E的横坐标即可得到答案;②设降低后的解析式,利用待定系数法求出降低后的解析式即可得到答案.
【详解】(1)解:由题意得,,
设经过A、N、B三点的抛物线解析式为,
∴,
∴,
∴经过A、N、B三点的抛物线解析式为,
当时,,
∴,
∴,
答:水管的高度为;
(2)解:①在中,当时,,
解得或,
∴,
∴,
∴,
答:景观射灯与水管的水平距离为;
②设下降后的抛物线解析式为,
∵下降后的抛物线经过,
∴,
∴,
∵,
∴水管要降低,
答:水管要降低.
4.(25-26九年级上·江西上饶·阶段练习)如图1,一辆灌溉车正为绿化带浇水,喷水口离地面竖直高度为米.建立如图2所示的平面直角坐标系,可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为两条抛物线的部分图象,把绿化带横截面抽象为矩形,其水平宽度米,竖直高度米,若下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到的,上边缘抛物线最高点离喷水口的水平距离为米,高出喷水口米,与轴交于点,点距喷水口的水平距离为米,灌溉车到绿化带的距离为米.
(1)求上边缘抛物线的函数解析式;
(2)下边缘抛物线与轴的交点的坐标为______;
(3)若米,则灌溉车行驶时喷出的水能否浇灌到整个绿化带?请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)能,见解析
【分析】本题考查二次函数的实际应用,掌握待定系数法求二次函数解析式,二次函数的性质,二次函数与方程的关系等知识,读懂题意,建立二次函数模型是解题的关键.
(1)由顶点得,设,再根据抛物线过点,可得的值,从而解决问题;
(2)由对称轴知点的对称点为,则下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移米得到的,可得点的坐标.
(3)根据米,米,米,可求得点的坐标为,当时,求出的值,再与比较,从而得出答案.
【详解】(1)解:
∴抛物线顶点为,
设其解析式为:
喷水口H的坐标为,代入上式得:
,
解得:,
上边缘抛物线的函数解析式为.
(2)解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴点的对称点为,
∴下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到的,
当时,,
解得(舍去),
∴点的坐标为,
∴下边缘抛物线与x轴的交点B的坐标为.
(3)解:能,理由如下:
∵米,米,米,
∴点的坐标为,
当时,,
当时,随的增大而减小,
∴灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带.
5.(25-26九年级上·广东广州·阶段练习)背景材料:某社区准备改造原半径为的水池中的喷泉设施(如图①),综合实践小组开展了优化设计方案的综合实践活动.
【建模分析】
如图②,该小组把喷泉最外侧水流抽象成抛物线,测量出如下数据:喷水口位置在水池中心点的正上方且竖直高度为,水流最高高度为,水流最高点距喷水管的水平距离为.
任务1:以水池中心点为原点,水平向右方向为轴正半轴,以喷水管竖直向上方向为轴正半轴,建立平面直角坐标系:求原喷泉水流右支抛物线的函数表达式,并计算喷泉水流到喷水管的最大水平距离.
【优化设计】
社区要求:为了使喷泉喷出的水流达到美观效果,要求喷出的水流所在抛物线最大高度与水平宽度的比接近黄金比.
如图③,该小组进一步提出优化设计,若优化后水流离喷水管最大水平距离为,喷水口的竖直高度为,喷出的水流的最高高度为.
任务2:求进一步优化后喷出的水流所在抛物线的函数表达式,并通过计算说明该小组所设计喷泉的是否达到美观效果.
【答案】(1)抛物线的函数表达式为,;喷泉水流到喷水管的最大水平距离为3米(2)优化后抛物线的函数表达式为,该小组所设计喷泉的达到美观效果
【分析】本题主要考查了二次函数的图象和性质,抛物线的顶点式,待定系数法求函数解析式,解题的关键是理解题意,掌握数形结合的数学思想.
(1)假设抛物线的解析式为,利用待定系数法求函数解析式即可,然后根据函数解析式的性质求出抛物线与横轴的交点坐标即可;
(2)设抛物线的解析式为,利用待定系数法求函数解析式即可,根据函数的性质求出抛物线与横轴的坐标,然后进行求比值即可.
【详解】解:(1)根据题意得,假设抛物线的解析式为,
将代入解析式得,,
解得,
∴抛物线的函数表达式为,;
当时,,
解得,(负值已舍)
∴喷泉水流到喷水管的最大水平距离为3米;
(2)根据抛物线得,设抛物线的解析式为,
将代入解析式得,
解得,,
∵,
∴得,
解得(负值已舍去),
代入①得,
∴优化后抛物线的函数表达式为,
当时,,
解得,
∴,
∴接近黄金比,
∴该小组所设计喷泉的达到美观效果.
题型五 二次函数的应用之图形问题
一、解题方法总结(2点)
1. 构建函数解析式:设图形中关键边长、高或平移距离为x,结合面积、周长、体积等公式,用x表示所求量(如面积、长度),转化为二次函数y=ax²+bx+c。
2. 求解实际问题:求最值(最大/最小面积)用顶点坐标,求特定值(面积相等、边长相等)代入函数列方程,结合图形边长非负取舍答案。
二、解题技巧总结(2点)
1. 数形结合分析:画出图形标注已知条件,直观梳理线段、面积关系,避免抽象思维偏差,快速找到等量关系。
2. 限定变量范围:根据图形边长、长度非负,确定自变量x的取值范围,顶点若超出范围,取端点值作为实际最优解。
1.(24-25九年级上·湖北省直辖县级单位·阶段练习)如图某农场要建一个矩形的养鸡场,鸡场的一边靠墙(墙长),另外三边由长的栅栏围成.设矩形空地中,垂直于墙的边,面积为(如图).
(1)求与之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)若矩形空地的面积为,求的值.
【答案】(1),
(2)
【分析】本题考查了列二次函数关系式,一元二次方程的应用.
(1)根据矩形的面积公式计算即可;
(2)构建方程即可解决问题,注意检验是否符合题意.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
∵墙长,
∴,
即,
解得,
∴与之间的函数关系式为,自变量的取值范围为.
(2)解:由题意:,
解得,,
当时,,符合题意;
当时,,不符合题意,舍去;
∴的值为.
2.(25-26九年级上·全国·期中)如图,在中,,.是上任意一点(点与点,不重合),的顶点,分别在,上.设,的面积为.
(1)求关于的函数表达式.
(2)上述函数有最大或最小值吗?若有,求当取何值时,有最大或最小值;若没有,请说明理由.
【答案】(1)
(2)有最大值,当时,有最大值,最大值为
【分析】本题主要考查相似三角形的判定与性质,二次函数求最值问题,熟练掌握以上性质是做题的关键.
(1)由四边形是平行四边形,可得,,则可证出和,然后根据相似三角形面积比等于相似比的平方,得出,同理可得:,最后根据即可得出与的函数关系式;
(2)先把(1)中得到的与的函数关系式化成顶点式,然后由,可得当时,有最大值即可解答.
【详解】(1)解:四边形为平行四边形,
,.
,,
,即,
同理,,
,
即.
(2)解:y有最大值,理由如下,
,
,
∴当时,有最大值,最大值为.
3.(25-26九年级上·北京延庆·期中)如图所示,有一直角梯形的苗圃,它的两邻边借用了成的墙角(墙足够长),另外两边由总长为的篱笆围成.
(1)苗圃的面积y(单位:)是的长x(单位:m)的函数,求该函数的表达式,并写出自变量x的取值范围;
(2)判断苗圃的面积能否达到,并说明理由.
【答案】(1)
(2)苗圃的面积不能达到,理由见解析
【分析】本题考查了二次函数的实际应用.
(1)过点D作于E,求得,利用梯形的面积公式即可求解;
(2)利用二次函数的性质求得当时,y的最大值是600,苗圃的面积不能达到.
【详解】(1)由题意,.
过点D作于E,
∴,,
∴,
∴.
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴.
(2)判断:苗圃的面积不能达到.
理由如下:
.
∴当时,y的最大值是600.
∴苗圃的面积不能达到 .
4.(25-26九年级上·安徽合肥·期中)在美化校园的活动中,某兴趣小组想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用长的栅栏围成一个矩形花园(栅栏只围,两边),设,花园的面积为.
(1)当为何值时,花园面积有最大值?最大值为多少?
(2)若在墙角处有一棵树与墙,的距离分别是和,要将这棵树围在花园内(含边界,不考虑树的粗细),当花园面积最大时,的长为多少?
【答案】(1)当时,花园面积最大,为100平方米;
(2)当花园面积最大时,的长为8米.
【分析】本题考查二次函数的应用,理解题意,列出函数关系式是解题关键.
(1)利用矩形的面积公式列出关系式,然后化为顶点式即可求解;
(2)根据题意,求出的取值范围,利用二次函数的性质进行求解即可.
【详解】(1)解:由题意,得:,
∴当时,花园面积最大,为100平方米;
(2)由题意,得,
解得;
∵,
∴时,随着的增大而增大,
∴当时,有最大值,
∴当花园面积最大时,的长为8米.
5.(25-26九年级上·湖北武汉·阶段练习)如图,为美化环境,某小区计划在一块长为,宽为的长方形空地上修建一个长方形花圃,并将花圃四周余下的空地修建同样宽的通道,设通道的宽为.
(1)用含a的式子表示花圃的面积.
(2)若通道面积与花圃面积之比等于时,求此时通道的宽.
(3)已知某园林公司修建通道的造价为80元,花圃的造价为100元,如果小区物业决定由该公司承建此项目,并要求修建的通道的宽度不少于2米且不超过6米,则通道宽为多少米时,修建通道和花圃的总造价最低,最低总造价为多少元?
【答案】(1)
(2)
(3)通道宽为6米时,修建通道和花圃的总造价最低,最低总造价为371680元
【分析】本题考查了一元二次方程的应用和二次函数的应用,解题关键是根据题意列出一元二次方程和二次函数解析式.
(1)用含a的式子先表示出花圃的长和宽后利用矩形面积公式列出式子即可;
(2)根据通道面积与花圃面积之比等于,列出方程进行计算即可;
(3)列出总费用的关系式,根据修理的通道的宽度不少于2米且不超过6米,确定最小值即可.
【详解】(1)解:,
即花圃的面积为;
(2)解:∵通道面积与花圃面积之比等于,
∴,
整理得:,
解得:(舍去),
即此时通道的宽;
(3)解:设修建通道和花圃的总造价为w元,根据题意得:
,
∵修建的通道的宽度不少于2米且不超过6米,
∴,
∵,
∴当时,w随a的增大而减小,
∴当时,w取得最小值,最小值为,
即通道宽为6米时,修建通道和花圃的总造价最低,最低总造价为371680元.
题型六 二次函数的应用之图形运动问题
一、解题方法总结(2点)
1. 建立函数关系:设运动时间为t,用t表示图形中线段长度(如边长、高),结合图形面积、周长等公式,转化为二次函数y=ax²+bx+c。
2. 求解核心问题:求最值(最大/最小面积)用顶点坐标,求特定值(面积相等、线段相等)代入函数列方程,结合运动范围取舍答案。
二、解题技巧总结(2点)
1. 动态转化静态:截取运动中关键时刻(起点、终点、顶点对应时刻),画出静态图形,直观分析线段关系,减少思维难度。
2. 明确变量范围:根据图形边长非负、运动时间非负,确定t的取值范围,避免因忽略范围导致错解。
1.(24-25九年级上·甘肃酒泉·阶段练习)如图,中,,,,、两点同时分别从、出发,点以每秒个单位的速度沿着向点运动,点以每秒个单位的速度沿着向点运动,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.
(1)求经过几秒,的长为;
(2)设的面积为,点、的运动时间为秒,求与的函数解析式,并写出的取值范围;
(3)当点、的运动时间为秒时,求的面积.
【答案】(1)经过秒或秒时,的长为
(2),
(3)当点、的运动时间为秒时,的面积为
【分析】此题主要考查了勾股定理,三角形的面积公式,一元二次方程的解法,用方程的思想解决问题是解本题的关键.
由与,利用勾股定理求出的长,进而表示出,以及,利用勾股定理列出关于的方程,求出方程的解得到的值,即可得到结果;
由三角形的面积等于与乘积的一半,表示出与的函数解析式,并求出的范围即可;
将代入中得出的函数解析式中求解,即可求出答案.
【详解】(1)解:在中,,,
,
设点、的运动时间为秒,
由运动知,,,
,
若时,则,即,
解得,,
经检验,均符合题意,
经过秒或秒时,的长为;
(2)解:由知,,,
,的取值范围是;
(3)解:由知,,
当时,,
即当点、的运动时间为秒时,的面积为.
2.(25-26九年级上·吉林·阶段练习)如图,在中,,,矩形的边在边上,边在边上,点与点重合,,矩形从点的位置出发,以每秒的速度沿着的方向做匀速直线运动,当点与点重合时停止运动.设矩形运动的时间为,矩形与重叠部分的面积为.
(1)当点落在边上时,求的值;
(2)求与之间的函数关系式;
(3)当时,直接写出的值.
【答案】(1)2
(2)
(3)
【分析】(1)根据题意可得三角形是等腰直角三角形,根据几何关系求得的长,则可求出矩形的运动时间;
(2)分4种情况:当时,此时重叠部分图形为矩形本身;当时,此时重叠部分图形为矩形减去一个三角形,求出三角形面积即可;当时,此时重叠部分图形为梯形,求出梯形的上底和下底即可求得梯形面积;当时,此时重叠部分为三角形,由三角形面积公式易得,最后综合即可;
(3)将代入所求函数解析式中即可求得的值.
本题考查了求动点问题的函数关系式,等腰三角形的判定与性质,解一元二次方程等,注意分类讨论.
【详解】(1)解:∵在矩形中,, ,
∴,
∵在中,,,
∴,
∴如图1当点落在边上时,三角形是等腰直角三角形,
∴,,
∵矩形速度为每秒,
∴,
∴当点落在边上时,的值为2.
(2)①当时,如图1,;
②当时,如图2,设交于点,交于点,
由(1)得三角形是等腰直角三角形,
∴,
∴
又在矩形中,
∴三角形是等腰直角三角形,,
又,,
∴;
③当时,如图3,设交于点,
在矩形中,,
∴四边形是直角梯形,
,,
∴;
④当时,如图4,设交于点,
在矩形中,,
又∵
∴三角形是等腰直角三角形,
∵,
∴;
综上所述,与之间的函数关系式为.
(3)当时,,
整理得,
解得,(舍去),
随着矩形的移动,矩形与重叠部分的面积越来越小,故当时,.
3.(25-26九年级上·吉林白城·阶段练习)如图,在中,,,动点P,Q同时从点出发,分别沿射线和射线的方向均以的速度匀速运动,连接,以为边向下作正方形,设点运动的时间为,正方形与重叠部分的面积为.(注:无重叠时,重叠部分面积看作)
(1)当点落在线段上时,求的值.
(2)求关于的函数解析式,并写出自变量的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,;当时,;当时,.
【分析】本题考查了等腰直角三角形的性质,动点问题,求二次函数关系式,正方形的性质,勾股定理,理解题意,作出图形是解答关键.
(1)当点M落在线段上时,求出,,根据勾股定理求出,最后利用列出方程求解.
(2)根据题意分三种情况:当时,时,当时,利用等腰直角三角形的性质求解.
【详解】(1)
∵在中,,,
∴,
当点M落在线段上时,四边形是正方形,
根据题意得,
在等腰直角三角形中,
由题意可得和、是等腰直角三角形,
∴,
在中,,
,
∵,
∴,
∴;
(2)①当时,正方形完全在内部,此时重叠部分面积就是正方形的面积,
∴正方形面积;
②当时,
设与交于点E,与交于点F,
此时正方形与重叠部分为矩形,
和为等腰直角三角形,即,,
∵,
∴,
在中由勾股定理得,
即,
∴,
∴矩形面积;
③当时,正方形与无重叠,所以;
综上所述,当时,;当时,;当时,.
4.(2024九年级下·广东·专题练习)综合运用
在中,,D为边上一点,,动点P以每秒1个单位长度的速度从点C出发,在三角形的三边上沿匀速运动,到达点A时停止,以为边作正方形.设点P的运动时间为,正方形的面积为S,试探究S与t的关系.
(1)如图1,当点P由点C运动到点B时,求S关于t的函数表达式.
(2)当点P由点B运动到点A时,经探究发现S是关于t的二次函数,并绘制成如图2所示的图象.请根据图象信息,求S关于t的函数表达式及线段的长.
(3)若存在3个时刻,,()对应的正方形的面积均相等.
①求的值;
②当时,求正方形的面积.
【答案】(1)
(2),
(3)①4;②
【分析】本题主要考查了二次函数与图形运动问题,待定系数法求函数解析式,勾股定理等等,正确理解题意利用数形结合的思想求解是解题的关键.
(1)先求出,进而求出,则;
(2)先由函数图象可得当点P运动到B点时,,由此求出当时,,可设S关于t的函数解析式为,利用待定系数法求出,进而求出当时,求得t的值即可得答案;
(3)①根据题意可得可知函数可以看作是由函数向右平移四个单位得到的,设是函数上的两点,则,是函数上的两点,由此可得,则,根据题意可以看作,则;②由(3)①可得,再由,得到,继而得答案.
【详解】(1)解:∵动点P以每秒1个单位的速度从C点出发,在上匀速运动,
∴,
∵,,
∴,
∵四边形是正方形,且其面积为S,
∴;
(2)解:由图2可知当点P运动到B点时,,
∴,
解得或(舍去);
∴当时,,
由图2可知,对应的二次函数的顶点坐标为,
∴可设当点P由点B运动到点A时,S关于t的函数解析式为,
把代入中得:,
解得,
∴当点P由点B运动到点A时,S关于t的函数解析式为,
在中,当时,解得或(舍去),
∴,且,
∴,;
(3)解:①∵点P在上运动时,,点P在上运动时,
∴可知函数可以看作是由函数向右平移4个单位长度得到的,
设是函数上的两点,则点和点是函数上的两点,
∴,,
∴,
∵存在3个时刻()对应的正方形的面积均相等.
∴可以看作,
∴;
②由(3)①得,
∵,
∴,
∴,
∴.
5.(2025·江苏南京·一模)在平面直角坐标系中,是等腰直角三角形,,,点在轴的负半轴上,点在第二象限,矩形的顶点,点在轴的正半轴上,点在轴的正半轴上.将沿轴向右平移,得到,点的对应点分别为,,.
(1)如图,当经过点时,求直线的函数表达式;
(2)设,与矩形重叠部分的面积为;
①如图,当与矩形重叠部分为五边形时,与相交于点,分别与,交于点,用含有的式子表示 ;直接写出的取值范围 ;
②请直接写出满足的所有的值 .
【答案】(1)直线的解析式为
(2)①,;②或5
【分析】(1)根据平移的性质可得是等腰直角三角形,根据矩形的性质可得,从而得到,最后用待定系数法即可求得答案;
(2)①根据,即可求得,再结合题意列不等式组即可求得;
②分五种情况讨论:当时,与矩形重叠部分为三角形;当时,与矩形重叠部分为四边形梯形;当时,重叠部分为梯形;当时,与矩形重叠部分为五边形;当时,重叠部分为矩形,分别画出图形,结合图形建立方程求解即可.
【详解】(1)解:如图①,当经过点时,
矩形的顶点,
,
由平移的性质可得:为等腰直角三角形,
,
,
是等腰直角三角形,
,
,
设直线的解析式为,
将代入得:,
解得:,
直线的解析式为:;
(2)解:①如图②,当与矩形重叠部分为五边形时,
矩形中,,
四边形是矩形,
设,则,
,,
,
是等腰直角三角形,
,
,
,
故答案为:,;
②分以下五种情况讨论:
当时,与矩形重叠部分为三角形,如图,
重叠部分的面积为:,
,
,
解得:,
,
不符合题意,此时重叠部分面积不可能为;
当时,与矩形重叠部分为四边形梯形,如图,
则,
,
,
解得:,
,
符合题意;
当时,重叠部分为梯形,为定值,不能等于;
当时,与矩形重叠部分为五边形,
由①知:,
,
解得:舍去,;
当时,重叠部分为矩形,如图,
,
,
当时,,不符合题意;
综上所述,满足的所有的值为或.
故答案为:或.
【点睛】本题是矩形综合题,考查了矩形性质,等腰直角三角形的判定和性质,平移变换的性质,三角形、梯形、矩形面积等,解题关键是运用数形结合思想和分类讨论思想.
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