内容正文:
考点15二次函数的实际应用
命题点1 物体抛起高度与时间的关系问题
1.(2024天津)从地面竖直向上抛出一小球,小球的高度h(单位:m)与小球的运动时间t(单位:s)之间的关系式是h=30t-5t2(0≤t≤6).有下列结论:
①小球从抛出到落地需要6 s;②小球运动中的高度可以是30 m;
③小球运动2 s时的高度小于运动5 s时的高度.
其中,正确结论的个数是 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(2024河南)从地面竖直向上发射的物体离地面的高度h(m)满足关系式h=-5t2+v0t,其中t(s)是物体运动的时间,v0(m/s)是物体被发射时的速度.社团活动时,科学小组在实验楼前从地面竖直向上发射小球.
(1)小球被发射后 s时离地面的高度最大(用含v0的式子表示).
(2)若小球离地面的最大高度为20 m,求小球被发射时的速度.
(3)按(2)中的速度发射小球,小球离地面的高度有两次与实验楼的高度相同.小明说:“这两次间隔的时间为3 s.”已知实验楼高15 m,请判断他的说法是否正确,并说明理由.
命题点2 抛物线形问题
3.(2024广西)如图,壮壮同学投掷实心球,出手(点P处)的高度OP是 m,出手后实心球沿一段抛物线运行,到达最高点时,水平距离是5 m,高度是4 m.若实心球落地点为M,则OM的长为 m.
4.(2024甘肃)如图(1)为一汽车停车棚,其棚顶的横截面可以看作抛物线的一部分,如图(2)是棚顶的竖直高度y(单位:m)与距离停车棚支柱AO的水平距离x(单位:m)近似满足函数关系y=-0.02x2+0.3x+1.6的图象,点B(6,2.68)在图象上.若一辆厢式货车需在停车棚下避雨,货车截面看作长CD=4 m,高DE=1.8 m的矩形,则可判定货车 完全停到车棚内(填“能”或“不能”).
图(1) 图(2)
5.(2023兰州)一名运动员在10 m高的跳台进行跳水,身体(看成一点)在空中的运动轨迹是一条抛物线,运动员离水面OB的高度y(m)与离起跳点A的水平距离x(m)之间的函数关系如图所示,运动员离起跳点A的水平距离为1 m时达到最高点,当运动员离起跳点A的水平距离为3 m时离水面的距离为7 m.
(1)求y关于x的函数表达式;
(2)求运动员从起跳点到入水点的水平距离OB的长.
6.(2024江西)如图,一小球从斜坡点O以一定的方向弹出,球的飞行路线可以用二次函数y=ax2+bx(a<0)刻画,斜坡可以用一次函数y=x刻画,小球飞行的水平距离x(米)与小球飞行的高度y(米)的变化规律如下表:
x
0
1
2
m
4
5
6
7
…
y
0
6
8
n
…
(1)①m= ,n= ;
②小球的落点是A,求点A的坐标.
(2)小球飞行高度y(米)与飞行时间t(秒)满足关系:y=-5t2+vt.
①小球飞行的最大高度为 米;
②求v的值.
7.(2023武汉)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的飞行水平距离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.
飞行时间t/s
0
2
4
6
8
…
飞行水平距离x/m
0
10
20
30
40
…
飞行高度y/m
0
22
40
54
64
…
探究发现 x与t、y与t之间的数量关系可以用我们已学过的函数来描述.直接写出x关于t的函数解析式和y关于t的函数解析式(不要求写出自变量的取值范围).
问题解决 如图,活动小组在水平安全线上A处设置一个高度可以变化的发射平台试飞该航模飞机.根据上面的探究发现解决下列问题.
(1)若发射平台相对于安全线的高度为0 m,求飞机落到安全线时飞行的水平距离;
(2)在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),求发射平台相对于安全线的高度的变化范围.
命题点3 面积问题
8.(2024泰安)如图,小明的父亲想用长为60米的栅栏,再借助房屋的外墙围成一个矩形菜园.已知房屋外墙长40米,则可围成的菜园的最大面积是 平方米.
9.(2024湖北)如图,某校劳动实践基地用总长为80 m的栅栏,围成一块一边靠墙的矩形实验田,墙长为42 m.栅栏在安装过程中不重叠、无损耗.设矩形实验田与墙垂直的一边长为x(单位:m),与墙平行的一边长为y(单位:m),面积为S(单位:m2).
(1)直接写出y与x,S与x之间的函数解析式(不要求写x的取值范围).
(2)矩形实验田的面积S能达到750 m2吗?如果能,求x的值;如果不能,请说明理由.
(3)当x的值是多少时,矩形实验田的面积S最大?最大面积是多少?
10.(2023徐州)如图,正方形纸片ABCD的边长为4,将它剪去4个全等的直角三角形,得到四边形EFGH.设AE的长为x,四边形EFGH的面积为y.
(1)求y关于x的函数表达式.
(2)当AE取何值时,四边形EFGH的面积为10?
(3)四边形EFGH的面积是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.
命题点4 销售、利润问题
11.(2024广东)广东省全力实施“百县千镇万村高质量发展工程”,2023年农产品进出口总额居全国首位,其中荔枝鲜果远销欧美.某果商以每吨2万元的价格收购早熟荔枝,销往国外.若按每吨5万元出售,平均每天可售出100吨.市场调查反映:如果每吨降价1万元,每天销售量相应增加50吨.该果商如何定价才能使每天的“利润”或“销售收入”最大?并求出其最大值.(题中“元”为人民币)
12.(2024辽宁)某商场出售一种商品,经市场调查发现,日销售量y(件)与每件售价x(元)之间满足一次函数关系,部分数据如下表所示:
每件售价x/元
…
45
55
65
…
日销售量y/件
…
55
45
35
…
(1)求y与x之间的函数关系式(不要求写出自变量x的取值范围).
(2)这种商品日销售额能否达到2 600元?如果能,求出每件售价;如果不能,请说明理由.
13.(2024遂宁)某酒店有A,B两种客房,其中A种客房24间,B种客房20间.若全部入住,一天营业额为7 200元;若A,B两种客房均有10间入住,一天营业额为3 200元.
(1)求:A,B两种客房每间定价分别是多少元?
(2)酒店对A种客房调研发现:如果客房不调价,房间可全部住满;如果每个房间定价每增加10元,就会有一个房间空闲.当A种客房每间定价为多少元时,A种客房一天的营业额W最大,最大营业额为多少元?
14.(2024南充)2024年“五一”假期期间,阆中古城景区某特产店销售A,B两类特产.A类特产进价50元/件,B类特产进价60元/件.已知购买1件A类特产和1件B类特产需132元,购买3件A类特产和5件 B类特产需540元.
(1)求A类特产和B类特产每件的售价各是多少元.
(2)A类特产供货充足,按原价销售每天可售出60件.市场调查反映,若每降价1元,每天可多售出10件(每件售价不低于进价).设每件A类特产降价x元,每天的销售量为y件,求y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围.
(3)在(2)的条件下,由于B类特产供货紧张,每天只能购进100件且能按原价售完.设该店每天销售这两类特产的总利润为w元,求w与x的函数关系式,并求出每件A类特产降价多少元时总利润w最大,最大利润是多少元?(利润=售价-进价)
15.(2024新疆)某公司销售一批产品,经市场调研发现,当销售量在0.4吨至3.5吨之间时,销售额y1(万元)与销售量x(吨)的函数解析式为y1=5x;成本y2(万元)与销售量x(吨)的函数图象是如图所示的抛物线的一部分,其中(,)是其顶点.
(1)求出成本y2关于销售量x的函数解析式.
(2)当成本最低时,销售产品所获利润是多少?
(3)当销售量是多少吨时,可获得最大利润?最大利润是多少?
(注:利润=销售额-成本)
考点15二次函数的实际应用答案
1 C 对于h=30t-5t2(0≤t≤6),令h=0,则30t-5t2=0,解得t1=0,t2=6,∴小球从抛出到落地需要6 s,故①正确.∵h=30t-5t2=-5(t-3)2+45,∴小球运动的最大高度为45 m,∴小球运动中的高度可以是30 m,故②正确.对于h=30t-5t2(0≤t≤6),当t=2时,h=30×2-5×22=40,当t=5时,h=30×5-5×52=25,∴小球运动2 s时的高度大于运动5 s时的高度,故③错误.故选C.
2 (1)
(2)根据题意,得当t=时,h=20,
∴-5×()2+v0×=20,
∴v0=20,即小球被发射时的速度为20 m/s.
(3)小明的说法不正确.
理由如下:
由(2),得h=-5t2+20t.
当h=15时,15=-5t2+20t,
解得t1=1,t2=3.
∵3-1=2(s),
∴小明的说法不正确.
3
【解析】如图,以点O为原点,OM所在直线为x轴,OP所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,则P(0,),抛物线的顶点坐标为(5,4).设抛物线的解析式为y=a(x-5)2+4,将P(0,)代入,得=a(0-5)2+4,解得a=-,∴抛物线的解析式为y=-(x-5)2+4.当y=0时,-(x-5)2+4=0,解得x1=,x2=-(不符合题意,舍去),∴OM= m.
4 能
【解析】假设DE刚好在点B的正下方,∵CD=4,B(6,2.68),∴OC=6-4=2.对于y=-0.02x2+0.3x+1.6,当x=2时,y=2.12,∵2.12>1.8,∴货车能完全停到车棚内.
5 (1)由题意可知点A的坐标为(0,10),故可设y与x的函数表达式为y=ax2+bx+10,
易知该抛物线的对称轴为直线x=1,且过点(3,7),
由此可得解得
∴y关于x的函数表达式为y=-x2+2x+10.
(2)令y=0,得-x2+2x+10=0,
解得x1=-+1,x2=+1,
∴OB=+1.
6 (1)①3 6
②方法一:把和分别代入y=ax2+bx,
得
解得
∴y=-x2+4x.
令x=-x2+4x,
解得x1=0(舍),x2=.
将x=代入y=x,得y=,
∴点A的坐标是(,).
方法二:设y=a(x-4)2+8,
将(2,6)代入,得a(2-4)2+8=6,
解得a=-,
∴y=-(x-4)2+8,
即y=-x2+4x.
令x=-x2+4x,
解得x1=0(舍),x2=.
将x=代入y=x,得y=,
∴点A的坐标是(,).
(2)①8(填“”亦可)
②方法一:∵y=-5t2+vt=-5(t-)2+,
∴=8,
∴v1=4,v2=-4.
∵y=-5t2+vt=-5(t-)2+图象的对称轴为直线t=,
∴>0.
∴v>0,
∴v=4.(答案写“4米/秒”亦可)
方法二:∵y=-5t2+vt图象的顶点纵坐标为8,
∴=8,
∴v1=4,v2=-4.
当v=-4时,y=-5t2+vt=-5t2-4t.
∵t≥0,
∴y≤0,
∴v=-4不成立,
∴v=4.(答案写“4米/秒”亦可)
7 探究发现 x=5t,y=-t2+12t.
问题解决 (1)依题意,得-t2+12t=0,
解得t1=0(舍),t2=24,
当t=24时,x=120.
答:飞机落到安全线时飞行的水平距离为120 m.
另解:由y=-t2+12t和x=5t,得y=-x2+x,通过y=0求出x的值.
(2)设发射平台相对于安全线的高度为n m,飞机相对于安全线的飞行高度y'=-t2+12t+n.
∵125<x<130,∴125<5t<130,∴25<t<26.
在y'=-t2+12t+n中,
当t=25,y'=0时,n=12.5;
当t=26,y'=0时,n=26.
∴12.5<n<26.
答:发射平台相对于安全线的高度的变化范围是大于12.5 m且小于26 m.
另解:在y'=-x2+x+n中,令y'=0,通过x的取值范围求出n的取值范围.
8 450
【解析】设垂直于墙的边长为x米,菜园的面积为y平方米,则平行于墙的边长为(60-2x)米,∴y=x(60-2x)=-2x2+60x=-2(x-15)2+450.∵墙长40米,∴0<60-2x≤40,∴10≤x<30,故当x=15时,可围成的菜园的面积最大,最大面积是450平方米.
9
题干:……某校劳动实践基地用总长为80 m的栅栏,围成一块一边靠墙的矩形实验田,墙长为42 m.栅栏在安装过程中不重叠、无耗损.设矩形实验田与墙垂直的一边长为x(单位:m),与墙平行的一边长为y(单位:m),面积为S(单位:m2).
提取信息:y≤42,2x+y=80,S=xy.
(1)y=80-2x,S=-2x2+80x.
解法提示:由题意,得x+y+x=80,
∴y=80-2x,
∴S=y·x=(80-2x)x=-2x2+80x.
(2)矩形实验田的面积S能达到750 m2.
令S=750,则-2x2+80x=750,
整理,得x2-40x+375=0,
解得x1=15,x2=25.
∵墙长为42 m(易错点:易忽略墙长这一条件),
∴0<y≤42,
∴0<80-2x≤42,
解得19≤x<40,
∴x=25.
(3)S=-2x2+80x=-2(x-20)2+800.
∵-2<0,19≤x<40,
∴当x=20时,S取得最大值,此时S=800,
即当x=20时,S最大,最大面积是800 m2.
10 (1)∵△AEH≌△BFE≌△CGF≌△DHG,
∴S△AEH=S△BFE=S△CGF=S△DHG,AH=BE=4-x,
∴S阴影=4××AE×AH=2x(4-x),
∴y=-S阴影=4×4-2x(4-x)=2x2-8x+16.
(2)令2x2-8x+16=10,
解得x1=1,x2=3,
故当AE=1或3时,四边形EFGH的面积为10.
(3)存在最小值.
∵y=2x2-8x+16=2(x-2)2+8,2>0,
∴当x=2时,y取最小值,最小值为8,
∴四边形EFGH的面积的最小值为8.
11 答案一:设售价为x万元/吨,每天的销售收入为y万元,
则y=x[100+50(5-x)]=-50x2+350x=-50(x-3.5)2+612.5,
∴当售价为3.5万元/吨时,每天的销售收入最大,最大为612.5万元.
答案二:设售价为x万元/吨,每天的利润为w万元,
则w=(x-2)[100+50(5-x)]=-50x2+450x-700=-50(x-4.5)2+312.5,
∴当售价为4.5万元/吨时,每天的利润最大,最大为312.5万元.
12 (1)设y与x之间的函数关系式为y=kx+b,
将(45,55),(55,45)分别代入,
得解得
∴y与x之间的函数关系式为y=-x+100.
(2)这种商品日销售额不能达到2 600元.
理由如下:
设这种商品日销售额为w元,则w=xy=x(-x+100)=-x2+100x=-(x-50)2+2 500,
∴这种商品每件的售价为50元时,日销售额最大,最大值为2 500元,
∴这种商品日销售额不能达到2 600元.
13 (1)设A种客房每间定价为x元,B种客房每间定价为y元,
由题意可得
解得
答:A种客房每间定价为200元,B种客房每间定价为120元.
(2)设A种客房每间定价为a元,
则W=(24-)a=-a2+44a
=-(a-220)2+4 840.
∵-<0,
∴当a=220时,W取最大值,W最大值=4 840.
答:当A种客房每间定价为220元时,A种客房一天的营业额W最大,最大营业额为4 840元.
14 (1)设每件A类特产的售价为m元,则每件B类特产的售价为(132-m)元.
根据题意得3m+5(132-m)=540,
解得m=60.
每件B类特产的售价为132-60=72(元).
答:A类特产的售价为60元/件,B类特产的售价为72元/件.
(2)由题意得y=10x+60(0≤x≤10).
(3)w=(60-50-x)(10x+60)+100×(72-60)
=-10x2+40x+1 800=-10(x-2)2+1 840.
∵-10<0,∴当x=2时,w有最大值1 840.
∴A类特产每件降价2元时,总利润最大,最大总利润为1 840元.
15 (1)∵(,)为抛物线的顶点,
∴可设抛物线的函数解析式为y2=a(x-)2+(点拨:顶点式).
将(2,4)代入y2=a(x-)2+,
得4=a(2-)2+,∴a=1,
∴抛物线的函数解析式为y2=(x-)2+.
(2)当x=时,y2最小,最小值为1.75万元.
对于y1=5x,当x=时,y1=,
此时y1-y2=-1.75=0.75.
答:成本最低时,所获利润为0.75万元.
(3)设当销售量为x吨时,利润为w万元.
则w=5x-(x-)2-=-x2+6x-2=-(x-3)2+7.
∵0.4≤x≤3.5,
∴x=3时,w取最大值,最大值是7.
答:当销售量为3吨时,可获得最大利润,最大利润是7万元.
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