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数学
微专题(四) 二次函数的实际应用
微专题(四) 二次函数的实际应用
类型一 利润(费用)最值问题
1.(2024·济宁)某商场以每件80元的价格购进一种商品,在一段时间内,销售量y(单位:件)与销售单价x(单位:元/件)之间是一次函数关系,其部分图象如图所示.
(1)求这段时间内y与x之间的函数解析式;
(2)在这段时间内,若销售单价不低于100元,且商场还要完成不少于220件的销售任务,当销售单价为多少时,商场获得利润最大?最大利润是多少?
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解:(1)由题意,设一次函数的解析式为y=kx+b.∵过(100,300),(120,200),∴
∴∴所求函数解析式为y=-5x+800.
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(2)由题意得,∴100≤x≤116.∵商场获得的利润=(x-80)(-5x+800)=-5x2+1 200x-64 000=-5(x-120)2+8 000,又-5<0,100≤x≤116,∴当x=116时,利润最大,最大值为7 920.
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类型二 图形面积问题
2.如图,P是线段AB上一动点,分别以PA,PB为边长在AB同侧作等边△PAD和等边△PBC,连接CD.若AB=6,四边形ABCD面积的最小值是 .
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3.(2024·相城区校级月考)如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,AC=AB=4.动点D从点A出发,沿线段AB以1单位长度/秒的速度运动,当点D与点B重合时,整个运动停止.以AD为一边向上作正方形ADEF,若设运动时间为x s(0<x≤4),正方形ADEF与△ABC重合部分的面积为y.
(1)当x为何值时,重合部分的面积为4;
(2)求重合部分的面积的最大值.
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解:(1)当0≤x≤2时,正方形ADEF与△ABC重合部分的面积为正方形ADEF的面积,∴y=x2.令y=x2=4,∴x=2或x=-2(舍去).当2<x≤4时,DE与BC相交于点M,EF与BC相交于点N,如图所示,此时正方形ADEF与△ABC重合部分的面积为正方形ADEF的面积减去△EMN的面积.∵△ABC是等腰直角三角形,AB=AC=4,∴DM=DB=FN=FC=4-x,∴EM=EN=x-(4-x)=2x-4,
∴y=S正方形ADEF-S△EMN=x2-(2x-4)2=x2-2x2+8x-8
=-x2+8x-8.令y=-x2+8x-8=4,∴x=2或x=6,
均不合题意.综上,当x=2时,重合部分的面积为4.
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(2)由题意,结合(1)当0≤x≤2时,y=x2,∴当x=2时,y取最大值为4.当2<x≤4时,y=-x2+8x-8=-(x-4)2+8,∴当x=4时,y取最大值为8.综上,重合部分的面积的最大值为8.
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类型三 现实生活中的抛物线型
4.如图,排球运动员站在点O处练习发球,将球从O点正上方发出,把球看成点,其运行的高度y(m)与运行的水平距离x(m)满足表达式y=-0.02x2+0.24x+a.已知球网与O点的水平距离为9 m,高度为2.43 m,球场的边界距O点的水平距离为18 m.若排球不碰球网且不出界,则a的取值范围是
.(排球落在边界线上时为界内)
1.89<a≤2.16
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5.如图,为了提醒司机安全驾驶,要在隧道中安装电子显示屏.已知隧道截面为抛物线型,水平路面宽AB=16 m,抛物线顶点C到AB距离为12 m.根据计划,矩形显示屏MNPQ的高MQ为1 m,为了确保行车安全,显示屏底部距离地面至少8 m,若距离左右墙壁各留至少1 m的维修空间,则该矩形显示屏MNPQ的宽QP的最大长度为 m.
6
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6.某校计划举办科技节颁奖典礼,想在颁奖现场设计一个抛物线形拱门入口.如图,要在拱门上顺次粘贴“科”“技”
“之”“星”(分别记作点A,B,C,D)四个大字,要求BC∥AD,最高点的五角星(点E)到BC的距离为0.5 m,BC=2 m,AD=4 m,则点C到AD的距离为 m.
1.5
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7.(2024·金安区一模)某小区计划建造一个“碗形”景观池,设计师将它的外轮廓设计成如图1所示的图形.它是由线段AC,线段BD,曲线AB,曲线CD围成的封闭图形,且AC∥BD,BD在x轴上,曲线AB与曲线CD关于y轴对称.已知曲线CD是以C为顶点的抛物线的一部分,其函数解析式为y=-(x-p)2+50-p(p为常数,8≤p≤40).
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(1)当p=10时,求曲线AB的函数解析式;
(2)如图2,用三段塑料管EF,FG,EH围成一个一边靠岸的矩形荷花种植区,点E,F分别在曲线CD,曲线AB上,点G,H在x轴上.
①记EF=70 m时所需的塑料管总长度为L1,EF=60 m时所需的塑料管总长度为L2.若L1<L2,求p的取值范围.
②当EF与AC的差为多少时,三段塑料管总长度最大?请你求出三段塑料管总长度的最大值.
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解:(1)将p=10代入曲线CD的表达式为y=-(x-10)2+50-10=-·(x-10)2+40,由于曲线AB与曲线CD关于y轴对称,∴抛物线AB的解析式为y=-(x+10)2+40.
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(2)①根据题意,设E1(35,y1),E2(30,y2).∵L1<L2,∴35+y1<30+y2,即35+<30+,化简得65-2p>20,∴p<,∴8≤p<.
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②设EF-AC=2d,三段塑料管总长度为L,根据题意得E,∴L=2p+2d+2,化简得L=-(d-10)2+110,当d=10时,L有最大值110,∴当EF与AC的差为20 m时,三段塑料管总长度最大,最大值为110 m.
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