内容正文:
第三章 函数
第12讲 二次函数的应用
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 1
02·知识导航·网络构建 3
03·考点解析·知识通关 3
04·命题洞悉·题型预测 17
命题点一 二次函数的应用
题型01 利润最值问题
题型02 投球问题
题型03 面积问题
题型04图形运动问题
05·重难突破·思维进阶难 25
突破一 二次函数与销售利润问题
突破二 二次函数与图形运动问题
06·优题精选·练能提分 28
基础巩固→能力提升→全国新趋势
考点
2025年
2024年
2023年
课标要求
二次函数的应用
连云港T15
南通T24
盐城T25
徐州T27
盐城T26
宿迁T26
无锡T26
泰州T23
会利用二次函数解决简单的实际问题
命题预测
2026年二次函数应用题的考查情况预测:
根据2023-2025 年江苏中考中对二次函数应用的考查预测,主要考查题型涉及到销售问题,求利润的最值;图形面积问题等,中档题型,近三年分值占比约 8-12 分,常以解答题第 23-26 题的位置出现。
考点一 利润最值问题
一、核心知识点
1.利润相关基础公式
(1)单件利润 = 单件售价 单件进价(成本)
(2)总利润 = 单件利润 销售数量
2.销量与售价的联动关系
题干常给出:每涨价/降价1元,销量减少/增加件,据此可列销量的一次函数表达式。
例:设商品原价为元,进价为元,原销量为件;若涨价元,则单件售价为元,单件利润为元,销量为件;若降价元,则单件售价为元,销量为件。
3.二次函数的最值性质
(1)一般式:(),顶点横坐标 。
(2)(最值判定:当时,抛物线开口向下,顶点为最大值;当时,开口向上,顶点为最小值(利润问题中通常为负数,求最大利润)。
(3)自变量取值范围约束:售价≥进价、销量≥0,由此确定的取值范围。
二、标准解题步骤
1.审题设元
(1)明确已知量:进价、原售价、原销量、销量随售价的变化规律(如每涨1元销量减5件)。
(2)设自变量:若涨价,设涨价元();若降价,设降价元();也可直接设新售价为元。
(3)设因变量:设总利润为元。
2.列销量与单件利润的表达式
(1)单件利润 = 新售价 进价(需用含的式子表示)
(2)销量 = 原销量 变化量(涨价取“”,降价取“”,变化量=)
3.构建总利润的二次函数解析式
(1)代入公式: 单件利润 销量
(2)化简整理:将解析式化为一般式 ()
4.确定自变量的取值范围
根据实际意义列不等式组,核心约束条件:
(1)单件售价 进价 新售价 进价
(2)销量
5.求最值并检验作答
(1)计算顶点横坐标:
(2)判断是否在取值范围内:
① 若在范围内:将代入解析式,,此时对应的售价为;
② 若不在范围内:根据二次函数的增减性(时,开口向下,自变量离越近,值越大),取取值范围的端点值计算最大利润;
(3)检验结果的实际合理性,规范书写答案(带单位)。
1.(2025·江苏淮安·中考真题)某商店销售一种玩具,经市场调查发现,日销售量y(件)与每件的售价x(元)满足一次函数关系,部分数据如下表:
每件的售价x/元
…
25
28
31
…
日销售量y/件
…
15
12
9
…
(1)求y与x之间的函数表达式(不要求写出自变量x的取值范围);
(2)当玩具日销售额为300元时,求每件玩具的售价.
2.(2024·江苏盐城·中考真题)请根据以下素材,完成探究任务.
制定加工方案
生产背景
背景1
◆某民族服装厂安排70名工人加工一批夏季服装,有“风”“雅”“正”三种样式.
◆因工艺需要,每位工人每天可加工且只能加工“风”服装2件,或“雅”服装1件,或“正”服装1件.
◆要求全厂每天加工“雅”服装至少10件,“正”服装总件数和“风”服装相等.
背景2
每天加工的服装都能销售出去,扣除各种成本,服装厂的获利情况为:
①“风”服装:24元/件;
②“正”服装:48元/件;
③“雅”服装:当每天加工10件时,每件获利100元;如果每天多加工1件,那么平均每件获利将减少2元.
信息整理
现安排x名工人加工“雅”服装,y名工人加工“风”服装,列表如下:
服装种类
加工人数(人)
每人每天加工量(件)
平均每件获利(元)
风
y
2
24
雅
x
1
正
1
48
探究任务
任务1
探寻变量关系
求x、y之间的数量关系.
任务2
建立数学模型
设该工厂每天的总利润为w元,求w关于x的函数表达式.
任务3
拟定加工方案
制定使每天总利润最大的加工方案.
3.(2023·江苏泰州·中考真题)某公司的化工产品成本为元/千克.销售部门规定:一次性销售千克以内时,以元/千克的价格销售;一次性销售不低于千克时,每增加千克降价元.考虑到降价对利润的影响,一次性销售不低于千克时,均以某一固定价格销售.一次性销售利润(元)与一次性销售量(千克)的函数关系如图所示.
(1)当一次性销售千克时利润为多少元?
(2)求一次性销售量在之间时的最大利润;
(3)当一次性销售多少千克时利润为元?
考点二 投球问题
一、核心知识点
1.模型本质
投球的运动轨迹近似抛物线,其对应的二次函数解析式为 (),其中:
(1)自变量 :水平距离(投出点到球的水平位移,单位:m);
(2)因变量 :球的高度(单位:m);
(3)系数特征:(抛物线开口向下,符合投球先上升后下落的轨迹)。
2.二次函数的关键表达式与性质
表达式类型
适用场景
关键参数意义
一般式
已知抛物线上3个普通点的坐标
是 时的高度
顶点式
已知最高点坐标
:达到最大高度时的水平距离;:投球的最大高度
交点式
已知球落地时的水平距离
( 时的两个根 )
正根为总水平射程
3.核心设问对应的函数解法
(1)求最大高度:抛物线顶点纵坐标 ;
(2)求达到最大高度的水平距离:抛物线顶点横坐标 ;
(3)判断是否命中目标(如篮筐):将目标的水平距离 代入解析式,求对应高度 ,与目标高度比较;
(4)求水平射程:令 ,解一元二次方程,取正根。
二、通用解题步骤(以“篮球投篮”问题为例,通用解题步骤分为五步)
1.审题建系,提取关键信息
(1)确定坐标系:默认以投出点在地面的垂直投影为原点 ,或直接以投出点为 ;
(2)提取已知条件:如投出点高度、最高点坐标、球经过的某点坐标、目标的水平距离与高度等。
2.选择合适的函数表达式,设解析式
(1)若已知最高点坐标,优先选顶点式(计算最简便);
(2)若已知3个普通点坐标,选一般式;
(3)若已知落地的水平射程,选交点式。
3.代入已知点坐标,求解析式参数
(1)将已知点(如投出点、经过点)的坐标代入设好的解析式,解方程求出 的值;
(2)化简得到完整的二次函数解析式。
4.结合问题,利用函数性质求解
根据设问类型,选择对应的解法:
(1)求最大高度/对应水平距离:直接读取顶点坐标 ;
(2)判断是否命中篮筐:已知篮筐水平距离 、高度 ,代入解析式求 ,比较 与 的大小;
5.检验实际意义,规范作答
(1)检验结果是否符合实际(水平距离、高度不能为负);
(2)答案带单位,表述清晰。
1.(2025·江苏盐城·中考真题)[生活观察]小明通过观察发现,将运动中的羽毛球看成一个点,扣杀球和网前吊球这两种击球的运动路线可以近似抽象成如下两种,如图(1)、(2)所示.
[数学建模]小明发现扣杀球的路线近似为一条直线,网前吊球的路线近似为抛物线.羽毛球运动轨迹的剖面图如图(3)所示,从点击球,击球点是拋物线的最高点,点到地面的距离,球网上端点到地面的距离,人与球网之间的距离,假设两种击球路线都经过点正上方处的点,网前吊球和扣杀球的落点分别为点、.
(1)请在图(3)中建立合适的平面直角坐标系,并分别求出两种击球路线的函数表达式.
[模型应用]
(2)网前吊球的落点到球网的距离的长是_________.
(3)甲在处击球,扣杀球时,羽毛球的平均速度约为.网前吊球时,羽毛球下降的高度与时间之间的关系式为.乙在看到甲击球的同时,尝试接球,从甲击球到乙能成功接球的时间至少需要.请通过计算说明,乙能接到哪种方式的击球.
2.(2025·江苏扬州·三模)将小球(看作一点)从距离地面高的点处向右发射,建立如图所示的平面直角坐标系,小球沿抛物线运动.
(1)若当小球运动的水平距离为1m时,小球达到最大高度.
①求小球达到的最大高度;
②当小球前方无障碍物时,求小球落地时的水平距离.
(2)若小球的正前方()处有一个截面为长方形的球筐,其中,,若要使小球落入筐中(小球落在点或均视为入框),求的取值范围.
3.(2025·江苏盐城·一模)如图 1 ,一个小球以的初速度,在一条足够长且平直的轨道上运动.轨道初段绝对光滑;除段外,剩下轨道粗糙.小球在绝对光滑轨道上不存在阻力;在粗糙轨道上,存在恒定的摩擦力,速度会逐渐减小,直至停止.小球运动过程中,其速度与时间之间的关系如图2所示,其路程与时间之间的关系如图3所示(段是抛物线 的一部分).
(1)轨道初段的总长为 ;小球在粗糙轨道(图中射线上)运动时,与之间的函数关系式为 ;
(2)若测得小球从开始出发到最终停止,行进的总路程为,如果直线与抛物线有且只有一个交点,则称线段与抛物线光滑连接.请你通过计算和推理判断线段与抛物线是否光滑连接?
(3)在(2)的条件下,在射线上,是否存在一节长为的轨道段,使得小球在通过该段过程中,所用时间恰好为.若存在,请求出这节轨道的起点与点A之间的距离;若不存在,请说明理由.
考点三 面积问题
一、核心知识点
1.二次函数最值性质
面积 关于自变量 的函数解析式为 (),其最值由二次项系数 和自变量取值范围共同决定:
(1)若 :抛物线开口向下,顶点为最大值,顶点横坐标 ;
(2)若 :抛物线开口向上,顶点为最小值(面积最值问题中极少出现,因实际场景多求最大面积);
(3)最值是否可取,需判断顶点横坐标是否在自变量的实际取值范围内。
2.图形边长的约束条件
自变量 (通常为边长)需满足边长为正数的实际意义,即:
(1)所有边长表达式 ;
(2)若涉及“材料总长度”“靠墙限制”,需满足总长度约束(如靠墙围矩形,平行于墙的边长≤墙长)。
二、标准解题步骤
1.审题分析,确定变量
2.用自变量表示其他边长
3.构建面积的二次函数解析式
4.确定自变量的取值范围
5.利用二次函数配方法或公式法求面积的最值
6.检验作答:检验边长合理性是否符合实际;规范书写答案。
1.(2025·江苏南通·中考真题)综合与实践:学校数学兴趣小组围绕“校园花圃方案设计”开展主题学习活动,已知花圃一边靠墙(墙的长度不限),其余部分用总长为的栅栏围成,兴趣小组设计了以下两种方案:
方案一
方案二
如图1,围成一个面积为的矩形花圃.
如图2,围成矩形花圃,有栅栏(栅栏宽度忽略不计)将该花圃分隔为两个不同矩形区域,用来种植不同花卉,并在花圃两侧各留一个宽为的进出口(此处不用栅栏).
(1)求方案一中与墙垂直的边的长度;
(2)要使方案二中花圃的面积最大,与墙平行的边的长度为多少米?
2.(2025·江苏连云港·中考真题)一块直角三角形木板,它的一条直角边长,△ABC的面积为.
(1)甲、乙两人分别按图1、图2用它设计一个正方形桌面,请说明哪个正方形面积较大;
(2)丙、丁两人分别按图3、图4用它设计一个长方形桌面.请分别求出图3、图4中长方形的面积与的长之间的函数表达式,并分别求出面积的最大值.
3.(2023·江苏徐州·中考真题)如图,正方形纸片的边长为4,将它剪去4个全等的直角三角形,得到四边形.设的长为,四边形的面积为.
(1)求关于的函数表达式;
(2)当取何值时,四边形的面积为10?
(3)四边形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.
考点四 拱桥问题
一、核心知识点
1.坐标系设定
建系方式
坐标特征
适用场景
方式1:以桥顶为坐标原点,水平向右为轴正方向,竖直向下为轴正方向
桥顶坐标为,抛物线开口向下,解析式为 ()
已知桥顶到水面的高度、桥的跨度
方式2:以桥面所在直线为轴,桥的对称轴为轴正方向
桥顶坐标为(为桥顶高度),抛物线开口向下,解析式为 ()
已知桥面宽度、桥顶离桥面的高度
2.二次函数表达式选择
拱桥问题优先使用顶点式 ,原因是桥顶是抛物线的顶点,已知顶点坐标可直接代入,减少计算量:
(1)若建系后顶点为,解析式简化为 ;
(2)若顶点为,解析式简化为 。
3.核心设问及对应解法
设问类型
函数解法
求桥的最大高度
直接读取抛物线顶点的纵坐标(建系方式2中为)
求水面宽度
令等于水面高度(建系方式1中为水面到桥顶的距离;方式2中为水面离桥面的高度),解出的两个根,
判断船只能否通过
已知船只的宽度和高度,计算船只边缘对应的值,代入解析式求对应值,比较与船只高度的大小
求某一水平位置的桥洞高度
将该位置的值代入解析式,计算对应值,结合坐标系含义转化为实际高度
二、标准解题步骤
1.建立平面直角坐标系(关键)
2.设二次函数解析式;
3.代入已知点求参数;
4.结合问题列方程求解;
5.计算实际量并检验作答。
1.(2025·陕西·中考真题)某景区有一座美丽的彩虹桥,它的部分截面示意图如图所示,桥,钢缆均呈抛物线型,线段为桥面,线段为立柱,关于所在直线对称.的最低点到的距离为,到的距离为.以为原点,以所在直线为轴,以所在直线为轴,建立平面直角坐标系、
(1)求所在抛物线的函数表达式;
(2)现要悬挂两条灯带来增加夜景效果,均与垂直,点分别在上,点在上,点到的距离均为.已知所在抛物线的函数表达式为,求这两条灯带的总长.
2.(2025·广东广州·中考真题)某玩转数学小组发现隧道前通常设有涉水线和限高架等安全警示,为探究其内在的数学原理,该小组考察了如图1所示的双向通行隧道.以下为该小组研究报告的部分记录,请认真阅读,解决问题.
发现问题确定目标
涉水线设置
限高架设置
数学抽象绘制图形
隧道及斜坡的侧面示意图,可近似如图2所示.
图3为隧道横截面示意图,由抛物线的一部分和矩形的三边构成.
信息收集资料整理
当隧道内积水的水深为0.27米时,(即积水达到涉水线处),车辆应避免通行.
车辆进入隧道,应在行驶车道内通行(禁止压线),且必须保证车辆顶部与隧道顶部在竖直方向的空隙不小于0.3米.
实地考察数据采集
斜坡的坡角为,并查得:,
,
.
隧道的最高点C到地面距离为5.4米,两侧墙面高米,地面跨度米.车辆行驶方向的右侧车道线(宽度忽略不计)与墙面的距离为1米.
问题解决:
(1)如图2,求涉水线离坡底的距离(精确到0.01米);
(2)在图3中建立适当的平面直角坐标系,求抛物线的解析式;
(3)限高架上标有警示语“车辆限高h米”(即最大安全限高),求h的值(精确到米).
3.(2025·新疆·中考真题)天山胜利隧道预计于2025年建成通车,它将成为世界上最长的高速公路隧道,能大大提升区域交通效率,促进经济发展.如图是隧道截面图,其轮廓可近似看作是抛物线的一部分.若隧道底部宽12米,高8米,按照如图所示的方式建立平面直角坐标系.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)该隧道设计为单向双车道通行,车辆顶部在竖直方向上与隧道的空隙不少于0.5米,当两辆车在隧道内并排行驶时,需沿中心线两侧行驶,且两车至少间隔2米(中心线宽度不计).若宽3米,高3.5米的两辆车并排行驶,能否安全通过?请说明理由.
命题点一 二次函数的应用
►题型01 利润最值问题
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【典例】.(2025·江苏连云港·模拟预测)某商家计划在暑期销售一款非遗文创产品,根据市场分析,该产品的单价将随销售周期的变化而变化.设该产品在第为正整数)天的单价为元,与之间满足如图所示的一次函数关系.
(1)求与的一次函数关系式.
(2)设该产品在第天的销售数量为,与的关系可以用 来描述.那么,哪天的销售额最大?此时该产品的单价是多少元?
【变式】
1.(2025·江苏常州·三模)某公司销售一种商品,成本为每件30元,经过市场调查发现,该商品的每天销售数量y(件)与销售单价x(元)之间满足一次函数关系,部分数据如下表所示:
销售单价x/元
…
40
60
80
…
每天销售数量y/件
…
80
60
40
…
(1)直接写出y与x之间的函数关系式___________;
(2)设该公司销售这种商品每天获利w(元),当销售单价为多少元时,每天获利最大?最大利润是多少元?
2.(2025·江苏南京·模拟预测)为了提升社区居民的健康水平和生活质量,市政府决定对社区内的健身设施进行全面升级计划,采购两种不同类型的健身器材共720台.经过市场调研,发现A种器材的价格y(百元/台)与采购数量x之间的函数关系如图所示,而B种器材的价格为固定值30百元/台.
(1)当时,求出y与x的函数关系式,并写出x的取值范围.
(2)假设A种器材采购数量不低于60台,且B种器材采购数量不低于A中器材采购数量的3倍.如何分配两种器材的采购数量才能使采购费用w(百元)最少?最少是多少?
►题型02 投球问题
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【典例】.(2025·山东青岛·中考真题)小磊和小明练习打网球.在一次击球过程中,小磊从点正上方1.8米的点将球击出.
信息一:在如图所示的平面直角坐标系中,为原点,在轴上,球的运动路线可以看作是二次函数(,为常数)图象的一部分,其中(米)是球的高度,(米)是球和原点的水平距离,图象经过点,.
信息二:球和原点的水平距离(米)与时间(秒)()之间近似满足一次函数关系,部分数据如下:
(秒)
0
…
(米)
0
4
6
…
(1)求与的函数关系式;
(2)网球被击出后经过多长时间达到最大高度?最大高度是多少?
(3)当为秒时,小明将球击回、球在第一象限的运动路线可以看作是二次函数(,为常数)图象的一部分,其中(米)是球的高度,(米)是球和原点的水平距离.当网球所在点的横坐标为,纵坐标大于等于时,的取值范围为________(直接写出结果).
【变式】
1.(2025·贵州·中考真题)用石块打水漂是一项有趣的活动.抛掷后的石块与平静的水面接触.石块会在空中近似的形成一组抛物线的运动路径.如图①,小星站在河边的安全位置用一个石块打水漂,石块在空中飞行的高度y与水平距离之间的关系如图②所示.石块第一次与水面接触于点,运动路径近似为抛物线,且,石块在水面上弹起后第二次与水面接触于点,运动路径近似为抛物线,且.(小星所在地面、水面在同一平面内,且石块形状大小、空气阻力等因素忽略不计)
(1)如图②,当时,若点坐标为,求抛物线的表达式;
(2)在(1)的条件下,若,在水面上有一个截面宽,高的矩形的障碍物,点的坐标为,判断此时石块沿抛物线运动时是否能越过障碍物?请说明理由;
(3)小星在抛掷石块时,若的顶点需在一个正方形区域内(包括边界),且点在和之间(包括这两点),其中,求的取值范围.(在抛掷过程中正方形与拋物线在同一平面内)
2.(2024·江西·中考真题)如图,一小球从斜坡O点以一定的方向弹出球的飞行路线可以用二次函数刻画,斜坡可以用一次函数刻画,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)①______,______;
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.
①小球飞行的最大高度为______米;
②求v的值.
►题型03 面积最值问题
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【典例】.(2025·山东德州·中考真题)综合与实践
【活动背景】
数学活动课上,老师提供了如下素材:
某窗户生产厂家要用一根长为的铝合金型材制作一个“日”字形窗户框架(如图),要求恰好用完整条铝合金型材(接缝及型材宽度忽略不计).
【活动任务】
结合素材信息,运用所学数学知识,给出合理的窗户框架设计方案.
【方案一】
甲学习小组从美观角度出发,计划把窗户框架长宽之比设计为接近黄金分割比的.请帮助甲学习小组求出此时窗户框架的宽.
【方案二】
乙学习小组从实用角度出发,计划把窗户面积设计得尽可能大,从而使采光效果更好.请帮助乙学习小组求出窗户的最大面积.
【变式】
1.(2025·广西·中考真题)综合与实践
树人中学组织一次“爱心义卖”活动.九(5)班分配到了一块矩形义卖区和一把遮阳伞,遮阳伞在地面上的投影是一个平行四边形(如图1)
初始时,矩形义卖区与遮阳伞投影的平面图如图2所示,在上,,,,,,由于场地限制,参加义卖的同学只能左右平移遮阳伞.在移动过程中,也随之移动(始终在边所在直线上),且形状大小保持不变,但落在义卖区内的部分(遮阳区)会呈现不同的形状.如图3为移动到落在上的情形.
【问题提出】
西西同学打算用数学方法,确定遮阳区面积最大时的位置.
设遮阳区的面积为,从初始时向右移动的距离为.
【直观感知】(1)从初始起右移至图3情形的过程中,随的增大如何变化?
【初步探究】(2)求图3情形的与的值;
【深入研究】(3)从图3情形起右移至与重合,求该过程中关于的解析式;
【问题解决】(4)当遮阳区面积最大时,向右移动了多少?(直接写出结果)
2.(2025·广东深圳·模拟预测)张伯伯挨着一面墙开垦了一块矩形田地,准备种植蔬菜.张伯伯将矩形田地用的篱笆分割成如图所示的四个面积相等的矩形(矩形田地的边缘除边外都要围上),种植不同种类的蔬菜,设.
(1)求矩形田地的面积的最大值.
(2)若矩形田地的面积不小于,求的取值范围.
►题型04 拱桥问题
/
【典例】.(2025·贵州遵义·一模)【活动背景】如图1,南昌复兴大桥主拱是桥梁的标志性建筑. 某兴建小组将复兴大桥主拱截面视为抛物线,若跨度为,最高点(顶点)到桥面的距离为.
【建立模型】
(1)请在图2、图3中任选一种,求出抛物线的函数表达式;
【初步应用】
(2)在(1)的条件下,在主拱与桥面之间设置等距的吊杆(垂直于桥面),共设置9根吊杆,求从左到右第3根吊杆的长度;
【拓展应用】
(3)如图4,在右边修建副拱为抛物线,与射线交于点K、F(点K在点F左边),,的顶点需在一个正方形内(包括边界,点P在点N右边),垂直桥面于点D,,求抛物线二次项系数的取值范围.
【变式】
1.(2025·四川绵阳·一模)如图,有一抛物线型拱桥,在正常水位时水面宽,当水位上升,水面宽.
(1)按如图所示的直角坐标系,求此抛物线的函数表达式;
(2)有一条船以的速度向此桥径直驶来,当船距离此桥时,桥下水位正好在处,之后水位每小时上涨,当水位达到处时,将禁止船只通行,如果该船的速度不变,那么它能否安全通过此桥?
2.(2025·江苏苏州·模拟预测)某学校数学兴趣社团利用二次函数的知识进行探究学习.
【数学建模】
一条公路上有隧道,隧道的纵截面为抛物线形状,且该隧道为同向两车道设计,中间标有行车道分隔线,标线宽度忽略不计,车辆不能压线行驶建立如图所示的直角坐标系,画出了隧道截面图.
【解决问题】
已知隧道的路面宽为,隧道顶部最高处点P距地面.过隧道的车辆的顶部与隧道顶部在竖直方向上的高度差至少为,才能保证车辆安全通过.现有一辆宽、高的厢式货车计划从隧道驶过.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)问厢式货车能否顺利通过隧道?请说明理由.
【拓展应用】
该数学兴趣社团为进一步探索抛物线的有关知识,借助上述抛物线模型,设计两个问题:
(3)如图,在抛物线内作矩形,使顶点,落在抛物线上,顶点,落在轴上设矩形的周长为,求的最大值.
(4)在(3)的条件下,如图,在矩形周长最大时,将矩形绕点逆时针旋转,若以点,,为顶点的三角形为直角三角形,请直接写出此时的旋转角的度数.
突破一 二次函数与销售利润问题
【典例】.(2025·江苏苏州·二模)在“多‘盔’有你”交通安全宣传月期间,某商店销售一批头盔,进价为每顶40元,售价为每顶68元,平均每周可售出100顶,商店计划将头盔降价销售,每顶售价不高于58元但不低于进价,经调查发现:每降价2元,平均每周可多售出40顶.
(1)若每顶头盔降价10元,则平均每周售出_______顶,共获利________元;
(2)若该商店希望平均每周获利4000元,则每顶头盔应降价多少?
(3)商店降价销售后,决定每销售1顶头盗就向某慈善机构捐赠m元(m为整数,且)帮助做“交通安全”宣传.捐赠后发现,该商店每周销售这种商品的利润仍随售价的增大而增大,求m的值.
【变式】
1.(2025·江苏无锡·二模)某烘焙店销售一款蛋糕,经市场调查发现,这种蛋糕的周销量y(个)是售价x(元/个)的一次函数.现已知售价,周销量,周销售利润的部分数据如下表所示:
售价(元/个)
…
15
16
17
…
周销量(个)
…
500
480
b
…
周销售利润(元)
…
2500
a
c
…
(1) , , ;
(2)当周销售利润最大,求蛋糕的售价;【周销售利润(售价成本)销售量】
(3)由于受俄乌危机,导致原材料的价格大幅上升,从下周开始,蛋糕成本价每个上涨m元(),同时为了留住客源,蛋糕售价将不超过20元/件.若周销量与售价的函数关系不变,且下周总利润最高为3200元,求m的值.
2.(2025·江苏宿迁·三模)近两年直播购物逐渐走进了人们的生活,某电商在网络平台上对一款成本价为120元的商品进行直播销售,如果按每件200元销售,每天可卖出40件.通过市场调查,该商品售价每降低1元,日销售量增加2件,设每件商品降价元.
(1)每件商品降价元时,日销售量为______件:
(2)若日销售盈利为4800元,为尽快减少库存,的值应为多少;
(3)设日销售盈利为元,当为何值时,取值最大,最大值是多少?
突破二 二次函数与图形运动问题
【典例】.(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 .
【变式】
1.(2025·江苏徐州·模拟预测)在中,已知,,,以所在直线为轴,为坐标原点建立直角坐标系,将绕点按逆时针方向旋转得到(图1)
(1)直接写出C、F两点的坐标.
(2)沿轴的负半轴以1米秒的速度平行移动,设移动后秒(图2),与重叠部分的面积为,当点移动到的内部时,求与之间的关系式.
(3)若与同时从点出发,分别沿轴、轴的负半轴以1米秒的速度平行移动,设移动后秒(如图3),与重叠部分的面积为,当点移动到的内部时,求与之间的关系式,并求出重叠部分面积的最大值.
2.(2025·江苏无锡·一模)如图,在菱形纸片中,,,对角线与相交于点,点是对角线上一动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到,连接,,点是线段的中点.
(1)求证:;
(2)求面积的最大值;
(3)当为等腰三角形时,直接写出线段的长.
1.(2025·江苏南京·二模)某商场销售某种产品,销售量(单位:)与售价(单位:元)之间的函数关系如图所示.
(1)当时,求与的函数关系式;
(2)若产品的进价为12元,当售价为多少时,获得的利润最大?最大利润是多少?
2.(2025·江苏宿迁·三模)近两年直播购物逐渐走进了人们的生活,某电商在网络平台上对一款成本价为120元的商品进行直播销售,如果按每件200元销售,每天可卖出40件.通过市场调查,该商品售价每降低1元,日销售量增加2件,设每件商品降价元.
(1)每件商品降价元时,日销售量为______件:
(2)若日销售盈利为4800元,为尽快减少库存,的值应为多少;
(3)设日销售盈利为元,当为何值时,取值最大,最大值是多少?
3.(2025·江苏连云港·一模)请根据以下素材,完成表格中信息整理和两个探究任务.
制定购买方案
问题背景
背景1
◆在征文活动中,学校计划对获得一、二等奖的学生分别奖励一支钢笔,一本笔记本.已知钢笔每支元,笔记本每本元.
◆经与商家协商,购买钢笔超过支时,每增加一支,单价降低元;超过支,均按购买支的单价销售.笔记本一律按原价销售.
背景2
学校计划奖励一、二等奖学生共计人,其中一等奖的人数不少于人,且不超过人.
信息整理
设奖励一等奖学生人,列表如下:
一等奖人数范围
钢笔支数
钢笔单价
笔记本本数
笔记本单价
__________
__________
探究任务1
建立数学模型
设购买总额元,求关于的函数表达式.
探究任务2
拟定购买方案
制定购买奖品金额最少的购买方案.
4.(2025·江苏无锡·模拟预测)如图,在矩形中,,.点P从点A出发,沿边向点B以1个单位长度/秒的速度运动,同时点Q从点B出发,沿边向点C以2个单位长度/秒的速度运动,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.设运动时间为t秒.
(1)当时,求的面积;
(2)当t为何值时,的面积最大?最大面积是多少?
(3)是否存在某一时刻t,使的面积等于矩形面积的?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
5.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图,学校准备开展劳动教育活动,计划利用围墙和栅栏围成一个矩形的菜园,并用栅栏将其分成n个相同大小的矩形小菜园,共用栅栏.
(1)当n=4时,菜园面积的最大值为______.
(2)求菜园面积的最大值(用含n的代数式表示).
(3)在第(2)问的条件下,存在和时,菜园面积的最大值之和为,且,直接写出所有满足条件的a、b的值______.
6.(2025·江苏盐城·一模)如图 1 ,一个小球以的初速度,在一条足够长且平直的轨道上运动.轨道初段绝对光滑;除段外,剩下轨道粗糙.小球在绝对光滑轨道上不存在阻力;在粗糙轨道上,存在恒定的摩擦力,速度会逐渐减小,直至停止.小球运动过程中,其速度与时间之间的关系如图2所示,其路程与时间之间的关系如图3所示(段是抛物线 的一部分).
(1)轨道初段的总长为 ;小球在粗糙轨道(图中射线上)运动时,与之间的函数关系式为 ;
(2)若测得小球从开始出发到最终停止,行进的总路程为,如果直线与抛物线有且只有一个交点,则称线段与抛物线光滑连接.请你通过计算和推理判断线段与抛物线是否光滑连接?
(3)在(2)的条件下,在射线上,是否存在一节长为的轨道段,使得小球在通过该段过程中,所用时间恰好为.若存在,请求出这节轨道的起点与点A之间的距离;若不存在,请说明理由.
7.(2025·江苏扬州·一模)如图,在等腰中,,动点E、F同时从点A出发,分别沿射线和射线的方向匀速运动,且速度相等,当点E停止运动时,点F也随之停止运动,连接,以为边向下作正方形,设点E运动的路程为,正方形和等腰重合部分的面积为y.
(1)当时,_______;当时,_______;
(2)求点E在整个运动过程中y的最大值.
8.(2025·江苏徐州·中考真题)急刹车时,停车距离是指骑车人从意识到应当刹车到车辆停下来所走的距离,记作;反应距离是指骑车人意识到应当刹车到实施刹车所走的距离,记作;刹车距离是指骑车人实施刹车到车辆停下来所走的距离,记作.已知,与骑行速度成正比,与骑行速度的平方成正比.当骑行速度为时,反应距离为,刹车距离为.
(1)若骑行速度为,则_______,_______;
(2)设骑行速度为,求y关于x的函数表达式;
(3)当刹车距离为时,停车距离为多少(精确到)?(参考数据:,,)
9.(2025·江苏淮安·一模)无人机在各行各业都有广泛应用.某地利用无人机投放救灾物资,物资包裹距地面的高度米与离投放点的水平距离米的关系为,当无人机在距地面20米的空中投放物资包裹时,包裹落地点距投放点的水平距离为20米.
(1)求物资包裹下落过程中y与x的函数关系式;
(2)若无人机投放点正前方15米地面有10米高的障碍物,通过计算判断物资包裹下落过程中是否会撞上障碍物;
(3)若投放点向上升高米,物资包裹经过的抛物线形状不变,求包裹落地点距离投放点的水平距离增加了多少.
10.(2025·江苏南京·一模)如何设置挡板?
如图①,点在直线上,现有一台粒子发射器在处向外连续发射粒子,发射的粒子沿抛物线运动,这些抛物线的开口方向和大小都与相同,发射出的粒子最终落在上.若在直线上的点处有一块挡板,,,由于挡板的遮挡,使得直线上存在粒子未能落到的一段线段,该线段的长记为.(粒子的反弹忽略不计)
【初步体验】
(1)如图②,若,,则_________.
【数学思考】
(2)如图③,若,,建立适当的平面直角坐标系,求的值.
【问题解决】
(3)如图,是直线上一点,是的中点,现要使发射的粒子能覆盖段的每一处,且落不到段.在满足上述要求的所有挡板位置中:
(Ⅰ)直接写出最小时的的值;
(Ⅱ)直接写出挡板的长的最小值.
1.(2025·江苏无锡·二模)某烘焙店销售一款蛋糕,经市场调查发现,这种蛋糕的周销量y(个)是售价x(元/个)的一次函数.现已知售价,周销量,周销售利润的部分数据如下表所示:
售价(元/个)
…
15
16
17
…
周销量(个)
…
500
480
b
…
周销售利润(元)
…
2500
a
c
…
(1) , , ;
(2)当周销售利润最大,求蛋糕的售价;【周销售利润(售价成本)销售量】
(3)由于受俄乌危机,导致原材料的价格大幅上升,从下周开始,蛋糕成本价每个上涨m元(),同时为了留住客源,蛋糕售价将不超过20元/件.若周销量与售价的函数关系不变,且下周总利润最高为3200元,求m的值.
2.(2025·江苏宿迁·一模)某商场购进一批成本为每件20元的商品,经调查发现,该商品每天的销售量(件)与销售单价(元)之间满足一次函数关系,其图象如图所示.
(1)求该商品每天的销售量与销售单价之间的函数关系式;
(2)若商场按单价不低于成本价,且不高于成本价的2倍销售,则销售单价定为多少,才能使销售该商品每天获得的利润(元)最大?最大利润是多少?
3.(2025·江苏盐城·三模)我校为进一步激发学生劳动热情,在校园开辟了蔬菜种植基地“空翠圃”:种植基地一面利用学校的墙(墙的最大可用长度为 米),另三面用长为米的篱笆,围成中间隔有一道篱笆的矩形菜地,在菜地的前端及中间篱笆上设计了三个宽1米的小门,便于同学们进入.
(1)若围成的菜地面积为平方米(中间篱笆忽略不计),求此时边的长;
(2)若每平方米可收获千克的菜,问该片菜地最多可收获多少千克的菜?
4.(2025·江苏泰州·二模)如图,学校有一面长8米的墙,生物兴趣小组打算用总长16米的篱笆在墙前面的空地上围成两个矩形分别饲养小兔和小鸡,矩形一边靠墙.
(1)要使小兔和小鸡活动区域总面积为21平方米,垂直于墙的边AB长为多少?
(2)若小鸡活动区域为正方形,设计方案使得小兔活动区域面积最大.
5.(2025·山东青岛·模拟预测)如图,在矩形和中,,,动点P从点A出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,动点Q从点E出发,沿方向匀速运动,速度为.过点P作,与交于点M,与交于点F,连接.设时间为,解答下列问题:
(1)当时,求t的值;
(2)设五边形的面积为,求与t的函数关系式;
(3)是否存在某一时刻t,使点Q在的平分线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
6.(2025·吉林·中考真题)如图,在中,,,.动点P从点A出发,沿边以每秒1个单位长度的速度向终点C匀速运动.当点P出发后,以为边作正方形,使点D和点B始终在边同侧.设点P的运动时间为,正方形与重叠部分图形的面积为y(平方单位).
(1)的长为_______.
(2)求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围.
(3)当正方形的对称中心与点B重合时,直接写出x的值.
7.(2025·江苏南京·模拟预测)二次函数表达式中的二次项系数a有何几何意义?
【理解a的几何意义】
(1)图①是二次函数(a,h,k为常数, )的图象,观察图象,用含a和k的式子填写下表:
(2)若点在二次函数(a,p,q为常数,)的图象上,则 .(用只含s,t,p,q的式子表示)
【运用a的几何意义】
(3)图②是一抛物线形状的桥拱的截面图,桥拱内的水面的宽度为n,拱顶到水面的距离为.梅雨季节,水面上升,桥拱内的水面宽度随之减小,当拱顶到水面的距离为时,直接写出此时桥拱内的水面的宽度.(用只含n的式子表示)
8.(2025·江苏无锡·一模)《哪吒2》凭借其精彩的剧情、精良的制作以及深刻的文化内涵,再次掀起观影热潮.某影院IMAX厅每场运营成本为2000元,该厅每场售出的电影票数量y(单位:张)与售价x(单位:元/张)之间满足一次函数关系(,且x是整数),部分数据如下表所示:
IMAX厅电影票售价x(元/张)
40
50
IMAX厅售出电影票数量y(张)
160
120
(1)请求出y与x之间的函数关系式;
(2)为激发文化消费活力,丰富市民文化生活,无锡市推出了春节惠民观影的政策:观众购买无锡市任意影院、任意场次、任意影片均享受票价立减20元/张.该影院IMAX厅将电影票售价x定为多少时,该厅每场的获利最大?(利润=实际票房收入-运营成本)
9.(2025·江苏扬州·一模)南门大街某特产店销售A、B两种品牌的咸鸭蛋,已知A品牌咸鸭蛋的进价为50元/盒,B品牌咸鸭蛋的进价60元/盒.若客户购买1盒A品牌咸鸭蛋和1盒B品牌咸鸭蛋,则需要137元;若客户购买2盒A品牌咸鸭蛋和3盒B品牌咸鸭蛋,则需要349元.
(1)求该特产品A、B两品牌咸鸭蛋每盒的售价各是多少元?
(2)A品牌咸鸭蛋供货充足,按原价销售每天可售出60盒,经过市场调查发现:若每盒降价1元,则每天可多售出10盒(每盒售价不低于进价);B品牌咸鸭蛋供货紧张,每天只能购进110盒且能按原价售完.求A品牌咸鸭蛋每盒降价多少元时,该特产店每天销售这两品牌咸鸭蛋的总利润w最大,最大利润是多少元?
10.(2024·湖北武汉·中考真题)16世纪中叶,我国发明了一种新式火箭“火龙出水”,它是二级火箭的始祖.火箭第一级运行路径形如抛物线,当火箭运行一定水平距离时,自动引发火箭第二级,火箭第二级沿直线运行.某科技小组运用信息技术模拟火箭运行过程.如图,以发射点为原点,地平线为x轴,垂直于地面的直线为y轴,建立平面直角坐标系,分别得到抛物线和直线.其中,当火箭运行的水平距离为时,自动引发火箭的第二级.
(1)若火箭第二级的引发点的高度为.
①直接写出a,b的值;
②火箭在运行过程中,有两个位置的高度比火箭运行的最高点低,求这两个位置之间的距离.
(2)直接写出a满足什么条件时,火箭落地点与发射点的水平距离超过.
1.(2025·四川巴中·中考真题)从地面竖直向上抛出一小球,小球高度与小球运动时间之间的关系式是.有下列结论:
①小球运动时间是时,高度为;
②小球运动中高度可以是;
③当时,高度h随着时间t的增大而减小.
其中正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(2025·江苏南通·中考真题)如图,在等边三角形的三边上,分别取点,使.若,的面积为,则关于的函数图象大致为( )
A. B. C. D.
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)如图,在菱形中,,,动点从点出发沿边匀速运动,运动到点时停止,过点作的垂线,在点运动过程中,垂线扫过菱形(即阴影部分)的面积为,点运动的路程为.下列图象能反映与之间函数关系的是( )
A.B.C. D.
4.(2025·甘肃·中考真题)如图,一个圆形喷水池的中央竖直安装了一个柱形喷水装置,喷头M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,按如图所示的直角坐标系,水流喷出的高度与水平距离之间的关系式是,则水流喷出的最大高度是( )
A. B. C. D.
5.(2025·江苏连云港·中考真题)如图,小亮同学掷铅球时,铅球沿抛物线运行,其中是铅球离初始位置的水平距离,是铅球离地面的高度.若铅球抛出时离地面的高度为,则铅球掷出的水平距离为 .
6.(2025·陕西·中考真题)某景区有一座美丽的彩虹桥,它的部分截面示意图如图所示,桥,钢缆均呈抛物线型,线段为桥面,线段为立柱,关于所在直线对称.的最低点到的距离为,到的距离为.以为原点,以所在直线为轴,以所在直线为轴,建立平面直角坐标系、
(1)求所在抛物线的函数表达式;
(2)现要悬挂两条灯带来增加夜景效果,均与垂直,点分别在上,点在上,点到的距离均为.已知所在抛物线的函数表达式为,求这两条灯带的总长.
7.(2025·四川攀枝花·中考真题)跨学科主题学习活动中,某探究小组对“弹珠在水平轨道上运动快慢、路程随时间变化的关系”开展深入探究.先设计方案,再进行实验,利用所学知识对实验数据进行分析,并进一步应用.
【设计实验方案】如图1所示,设计一个由倾斜和水平轨道组成的实验装置,将弹珠从倾斜轨道顶端由静止释放.从弹珠运动到点处开始,用计时器、测速仪等测量并记录弹珠在水平轨道上的运动时间、运动快慢、运动路程的数据.
【收集整理数据】
运动时间
0
4
8
12
16
20
…
运动快慢
12
10
8
6
4
2
…
运动路程
0
44
80
108
128
140
…
【数学建模探究】
【猜想】根据表格中的数据分别在图2、图3的平面直角坐标系中描点、连线,观察图象并猜想:与之间的关系可以近似地用______________函数表示,与之间的关系可以近似地用______________函数表示.(选填:一次、二次、反比例)
【检验】根据猜想求出与与之间的函数关系式,并代入一组数据进行验证.
【应用】当弹珠到达水平轨道上点时,前方点处有一辆电动小车以的速度在匀速向前直线运动,若弹珠能追上小车,那么的最大值是多少?
8.(2025·湖北武汉·中考真题)某校数学小组开展以“羽毛球飞行路线”为主题的综合实践活动.
【研究背景】羽毛球飞行路线所在的平面与球网垂直.
【收集数据】某次羽毛球飞行的高度(单位:)与距发球点的水平距离(单位:)的对应值如下表(不考虑空气阻力).
水平距离
0
2
3
5
6
…
竖直高度
1.1
2.3
2.6
2.6
2.3
…
【探索发现】数学小组借助计算机画图软件,建立平面直角坐标系、描点、连线(如图),发现羽毛球飞行路线是抛物线的一部分.
【建立模型】求与的函数解析式(不要求写自变量取值范围).
【应用模型】
(1)羽毛球在此次飞行过程中,飞行的高度能否达到?请说明理由.
(2)保持羽毛球飞行路线对应的抛物线的形状不变,改变发球方式,使其解析式变为,发球点与球网的水平距离是.若羽毛球飞过球网正上方时,飞行的高度超过,且球的落地点与球网的水平距离小于.求的取值范围.
9.(2025九年级下·福建龙岩·学业考试)综合与实践
问题情境
学校准备在一面高、宽的墙上建一扇拱形门,这面墙的主视图为矩形,如图1.老师让同学们帮忙设计,要求既美观大方,又尽可能地容易通过.
方案设计
A小组设计的是半圆形拱门,如图2,以AB为直径的半圆O与矩形三边都相切.
B小组设计的是抛物线形拱门,如图3,抛物线的顶点P在墙的上沿CD的中点处,且抛物线过点A和点B.
提出问题
A,B两小组设计的拱门哪个“通过性”更好呢?
分析问题
老师建议同学们分别计算它们的“内接正方形”(正方形的两个顶点在线段AB上,两个顶点在半圆或抛物线上)面积的大小,通过比较两种设计方案的“内接正方形”的面积,判断它们的“通过性”.
解决问题
请你先分别画出两种方案的“内接正方形”的示意图,然后分别计算它们的面积,并利用计算结果说明哪个方案的拱门“通过性”更好.()
10.(2025·辽宁·中考真题)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;
3.立柱的长为,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.点的坐标为,设抛物线的表达式为,分析数据得到点或点的坐标,进而求出抛物线的表达式,再利用表达式求出增加立柱的长度,从而解决问题.
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)
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第三章 函数
第12讲 二次函数的应用
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 1
02·知识导航·网络构建 2
03·考点解析·知识通关 3
04·命题洞悉·题型预测 29
命题点一 二次函数的应用
题型01 利润最值问题
题型02 投球问题
题型03 面积问题
题型04图形运动问题
05·重难突破·思维进阶难 51
突破一 二次函数与销售利润问题
突破二 二次函数与图形运动问题
06·优题精选·练能提分 66
基础巩固→能力提升→全国新趋势
考点
2025年
2024年
2023年
课标要求
二次函数的应用
连云港T15
南通T24
盐城T25
徐州T27
盐城T26
宿迁T26
无锡T26
泰州T23
会利用二次函数解决简单的实际问题
命题预测
2026年二次函数应用题的考查情况预测:
根据2023-2025 年江苏中考中对二次函数应用的考查预测,主要考查题型涉及到销售问题,求利润的最值;图形面积问题等,中档题型,近三年分值占比约 8-12 分,常以解答题第 23-26 题的位置出现。
考点一 利润最值问题
一、核心知识点
1.利润相关基础公式
(1)单件利润 = 单件售价 单件进价(成本)
(2)总利润 = 单件利润 销售数量
2.销量与售价的联动关系
题干常给出:每涨价/降价1元,销量减少/增加件,据此可列销量的一次函数表达式。
例:设商品原价为元,进价为元,原销量为件;若涨价元,则单件售价为元,单件利润为元,销量为件;若降价元,则单件售价为元,销量为件。
3.二次函数的最值性质
(1)一般式:(),顶点横坐标 。
(2)(最值判定:当时,抛物线开口向下,顶点为最大值;当时,开口向上,顶点为最小值(利润问题中通常为负数,求最大利润)。
(3)自变量取值范围约束:售价≥进价、销量≥0,由此确定的取值范围。
二、标准解题步骤
1.审题设元
(1)明确已知量:进价、原售价、原销量、销量随售价的变化规律(如每涨1元销量减5件)。
(2)设自变量:若涨价,设涨价元();若降价,设降价元();也可直接设新售价为元。
(3)设因变量:设总利润为元。
2.列销量与单件利润的表达式
(1)单件利润 = 新售价 进价(需用含的式子表示)
(2)销量 = 原销量 变化量(涨价取“”,降价取“”,变化量=)
3.构建总利润的二次函数解析式
(1)代入公式: 单件利润 销量
(2)化简整理:将解析式化为一般式 ()
4.确定自变量的取值范围
根据实际意义列不等式组,核心约束条件:
(1)单件售价 进价 新售价 进价
(2)销量
5.求最值并检验作答
(1)计算顶点横坐标:
(2)判断是否在取值范围内:
① 若在范围内:将代入解析式,,此时对应的售价为;
② 若不在范围内:根据二次函数的增减性(时,开口向下,自变量离越近,值越大),取取值范围的端点值计算最大利润;
(3)检验结果的实际合理性,规范书写答案(带单位)。
1.(2025·江苏淮安·中考真题)某商店销售一种玩具,经市场调查发现,日销售量y(件)与每件的售价x(元)满足一次函数关系,部分数据如下表:
每件的售价x/元
…
25
28
31
…
日销售量y/件
…
15
12
9
…
(1)求y与x之间的函数表达式(不要求写出自变量x的取值范围);
(2)当玩具日销售额为300元时,求每件玩具的售价.
【答案】(1)
(2)10元或30元
【分析】本题考查了一次函数解析式的求解,二次函数解析式的求解,解决本题的关键是正确求解出一次函数与二次函数的解析式.
(1)先设出一次函数解析式,再根据待定系数法代值求解即可;
(2)先表示出日销售额的函数表达式,再令求解x的值即可.
【详解】(1)解:∵日销售量y(件)与每件的售价x(元)满足一次函数关系,
∴设函数表达式为,
∵当时,;当时,;
∴,解得,
∴,
∴y与x之间的函数表达式为;
(2)解:由(1)知,,
∴日销售额,
∵玩具日销售额为300元,
∴令,即,
整理可得,
解得,,
∴每件玩具的售价为10元或30元时,日销售额为300元.
2.(2024·江苏盐城·中考真题)请根据以下素材,完成探究任务.
制定加工方案
生产背景
背景1
◆某民族服装厂安排70名工人加工一批夏季服装,有“风”“雅”“正”三种样式.
◆因工艺需要,每位工人每天可加工且只能加工“风”服装2件,或“雅”服装1件,或“正”服装1件.
◆要求全厂每天加工“雅”服装至少10件,“正”服装总件数和“风”服装相等.
背景2
每天加工的服装都能销售出去,扣除各种成本,服装厂的获利情况为:
①“风”服装:24元/件;
②“正”服装:48元/件;
③“雅”服装:当每天加工10件时,每件获利100元;如果每天多加工1件,那么平均每件获利将减少2元.
信息整理
现安排x名工人加工“雅”服装,y名工人加工“风”服装,列表如下:
服装种类
加工人数(人)
每人每天加工量(件)
平均每件获利(元)
风
y
2
24
雅
x
1
正
1
48
探究任务
任务1
探寻变量关系
求x、y之间的数量关系.
任务2
建立数学模型
设该工厂每天的总利润为w元,求w关于x的函数表达式.
任务3
拟定加工方案
制定使每天总利润最大的加工方案.
【答案】任务1:;任务2:;任务3:安排19名工人加工“雅”服装,17名工人加工“风”服装,34名工人加工“正”服装,即可获得最大利润
【分析】题目主要考查一次函数及二次函数的应用,理解题意,根据二次函数的性质求解是解题关键.
任务1:根据题意安排x名工人加工“雅”服装,y名工人加工“风”服装,得出加工“正”服装的有人,然后利用“正”服装总件数和“风”服装相等,得出关系式即可得出结果;
任务2:根据题意得:“雅”服装每天获利为:,然后将2种服装的获利求和即可得出结果;
任务3:根据任务2结果化为顶点式,然后结合题意,求解即可.
【详解】解:任务1:根据题意安排70名工人加工一批夏季服装,
∵安排x名工人加工“雅”服装,y名工人加工“风”服装,
∴加工“正”服装的有人,
∵“正”服装总件数和“风”服装相等,
∴,
整理得:;
任务2:根据题意得:“雅”服装每天获利为:,
∴,
整理得:
∴
任务3:由任务2得,
∴当时,获得最大利润,
,
∴,
∵开口向下,
∴取或,
当时,,不符合题意;
当时,,符合题意;
∴,
综上:安排19名工人加工“雅”服装,17名工人加工“风”服装,34名工人加工“正”服装,即可获得最大利润.
3.(2023·江苏泰州·中考真题)某公司的化工产品成本为元/千克.销售部门规定:一次性销售千克以内时,以元/千克的价格销售;一次性销售不低于千克时,每增加千克降价元.考虑到降价对利润的影响,一次性销售不低于千克时,均以某一固定价格销售.一次性销售利润(元)与一次性销售量(千克)的函数关系如图所示.
(1)当一次性销售千克时利润为多少元?
(2)求一次性销售量在之间时的最大利润;
(3)当一次性销售多少千克时利润为元?
【答案】(1)当一次性销售千克时,利润为元;
(2)一次性销售量在之间时的最大利润为元;
(3)当一次性销售为或或千克时,利润为元.
【分析】()用销售量利润计算即可;
()根据一次性销售不低于千克时,每增加千克降价元求出每千克利润,再乘以销售量即可列出函数解析式,再根据函数的性质求最值;
()分一次性销售量在之间和一次性销售不低于千克两种情况列方程求解即可;
本题考查了二次函数和一次函数的应用,根据等量关系列出函数解析式是解题的关键.
【详解】(1)解:根据题意,
当时,,
∴当一次性销售千克时,利润为元;
(2)解:设一次性销售量在之间时,
每千克利润为,
∴,
,
,
,
∵,,
∴当时,有最大值,最大值为,
∴一次性销售量在之间时的最大利润为元;
(3)解:当时,
,
∴,
当一次性销售量在之间时,
由题意得,,
解得;
当一次性销售不低于千克时,
每千克利润为元,
由题意得,,
解得;
∴当一次性销售为或或千克时,利润为元.
考点二 投球问题
一、核心知识点
1.模型本质
投球的运动轨迹近似抛物线,其对应的二次函数解析式为 (),其中:
(1)自变量 :水平距离(投出点到球的水平位移,单位:m);
(2)因变量 :球的高度(单位:m);
(3)系数特征:(抛物线开口向下,符合投球先上升后下落的轨迹)。
2.二次函数的关键表达式与性质
表达式类型
适用场景
关键参数意义
一般式
已知抛物线上3个普通点的坐标
是 时的高度
顶点式
已知最高点坐标
:达到最大高度时的水平距离;:投球的最大高度
交点式
已知球落地时的水平距离
( 时的两个根 )
正根为总水平射程
3.核心设问对应的函数解法
(1)求最大高度:抛物线顶点纵坐标 ;
(2)求达到最大高度的水平距离:抛物线顶点横坐标 ;
(3)判断是否命中目标(如篮筐):将目标的水平距离 代入解析式,求对应高度 ,与目标高度比较;
(4)求水平射程:令 ,解一元二次方程,取正根。
二、通用解题步骤(以“篮球投篮”问题为例,通用解题步骤分为五步)
1.审题建系,提取关键信息
(1)确定坐标系:默认以投出点在地面的垂直投影为原点 ,或直接以投出点为 ;
(2)提取已知条件:如投出点高度、最高点坐标、球经过的某点坐标、目标的水平距离与高度等。
2.选择合适的函数表达式,设解析式
(1)若已知最高点坐标,优先选顶点式(计算最简便);
(2)若已知3个普通点坐标,选一般式;
(3)若已知落地的水平射程,选交点式。
3.代入已知点坐标,求解析式参数
(1)将已知点(如投出点、经过点)的坐标代入设好的解析式,解方程求出 的值;
(2)化简得到完整的二次函数解析式。
4.结合问题,利用函数性质求解
根据设问类型,选择对应的解法:
(1)求最大高度/对应水平距离:直接读取顶点坐标 ;
(2)判断是否命中篮筐:已知篮筐水平距离 、高度 ,代入解析式求 ,比较 与 的大小;
5.检验实际意义,规范作答
(1)检验结果是否符合实际(水平距离、高度不能为负);
(2)答案带单位,表述清晰。
1.(2025·江苏盐城·中考真题)[生活观察]小明通过观察发现,将运动中的羽毛球看成一个点,扣杀球和网前吊球这两种击球的运动路线可以近似抽象成如下两种,如图(1)、(2)所示.
[数学建模]小明发现扣杀球的路线近似为一条直线,网前吊球的路线近似为抛物线.羽毛球运动轨迹的剖面图如图(3)所示,从点击球,击球点是拋物线的最高点,点到地面的距离,球网上端点到地面的距离,人与球网之间的距离,假设两种击球路线都经过点正上方处的点,网前吊球和扣杀球的落点分别为点、.
(1)请在图(3)中建立合适的平面直角坐标系,并分别求出两种击球路线的函数表达式.
[模型应用]
(2)网前吊球的落点到球网的距离的长是_________.
(3)甲在处击球,扣杀球时,羽毛球的平均速度约为.网前吊球时,羽毛球下降的高度与时间之间的关系式为.乙在看到甲击球的同时,尝试接球,从甲击球到乙能成功接球的时间至少需要.请通过计算说明,乙能接到哪种方式的击球.
【答案】(1)扣杀球击球路线的函数表达式为;网前吊球击球路线的函数表达式为;(2);(3)乙能接到网前吊球的击球
【分析】本题主要考查了二次函数的应用,二次函数图象上点的坐标的特征,一次函数应用,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
(1)以为坐标原点,所在的中线为轴,所在的中线为轴,建立如图所示的坐标系,再利用待定系数法解答即可;
(2)利用网前吊球击球路线的函数表达式求得点坐标,则可求,利用解答即可得出结论;
(3)分别利用函数的解析式求得两种击球方式接球所需的时间,通过与0.5秒比较即可得出结论.
【详解】解:(1)以为坐标原点,所在的直线为轴,所在的直线为轴,建立如图所示的坐标系,
则,,
设直线的解析式为,
,
,
扣杀球击球路线的函数表达式为;
设网前吊球击球路线的函数表达式为,
,
,
网前吊球击球路线的函数表达式为;
(2)令,则,
,
,
,
,
.
故答案为:;
(3)对于,令,则,
,
,
,
,
扣杀球时,羽毛球的平均速度约为,
(秒
,
乙不能接到扣杀球的击球.
从点击球,击球点是抛物线的最高点,
,
,
,
,
乙能接到网前吊球的击球.
2.(2025·江苏扬州·三模)将小球(看作一点)从距离地面高的点处向右发射,建立如图所示的平面直角坐标系,小球沿抛物线运动.
(1)若当小球运动的水平距离为1m时,小球达到最大高度.
①求小球达到的最大高度;
②当小球前方无障碍物时,求小球落地时的水平距离.
(2)若小球的正前方()处有一个截面为长方形的球筐,其中,,若要使小球落入筐中(小球落在点或均视为入框),求的取值范围.
【答案】(1)①;②
(2)
【分析】(1)①根据当小球运动的水平距离为时,小球达到最大高度可求b,然后把代入解析式可求C,最后把解析式化为顶点式即可求解;
②令,得出,然后解方程即可求解;
(2)先根据求出c,然后求出E、F的坐标,再分别E、F的坐标代入函数解析式求出b的值,最后数形结合观察图形即可得出答案.
【详解】(1)解:①∵当小球运动的水平距离为时,小球达到最大高度,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴,
解得,
∴,
由题意知抛物线经过,
∴,
∴
∴,
∴当时,y有最大值,
∴小球达到的最大高度为;
②令,则,
解得,,
∴球落地时的水平距离为;
(2)解:由题意知抛物线经过,
∴,
∴,
根据题意知,,
当抛物线经过时,
则,
解得,
当抛物线经过时,
则,
解得,
∴要使小球落入筐中,则.
3.(2025·江苏盐城·一模)如图 1 ,一个小球以的初速度,在一条足够长且平直的轨道上运动.轨道初段绝对光滑;除段外,剩下轨道粗糙.小球在绝对光滑轨道上不存在阻力;在粗糙轨道上,存在恒定的摩擦力,速度会逐渐减小,直至停止.小球运动过程中,其速度与时间之间的关系如图2所示,其路程与时间之间的关系如图3所示(段是抛物线 的一部分).
(1)轨道初段的总长为 ;小球在粗糙轨道(图中射线上)运动时,与之间的函数关系式为 ;
(2)若测得小球从开始出发到最终停止,行进的总路程为,如果直线与抛物线有且只有一个交点,则称线段与抛物线光滑连接.请你通过计算和推理判断线段与抛物线是否光滑连接?
(3)在(2)的条件下,在射线上,是否存在一节长为的轨道段,使得小球在通过该段过程中,所用时间恰好为.若存在,请求出这节轨道的起点与点A之间的距离;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)线段与抛物线能光滑连接
(3)存在,这节轨道的起点与点A之间的距离为
【分析】本题考查二次函数的应用,关键是用待定系数法求出函数解析式.
(1)由图2可以得出轨道初段的总长,再用待定系数法求出v与t的函数解析式;
(2)设出抛物线的顶点式,再把点代入解析式求解即可;求出解析式,再联立直线和抛物线所组成的方程组,根据判别式得出结论;
(3)假设存在这节轨道,且小球第m秒行驶至轨道起点,则第秒行驶至轨道终点,由小球在通过该段过程中,所用时间恰好为,求出m的值,再把m的值代入抛物线解析式求出轨道的起点与点A之间的距离.
【详解】(1)解:由图2可知,轨道初段的总长为;
设,
则,
解得,
∴,
故答案为:40;;
(2)解:由题意,Q为顶点,设,
则,
把代入解析式得:,
解得(舍去),
∴;
设直线表达式:,代入,有,
即,
联立,
得,
∵,
∴直线与抛物线有且只有一个交点P,且直线不与抛物线对称轴平行,故线段与抛物线光滑连接;
(3)解:假设存在这节轨道,且小球第m秒行驶至轨道起点,则第秒行驶至轨道终点,
由题意得:,
解得:,
当时,,
∴轨道起点与点A之间的距离为.
考点三 面积问题
一、核心知识点
1.二次函数最值性质
面积 关于自变量 的函数解析式为 (),其最值由二次项系数 和自变量取值范围共同决定:
(1)若 :抛物线开口向下,顶点为最大值,顶点横坐标 ;
(2)若 :抛物线开口向上,顶点为最小值(面积最值问题中极少出现,因实际场景多求最大面积);
(3)最值是否可取,需判断顶点横坐标是否在自变量的实际取值范围内。
2.图形边长的约束条件
自变量 (通常为边长)需满足边长为正数的实际意义,即:
(1)所有边长表达式 ;
(2)若涉及“材料总长度”“靠墙限制”,需满足总长度约束(如靠墙围矩形,平行于墙的边长≤墙长)。
二、标准解题步骤
1.审题分析,确定变量
2.用自变量表示其他边长
3.构建面积的二次函数解析式
4.确定自变量的取值范围
5.利用二次函数配方法或公式法求面积的最值
6.检验作答:检验边长合理性是否符合实际;规范书写答案。
1.(2025·江苏南通·中考真题)综合与实践:学校数学兴趣小组围绕“校园花圃方案设计”开展主题学习活动,已知花圃一边靠墙(墙的长度不限),其余部分用总长为的栅栏围成,兴趣小组设计了以下两种方案:
方案一
方案二
如图1,围成一个面积为的矩形花圃.
如图2,围成矩形花圃,有栅栏(栅栏宽度忽略不计)将该花圃分隔为两个不同矩形区域,用来种植不同花卉,并在花圃两侧各留一个宽为的进出口(此处不用栅栏).
(1)求方案一中与墙垂直的边的长度;
(2)要使方案二中花圃的面积最大,与墙平行的边的长度为多少米?
【答案】(1)15米;
(2)当与墙平行的边的长度为33米时,花圃的面积最大.
【分析】考查了一元二次方程的应用以及二次函数的实际应用,熟练掌握矩形的周长、面积公式,以及二次函数的性质(如顶点式求最值)是解题的关键.
(1)设与墙垂直的边为,根据矩形周长(栅栏总长)表示出与墙平行的边,再结合面积公式列方程求解.
(2)设与墙平行的边为,根据栅栏总长和出口情况表示出与墙垂直的边,从而得出面积函数,利用二次函数性质求最大值时的值.
【详解】(1)解:设与墙垂直的边的长度为,则与墙平行的边的长度为,
根据题意得,
解得
答:与墙垂直的边的长度为15米;
(2)解:设与墙平行的长度为,花圃的面积为,
根据题意得
∴
∵,
∴当时,有最大值363,
答:当与墙平行的边的长度为33米时,花圃的面积最大.
2.(2025·江苏连云港·中考真题)一块直角三角形木板,它的一条直角边长,△ABC的面积为.
(1)甲、乙两人分别按图1、图2用它设计一个正方形桌面,请说明哪个正方形面积较大;
(2)丙、丁两人分别按图3、图4用它设计一个长方形桌面.请分别求出图3、图4中长方形的面积与的长之间的函数表达式,并分别求出面积的最大值.
【答案】(1)图1的正方形面积较大
(2)在图3中,,当时,长方形的面积有最大值为;在图4中,,当时,长方形的面积有最大值为
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质,勾股定理,正方形的性质,二次函数的应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先运用勾股定理算出,再运用正方形的性质分别证明,,,然后代入数值化简得,进行计算得,然后进行比较,即可作答.
(2)与(1)同理证明,则长方形的面积,结合二次函数的图象性质得当时,长方形的面积有最大值为.,然后证明,,再把数值代入长方形的面积,化简得,结合二次函数的图象性质进行作答即可.
【详解】(1)解:∵,△ABC的面积为,
∴,
∴.
设正方形的边长为,
∵四边形是正方形
∴,,
∵
∴
得,
即,
解得.
∵四边形是正方形
∴,
∴
∴,
得,
即,
∴.
,
∵
∴,
得,
即,
解得.
∵,
∴图1的正方形面积较大.
(2)解:∵四边形是长方形
∴,,
∵
∴;
得,
则,,
∴长方形的面积,
∵
∴开口向下,
当时,长方形的面积有最大值为.
在图4中,同理得,
得,
∴,,
同理得,
得,
则,
∴长方形的面积,
∵
∴开口向下,
∴当时,长方形的面积有最大值为.
3.(2023·江苏徐州·中考真题)如图,正方形纸片的边长为4,将它剪去4个全等的直角三角形,得到四边形.设的长为,四边形的面积为.
(1)求关于的函数表达式;
(2)当取何值时,四边形的面积为10?
(3)四边形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.
【答案】(1)
(2)当取1或3时,四边形的面积为10;
(3)存在,最小值为8.
【分析】(1)先证出四边形为正方形,用未知数x表示其任一边长,根据正方形面积公式即可解决问题;
(2)代入y值,解一元二次方程即可;
(3)把二次函数配方化为顶点式,结合其性质即可求出最小值.
【详解】(1)解:在正方形纸片上剪去4个全等的直角三角形,
,
,四边形为正方形,
在中,,
,
正方形的面积;
不能为负,
,
故关于的函数表达式为
(2)解:令,得,
整理,得,
解得,
故当取1或3时,四边形的面积为10;
(3)解:存在.
正方形的面积;
当时,y有最小值8,即四边形的面积最小为8.
考点四 拱桥问题
一、核心知识点
1.坐标系设定
建系方式
坐标特征
适用场景
方式1:以桥顶为坐标原点,水平向右为轴正方向,竖直向下为轴正方向
桥顶坐标为,抛物线开口向下,解析式为 ()
已知桥顶到水面的高度、桥的跨度
方式2:以桥面所在直线为轴,桥的对称轴为轴正方向
桥顶坐标为(为桥顶高度),抛物线开口向下,解析式为 ()
已知桥面宽度、桥顶离桥面的高度
2.二次函数表达式选择
拱桥问题优先使用顶点式 ,原因是桥顶是抛物线的顶点,已知顶点坐标可直接代入,减少计算量:
(1)若建系后顶点为,解析式简化为 ;
(2)若顶点为,解析式简化为 。
3.核心设问及对应解法
设问类型
函数解法
求桥的最大高度
直接读取抛物线顶点的纵坐标(建系方式2中为)
求水面宽度
令等于水面高度(建系方式1中为水面到桥顶的距离;方式2中为水面离桥面的高度),解出的两个根,
判断船只能否通过
已知船只的宽度和高度,计算船只边缘对应的值,代入解析式求对应值,比较与船只高度的大小
求某一水平位置的桥洞高度
将该位置的值代入解析式,计算对应值,结合坐标系含义转化为实际高度
二、标准解题步骤
1.建立平面直角坐标系(关键)
2.设二次函数解析式;
3.代入已知点求参数;
4.结合问题列方程求解;
5.计算实际量并检验作答。
1.(2025·陕西·中考真题)某景区有一座美丽的彩虹桥,它的部分截面示意图如图所示,桥,钢缆均呈抛物线型,线段为桥面,线段为立柱,关于所在直线对称.的最低点到的距离为,到的距离为.以为原点,以所在直线为轴,以所在直线为轴,建立平面直角坐标系、
(1)求所在抛物线的函数表达式;
(2)现要悬挂两条灯带来增加夜景效果,均与垂直,点分别在上,点在上,点到的距离均为.已知所在抛物线的函数表达式为,求这两条灯带的总长.
【答案】(1)
(2)
【分析】此题考查了二次函数的图象和性质、二次函数的应用等知识,
(1)利用待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出当时,,即可得到答案.
【详解】(1)解:由题意知,所在抛物线的顶点为,且过,
设其表达式为,
,
解得,
所在抛物线的函数表达式为;
(2)解:点到的距离均为,
当时,,
,
这两条灯带的总长为.
2.(2025·广东广州·中考真题)某玩转数学小组发现隧道前通常设有涉水线和限高架等安全警示,为探究其内在的数学原理,该小组考察了如图1所示的双向通行隧道.以下为该小组研究报告的部分记录,请认真阅读,解决问题.
发现问题确定目标
涉水线设置
限高架设置
数学抽象绘制图形
隧道及斜坡的侧面示意图,可近似如图2所示.
图3为隧道横截面示意图,由抛物线的一部分和矩形的三边构成.
信息收集资料整理
当隧道内积水的水深为0.27米时,(即积水达到涉水线处),车辆应避免通行.
车辆进入隧道,应在行驶车道内通行(禁止压线),且必须保证车辆顶部与隧道顶部在竖直方向的空隙不小于0.3米.
实地考察数据采集
斜坡的坡角为,并查得:,
,
.
隧道的最高点C到地面距离为5.4米,两侧墙面高米,地面跨度米.车辆行驶方向的右侧车道线(宽度忽略不计)与墙面的距离为1米.
问题解决:
(1)如图2,求涉水线离坡底的距离(精确到0.01米);
(2)在图3中建立适当的平面直角坐标系,求抛物线的解析式;
(3)限高架上标有警示语“车辆限高h米”(即最大安全限高),求h的值(精确到米).
【答案】(1)米
(2)
(3)米
【分析】本题考查了解直角三角形的相关应用,二次函数的应用,求二次函数的解析式,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)认真研读题干,过点M作,代入数值得,进行计算,即可作答.
(2)先以点为坐标原点,建立平面直角坐标系,设抛物线的解析式为,再把代入进行计算,得,即可作答.
(3)认真研读题干,得出,再算出当时,,则,,即可得出(米),即可作答.
【详解】(1)解:如图,过点M作,
∵斜坡的坡角为,隧道内积水的水深为0.27米,
∴,
∵,,
在中,,
∴,
∴(米);
(2)解:如图所示:以点为坐标原点,建立平面直角坐标系:
依题意,设抛物线的解析式为,
∵隧道的最高点C到地面距离为5.4米,两侧墙面高米,地面跨度米.
∴,
把代入,
得,
∴,
∴;
(3)解:如图所示:
∵车辆行驶方向的右侧车道线(宽度忽略不计)与墙面的距离为1米.必须保证车辆顶部与隧道顶部在竖直方向的空隙不小于0.3米.
∴,
∴当时,,
则,
∴,
∵限高架上标有警示语“车辆限高h米”(即最大安全限高),
∴(米)
∵涉及安全问题,
∴(米).
3.(2025·新疆·中考真题)天山胜利隧道预计于2025年建成通车,它将成为世界上最长的高速公路隧道,能大大提升区域交通效率,促进经济发展.如图是隧道截面图,其轮廓可近似看作是抛物线的一部分.若隧道底部宽12米,高8米,按照如图所示的方式建立平面直角坐标系.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)该隧道设计为单向双车道通行,车辆顶部在竖直方向上与隧道的空隙不少于0.5米,当两辆车在隧道内并排行驶时,需沿中心线两侧行驶,且两车至少间隔2米(中心线宽度不计).若宽3米,高3.5米的两辆车并排行驶,能否安全通过?请说明理由.
【答案】(1)
(2)能安全通过,见解析
【分析】本题考查了二次函数的实际应用,正确理解题意是解题的关键.
(1)先得到顶点坐标,然后设顶点式,再代入即可求解,继而得到函数解析式;
(2)先求出点坐标,然后求出点距离抛物线的距离,然后减去车辆的高度,得到的差值与比较即可.
【详解】(1)解:由题意得,顶点为,即,
设抛物线的解析式为:
代入点得,
解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)解:能安全通过,理由如下:
如图,
由题意得:,
将代入,
则,
∵,
∴能安全通过.
命题点一 二次函数的应用
►题型01 利润最值问题
/
【典例】.(2025·江苏连云港·模拟预测)某商家计划在暑期销售一款非遗文创产品,根据市场分析,该产品的单价将随销售周期的变化而变化.设该产品在第为正整数)天的单价为元,与之间满足如图所示的一次函数关系.
(1)求与的一次函数关系式.
(2)设该产品在第天的销售数量为,与的关系可以用 来描述.那么,哪天的销售额最大?此时该产品的单价是多少元?
【答案】(1)
(2)第1天的销售额最大,此时该产品的单价是67元
【分析】本题考查一次函数的应用、二次函数的应用,正确求得函数解析式是解答的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)设该产品第天的销售额为元,根据题意,得,然后利用二次函数性质求解即可.
【详解】(1)解:设与的一次函数关系式为,
将和代入函数关系式,
得,解得,
与的一次函数关系式为.
(2)解:设该产品第天的销售额为元,根据题意,得,
.
抛物线的对称轴为,,
当时,随的增大而减小.
当时,销售额最大,此时该产品的单价为67元.
即第1天的销售额最大,此时该产品的单价是67元.
【变式】
1.(2025·江苏常州·三模)某公司销售一种商品,成本为每件30元,经过市场调查发现,该商品的每天销售数量y(件)与销售单价x(元)之间满足一次函数关系,部分数据如下表所示:
销售单价x/元
…
40
60
80
…
每天销售数量y/件
…
80
60
40
…
(1)直接写出y与x之间的函数关系式___________;
(2)设该公司销售这种商品每天获利w(元),当销售单价为多少元时,每天获利最大?最大利润是多少元?
【答案】(1)
(2)当销售单价是75元时,最大日利润是2025元
【分析】本题考查一次函数、二次函数的应用,关键是根据利润=单件利润×销售量列出函数解析式.
(1)设y与x之间的函数关系式为,然后用待定系数法求函数解析式,即可解答;
(2)根据总利润单个利润总销量列出函数解析式,然后由二次函数的性质以及自变量的取值范围求出函数最值.
【详解】(1)解:设,
把,代入中得:
,
解得:,
∴;
故答案为:;
(2)解:由题意得:,
∵,抛物线开口向下,
∴当时,最大元,
∴当销售单价为75元时,每天获利最大,最大利润是2025元.
2.(2025·江苏南京·模拟预测)为了提升社区居民的健康水平和生活质量,市政府决定对社区内的健身设施进行全面升级计划,采购两种不同类型的健身器材共720台.经过市场调研,发现A种器材的价格y(百元/台)与采购数量x之间的函数关系如图所示,而B种器材的价格为固定值30百元/台.
(1)当时,求出y与x的函数关系式,并写出x的取值范围.
(2)假设A种器材采购数量不低于60台,且B种器材采购数量不低于A中器材采购数量的3倍.如何分配两种器材的采购数量才能使采购费用w(百元)最少?最少是多少?
【答案】(1)
(2)当采购A种器材180台, B种器材540台时,采购费用w最少,最少为22500(百元).
【分析】本题主要考查了一次函数的实际应用,二次函数的实际应用,一元一次不等式组的实际应用,正确理解题意列出函数关系式和不等式组是解题的关键.
(1)当时,;当时,设,再利用待定系数法求解即可;
(2)设采购A种器材m台,则采购B种器材台,根据A种器材采购数量不低于60台,且B种器材采购数量不低于A中器材采购数量的3倍建立不等式组求出m的取值范围为,再分和两种情况,分别求出w关于m的函数关系式,利用一次函数和二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:由题意得,当时,;
当时,设,
把代入中得:,解得,
∴;
综上所述,;
(2)解:设采购A种器材m台,则采购B种器材台,
由题意得,,
解得;
当时,则,
∵,
∴w随m增大而增大,
∴当时,w有最小值,最小值为;
当时,则
,
∵,对称轴为,
∴离对称轴越远函数值越小,
∵,
∴当时,w有最小值,最小值为,
∵,
∴当,时,w有最小值,
答:当采购A种器材180台, B种器材540台时,采购费用w最少,最少为22500(百元).
►题型02 投球问题
/
【典例】.(2025·山东青岛·中考真题)小磊和小明练习打网球.在一次击球过程中,小磊从点正上方1.8米的点将球击出.
信息一:在如图所示的平面直角坐标系中,为原点,在轴上,球的运动路线可以看作是二次函数(,为常数)图象的一部分,其中(米)是球的高度,(米)是球和原点的水平距离,图象经过点,.
信息二:球和原点的水平距离(米)与时间(秒)()之间近似满足一次函数关系,部分数据如下:
(秒)
0
…
(米)
0
4
6
…
(1)求与的函数关系式;
(2)网球被击出后经过多长时间达到最大高度?最大高度是多少?
(3)当为秒时,小明将球击回、球在第一象限的运动路线可以看作是二次函数(,为常数)图象的一部分,其中(米)是球的高度,(米)是球和原点的水平距离.当网球所在点的横坐标为,纵坐标大于等于时,的取值范围为________(直接写出结果).
【答案】(1)
(2)网球被击出后经过秒达到最大高度,最大高度是米
(3)
【分析】本题考查了二次函数与一次函数的实际应用,正确理解题意是解题的关键.
(1)代入点,得到二元一次方程组求解即可;
(2)先求出球和原点的水平距离(米)与时间(秒)的关系式为,再由二次函数的性质求解;
(3)先求出击球点位置为,再将代入,求出,根据时,,得到不等式,再解一元一次不等式即可.
【详解】(1)解:∵图象经过点,,
,
解得:,
∴与的函数关系式为;
(2)解:由表格可知,
∴设球和原点的水平距离(米)与时间(秒)的关系式为:,
代入得:,
解得:,
∴,
对于,,
∴开口向下,
∵对称轴为:直线
∴当时,,
此时,
解得:,
∴网球被击出后经过秒达到最大高度,最大高度是米;
(3)解:由题意得,当时,,
∴,
∴击球点位置为,
将代入,
则,
∴,
∴,
∵时,,
∴,
解得:,
故答案为:.
【变式】
1.(2025·贵州·中考真题)用石块打水漂是一项有趣的活动.抛掷后的石块与平静的水面接触.石块会在空中近似的形成一组抛物线的运动路径.如图①,小星站在河边的安全位置用一个石块打水漂,石块在空中飞行的高度y与水平距离之间的关系如图②所示.石块第一次与水面接触于点,运动路径近似为抛物线,且,石块在水面上弹起后第二次与水面接触于点,运动路径近似为抛物线,且.(小星所在地面、水面在同一平面内,且石块形状大小、空气阻力等因素忽略不计)
(1)如图②,当时,若点坐标为,求抛物线的表达式;
(2)在(1)的条件下,若,在水面上有一个截面宽,高的矩形的障碍物,点的坐标为,判断此时石块沿抛物线运动时是否能越过障碍物?请说明理由;
(3)小星在抛掷石块时,若的顶点需在一个正方形区域内(包括边界),且点在和之间(包括这两点),其中,求的取值范围.(在抛掷过程中正方形与拋物线在同一平面内)
【答案】(1)
(2)不能,理由见解析
(3)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)首先得到,然后求出,然后将代入求解判断即可;
(3)首先求出,然后由越小开口越大,越大开口越小,点在和之间(包括这两点)得到当抛物线顶点为点M,且经过点时,开口最大,此时a最大,当抛物线顶点为点P,且经过点时,开口最小,此时a最小,然后分别利用待定系数法求解即可.
【详解】(1)∵当时,
∵点坐标为
∴
∴
∴抛物线的表达式为;
(2)不能,理由如下:
∵,点坐标为
∴
∴
∵点的坐标为,
∴
∴将代入
∴此时石块沿抛物线运动时不能越过障碍物;
(3)∵正方形,
∴
∴如图所示,
∵抛物线开口向下
∴
∵越小开口越大,越大开口越小,点在和之间(包括这两点)
∴由图象可得,当抛物线顶点为点M,且经过点时,开口最大,此时a最大
∴设的表达式为
将代入得,
解得;
∴由图象可得,当抛物线顶点为点P,且经过点时,开口最小,此时a最小
∴设的表达式为
将代入得,
解得;
∴的取值范围为.
2.(2024·江西·中考真题)如图,一小球从斜坡O点以一定的方向弹出球的飞行路线可以用二次函数刻画,斜坡可以用一次函数刻画,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)①______,______;
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.
①小球飞行的最大高度为______米;
②求v的值.
【答案】(1)①3,6;②;
(2)①8,②
【分析】本题主要考查二次函数的应用以及从图象和表格中获取数据,
(1)①由抛物线的顶点坐标为可建立过于a,b的二元一次方程组,求出a,b的值即可;②联立两函数解析式求解,可求出交点A的坐标;
(2)①根据第一问可知最大高度为8米;
②将小球飞行高度与飞行时间的函数关系式化简为顶点式即可求得v值.
【详解】(1)解:①根据小球飞行的水平距离x(米)与小球飞行的高度y(米)的变化规律表可知:抛物线顶点坐标为,
∴,
解得:,
∴二次函数解析式为,
当时,,
解得:或(舍去),
∴,
当时,,
故答案为:3,6.
②联立得:,
解得:或 ,
∴点A的坐标是,
(2)①由题干可知小球飞行最大高度为8米,
故答案为:8;
②,
则,
解得(负值舍去).
►题型03 面积最值问题
/
【典例】.(2025·山东德州·中考真题)综合与实践
【活动背景】
数学活动课上,老师提供了如下素材:
某窗户生产厂家要用一根长为的铝合金型材制作一个“日”字形窗户框架(如图),要求恰好用完整条铝合金型材(接缝及型材宽度忽略不计).
【活动任务】
结合素材信息,运用所学数学知识,给出合理的窗户框架设计方案.
【方案一】
甲学习小组从美观角度出发,计划把窗户框架长宽之比设计为接近黄金分割比的.请帮助甲学习小组求出此时窗户框架的宽.
【方案二】
乙学习小组从实用角度出发,计划把窗户面积设计得尽可能大,从而使采光效果更好.请帮助乙学习小组求出窗户的最大面积.
【答案】(1)窗户框架的宽为;
(2)该窗户框架的分别为1米,米时,窗户框架的面积最大,最大值为.
【分析】此题考查的是二次函数在实际生活中的运用及求函数最值的方法,属较简单题目.解题的关键是用一个未知数表示出长和宽,利用面积公式来列出函数表达式后再求其最值.
(1)依据题意,设窗户框架的宽(横向边长)为长(纵向边长)为,由“日”字形框架由3条横向边和2条纵向边组成,总型材长度为,则,结合长宽之比为,可得,再将代入得,进而计算可以得解;
(2)依据题意,设窗户框架的长为,则宽为,则,即,从而要使窗户框架的面积最大,则,进而可以判断得解.
【详解】解:(1)由题意,设窗户框架的宽(横向边长)为长(纵向边长)为,
∵“日”字形框架由3条横向边和2条纵向边组成,总型材长度为,
∴.
∵长宽之比为,
∴长为横向边,宽为纵向边,黄金分割比中长宽,故,即:.
将代入得,.
∴.
答:窗户框架的宽为.
(2)由题意,设窗户框架的长为,则宽为,
∴,即,
∴要使窗户框架的面积最大,则,于是宽为.
∴当时,最大值为.
∴要使做成的窗户框架的面积最大,故该窗的分别为1米,米时,窗户框架的面积最大,最大值为.
【变式】
1.(2025·广西·中考真题)综合与实践
树人中学组织一次“爱心义卖”活动.九(5)班分配到了一块矩形义卖区和一把遮阳伞,遮阳伞在地面上的投影是一个平行四边形(如图1)
初始时,矩形义卖区与遮阳伞投影的平面图如图2所示,在上,,,,,,由于场地限制,参加义卖的同学只能左右平移遮阳伞.在移动过程中,也随之移动(始终在边所在直线上),且形状大小保持不变,但落在义卖区内的部分(遮阳区)会呈现不同的形状.如图3为移动到落在上的情形.
【问题提出】
西西同学打算用数学方法,确定遮阳区面积最大时的位置.
设遮阳区的面积为,从初始时向右移动的距离为.
【直观感知】(1)从初始起右移至图3情形的过程中,随的增大如何变化?
【初步探究】(2)求图3情形的与的值;
【深入研究】(3)从图3情形起右移至与重合,求该过程中关于的解析式;
【问题解决】(4)当遮阳区面积最大时,向右移动了多少?(直接写出结果)
【答案】(1)随的增大而增大;(2),;(3);(4)
【分析】(1)根据矩形的性质得,根据平行四边形的面积公式得,然后分别求出当时,当时,关于的解析式,即可得出结论;
(2)根据(1)的结论可得答案;
(3)当时,如图,设向右移动后得到,设交于点,交于点,交于点,则,,
此时遮阳区的面积为六边形的面积,推出,,得,,再根据即可得出结论;
(4)分别确定:当时,当时,当时,各个范围内的最大值,即可得出结论.
【详解】解:(1)∵四边形是矩形,四边形是平行四边形,,,,在边所在直线上,
∴,,,
又∵如图2,在上,,,
∴,
,
当时,如图,设交于点,交于点,则,
此时遮阳区的面积为的面积,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴当时,随的增大而增大,的值从增大到;
当时,如图,设交于点,则,,,
此时遮阳区的面积为四边形的面积,
∵,
∴四边形为梯形,
∴,
∴当时,随的增大而增大,的值从增大到;
综上所述,从初始起右移至图3情形的过程中,随的增大而增大;
(2)如图3,此时点落在上,则,
由(1)知:当时,;
∴图3情形时,,;
(3)当时,如图,设向右移动后得到,设交于点,交于点,交于点,则,,
此时遮阳区的面积为六边形的面积,
∴,,,
∴,,
∴,,
∴,,
∴
,
∴从图3情形起右移至与重合,该过程中关于的解析式为;
(4)当时,,
当时,的最大值为:;
当时,,
当时,的最大值为:;
当时,,
∵
∴当时,的最大值为:,
综上所述,当时,取得最大值,最大值为,
∴当遮阳区面积最大时,向右移动了.
2.(2025·广东深圳·模拟预测)张伯伯挨着一面墙开垦了一块矩形田地,准备种植蔬菜.张伯伯将矩形田地用的篱笆分割成如图所示的四个面积相等的矩形(矩形田地的边缘除边外都要围上),种植不同种类的蔬菜,设.
(1)求矩形田地的面积的最大值.
(2)若矩形田地的面积不小于,求的取值范围.
【答案】(1)矩形田地的面积的最大值为
(2)当矩形田地的面积不小于时,的取值范围为
【分析】本题考查了二次函数的应用,一元一次不等式的应用,一元二次方程的应用,熟练掌握矩形的性质和面积公式,列出一元二次方程和二次函数解析式是解题的关键.
(1)由矩形的性质得,,,再由篱笆总长可得,进而可用含x的代数式表示出、,再根据矩形的面积公式可得二次函数,根据二次函数的性质求最值即可;
(2)令,解得,,再根据二次函数的性质求取值范围即可.
【详解】(1)根据题意可得矩形,矩形,矩形,矩形的面积相等,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
解得,
∴,
∴当时,最大,最大值为,
答:矩形田地的面积的最大值为;
(2)根据(1)可得,
令,
解得,,
∵,
∴二次函数的图象开口向下,对称轴为直线,
∴当时,随x的增大而增大;当时,随x的增大而减小,
∴当时,,
∴当矩形田地的面积不小于时,的取值范围为.
►题型04 拱桥问题
/
【典例】.(2025·贵州遵义·一模)【活动背景】如图1,南昌复兴大桥主拱是桥梁的标志性建筑. 某兴建小组将复兴大桥主拱截面视为抛物线,若跨度为,最高点(顶点)到桥面的距离为.
【建立模型】
(1)请在图2、图3中任选一种,求出抛物线的函数表达式;
【初步应用】
(2)在(1)的条件下,在主拱与桥面之间设置等距的吊杆(垂直于桥面),共设置9根吊杆,求从左到右第3根吊杆的长度;
【拓展应用】
(3)如图4,在右边修建副拱为抛物线,与射线交于点K、F(点K在点F左边),,的顶点需在一个正方形内(包括边界,点P在点N右边),垂直桥面于点D,,求抛物线二次项系数的取值范围.
【答案】(1)答案不唯一,见解析;(2)从左到右第3根吊杆的长度是;(3)
【分析】(1)根据坐标系特点,图2中设解析式为,图3中设函数表达式为,确定顶点坐标,待定系数法解答即可,
(2)根据函数的解析式,计算时的函数值即可;
(3)设抛物线的解析式为,则其顶点为,则,.把,代入,得;把,代入,得,解答即可.
本题考查了待定系数法,抛物线的性质,正方形的性质,熟练掌握待定系数法,抛物线的性质是解题的关键.
【详解】(1)解:选图2,则,,顶点坐标为,
可设抛物线的函数表达式为,
把代入,得:,
解得.
∴抛物线的函数表达式为.
选图3,则,,顶点坐标为,
设抛物线的函数表达式为,
把,得:,
解得.
∴抛物线的函数表达式为.
(2)解:选择图2,抛物线为.
因为共设置9根吊杆,被分成10等份,每一份的距离为.
从左到右第3根吊杆对应的x值为.
把代入,得
所以从左到右第3根吊杆的长度是.
选择图3,抛物线为.
因为共设置9根吊杆,被分成10等份,每一份的距离为.
从左到右第3根吊杆对应的x值为.
把代入,得
所以从左到右第3根吊杆的长度是.
(3)解:选择图3的坐标系,设抛物线的解析式为,则其顶点为,
的顶点在正方形内,,,,,
则,.
,
∴当和时,,
把代入,得:,,
把代入,得:,,
当点F左移时,抛物线开口变小,点F右移时,抛物线开口变大,
当顶点在正方形的左上顶点和右下顶点时,开口最小或最大.
把,代入,得;
把,代入,得,
∴抛物线二次项系数的取值范围为.
解法2 如果以点B为原点建立坐标系,则,
设抛物线的解析式为,则其顶点为,
的顶点在正方形内,,,,
则,.
,
∴当和时,,
把代入,得,,
把代入,得,,
当点F左移时,抛物线开口变小,点F右移时,抛物线开口变大,
当顶点在正方形的左上顶点和右下顶点时,开口最小或最大.
把,代入,得;
把,代入,得;
∴抛物线二次项系数的取值范围为.
【变式】
1.(2025·四川绵阳·一模)如图,有一抛物线型拱桥,在正常水位时水面宽,当水位上升,水面宽.
(1)按如图所示的直角坐标系,求此抛物线的函数表达式;
(2)有一条船以的速度向此桥径直驶来,当船距离此桥时,桥下水位正好在处,之后水位每小时上涨,当水位达到处时,将禁止船只通行,如果该船的速度不变,那么它能否安全通过此桥?
【答案】(1)
(2)能
【分析】本题主要考查了求二次函数关系式,二次函数的应用,熟练掌握待定系数法,是解题的关键.
(1)先设 ,点,再根据得出答案;
(2)先求出船航行所用时间,再求出水面上涨的距离,并与比较得出答案.
【详解】(1)解:设 ,点,
代入得 ,
∵,
∴,
解得,
∴ ;
(2)解:,
,
∴,
∴ 船能安全通过.
2.(2025·江苏苏州·模拟预测)某学校数学兴趣社团利用二次函数的知识进行探究学习.
【数学建模】
一条公路上有隧道,隧道的纵截面为抛物线形状,且该隧道为同向两车道设计,中间标有行车道分隔线,标线宽度忽略不计,车辆不能压线行驶建立如图所示的直角坐标系,画出了隧道截面图.
【解决问题】
已知隧道的路面宽为,隧道顶部最高处点P距地面.过隧道的车辆的顶部与隧道顶部在竖直方向上的高度差至少为,才能保证车辆安全通过.现有一辆宽、高的厢式货车计划从隧道驶过.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)问厢式货车能否顺利通过隧道?请说明理由.
【拓展应用】
该数学兴趣社团为进一步探索抛物线的有关知识,借助上述抛物线模型,设计两个问题:
(3)如图,在抛物线内作矩形,使顶点,落在抛物线上,顶点,落在轴上设矩形的周长为,求的最大值.
(4)在(3)的条件下,如图,在矩形周长最大时,将矩形绕点逆时针旋转,若以点,,为顶点的三角形为直角三角形,请直接写出此时的旋转角的度数.
【答案】(1);(2)厢式货车能顺利通过隧道,理由见解析;(3)的最大值为:20.5m;(4)旋转角的度数为或或
【分析】此题主要考查了顶点式求二次函数解析式以及二次函数最值求法和等腰直角三角形的性质,旋转的性质.
(1)利用顶点式求出二次函数解析式即可;
(2)根据已知得出当时,正好是厢式货车宽度,求出即可;
(3)首先表示出矩形周长,再利用二次函数最值公式求出;
(4)根据题意,画出符合条件的三角形,根据旋转的性质分三种情况求解即可.
【详解】解:(1)根据坐标系可知此函数顶点坐标为,且图象过点,
代入顶点式得:,
∴,
解得:,
∴;
(2)厢式货车能顺利通过隧道,理由如下:
当宽、高的厢式货车从隧道驶过时,
∴,
∴代入解析式得:;
∴,
∴厢式货车能顺利通过隧道;
(3)假设,可得,
∴;
∵矩形的周长为l,
∴,
∴当时,l的最大值为:;
(4)在(3)的条件下,当矩形周长最大时,,,,
∴,,
过点P作于点M,
∵,
∴,,
∴,,
如图,分以下三种情况:
当时,根据旋转的性质得,
由勾股定理得,
∴,
∴,
∴;
当时,;
当时,;
综上所述,旋转角的度数为或或.
突破一 二次函数与销售利润问题
【典例】.(2025·江苏苏州·二模)在“多‘盔’有你”交通安全宣传月期间,某商店销售一批头盔,进价为每顶40元,售价为每顶68元,平均每周可售出100顶,商店计划将头盔降价销售,每顶售价不高于58元但不低于进价,经调查发现:每降价2元,平均每周可多售出40顶.
(1)若每顶头盔降价10元,则平均每周售出_______顶,共获利________元;
(2)若该商店希望平均每周获利4000元,则每顶头盔应降价多少?
(3)商店降价销售后,决定每销售1顶头盗就向某慈善机构捐赠m元(m为整数,且)帮助做“交通安全”宣传.捐赠后发现,该商店每周销售这种商品的利润仍随售价的增大而增大,求m的值.
【答案】(1)300,5400
(2)每顶头盔应降价20元
(3)或4
【分析】本题主要考查了有理数混合运算、一元二次方程的应用、二次函数的应用等知识,正确理解题意是解题关键.
(1)根据“每降价2元,平均每周可多售出40顶”列式求解即可;
(2)设每顶头盔应降价元,根据题意列出关于的一元二次方程并求解,结合题意即可获得答案;
(3)设每周扣除捐赠后可获得利润为元,每顶头盔售价元,根据题意可得,知该函数图像的对称轴为,开口向下,根据当时,利润仍随售价的增大而增大,可知,进而解得,结合题意即可获得答案.
【详解】(1)解:根据题意,可知若每顶头盔降价10元,
则平均每周售出顶,
共获利元.
故答案为:300,5400.
(2)设每顶头盔应降价元,
根据题意,可得,
整理可得,,
解得,,
当时时,售价为元;
当时时,售价为元;
∵每顶售价不高于58元,
∴每顶头盔应降价20元.
(3)设每周扣除捐赠后可获得利润为元,每顶头盔售价元,
根据题意,得
,
则该函数图像的对称轴为,开口向下,
当时,利润仍随售价的增大而增大,
∴,解得,
∵,且为整数,
或4.
【变式】
1.(2025·江苏无锡·二模)某烘焙店销售一款蛋糕,经市场调查发现,这种蛋糕的周销量y(个)是售价x(元/个)的一次函数.现已知售价,周销量,周销售利润的部分数据如下表所示:
售价(元/个)
…
15
16
17
…
周销量(个)
…
500
480
b
…
周销售利润(元)
…
2500
a
c
…
(1) , , ;
(2)当周销售利润最大,求蛋糕的售价;【周销售利润(售价成本)销售量】
(3)由于受俄乌危机,导致原材料的价格大幅上升,从下周开始,蛋糕成本价每个上涨m元(),同时为了留住客源,蛋糕售价将不超过20元/件.若周销量与售价的函数关系不变,且下周总利润最高为3200元,求m的值.
【答案】(1)2880,460,3220;
(2)当周销售量最大时,面包的售价为25元;
(3)2
【分析】本题考查了二次函数与一次函数的实际应用,正确理解题意是解题的关键.
(1)先由待定系数法求出关于的函数解析式,然后求出每件的成本,求出,再根据周销售利润(售价成本)销售量求出,;
(2)设周销售利润为w(元),根据周销售利润(售价成本)销售量,建立关于的二次函数关系式,再由二次函数的性质求解;
(3)设周销售利润为w(元),此时新成本为,根据周销售利润(售价成本)销售量,建立关于的二次函数关系式,再由二次函数的性质求解.
【详解】(1)解:由题意设,
由表格得:,
解得:,
∴,
则每个成本为:(元),
∴,
,
,
故答案为:2880,460,3220;
(2)解:设周销售利润为w(元),则,
∴当时, w有最大值4500元,
答:当周销售量最大时,面包的售价为25元;
(3)解:设周销售利润为w(元),
则,
对称轴,而由题意,
∴当时,w有最大值,
∴.
2.(2025·江苏宿迁·三模)近两年直播购物逐渐走进了人们的生活,某电商在网络平台上对一款成本价为120元的商品进行直播销售,如果按每件200元销售,每天可卖出40件.通过市场调查,该商品售价每降低1元,日销售量增加2件,设每件商品降价元.
(1)每件商品降价元时,日销售量为______件:
(2)若日销售盈利为4800元,为尽快减少库存,的值应为多少;
(3)设日销售盈利为元,当为何值时,取值最大,最大值是多少?
【答案】(1)
(2)的值应为40;
(3)当时,取最大值,最大值是5000.
【分析】本题主要考查了列代数式,一元二次方程的实际应用,二次函数的实际应用,正确理解题意列出对应的解析式和方程是解题的关键.
(1)根据售价每降低1元,日销售量增加2件列出对应的代数式即可;
(2)根据利润(售价成本价)数量列出方程求解即可;
(3)根据利润(售价成本价)数量列出关于x的二次函数关系,利用二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:由题意得,每件商品降价x元时,日销售量为件,
故答案为:;
(2)解:由题意得,,
∴,
解得,
∵为尽快减少库存,
∴的值应为40;
(3)解:由题意得,,
,
∴当时,取最大值,最大值是5000.
突破二 二次函数与图形运动问题
【典例】.(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.
【变式】
1.(2025·江苏徐州·模拟预测)在中,已知,,,以所在直线为轴,为坐标原点建立直角坐标系,将绕点按逆时针方向旋转得到(图1)
(1)直接写出C、F两点的坐标.
(2)沿轴的负半轴以1米秒的速度平行移动,设移动后秒(图2),与重叠部分的面积为,当点移动到的内部时,求与之间的关系式.
(3)若与同时从点出发,分别沿轴、轴的负半轴以1米秒的速度平行移动,设移动后秒(如图3),与重叠部分的面积为,当点移动到的内部时,求与之间的关系式,并求出重叠部分面积的最大值.
【答案】(1),
(2)
(3),重叠部分面积的最大值是
【分析】(1)根据勾股定理和坐标知识可求出,的坐标;
(2)因为,以及重叠部分的面积可用四边形和三角形的面积来表示出来,从而可求出解析式;
(3)分两种情况:当时和当时进行讨论,分别求出表示面积的解析式,然后根据二次函数最值求解即可.
【详解】(1)解:如图,过作轴,过作轴,
∵在中,已知,,,
∴,
,
,
则,,
∴,
∵将绕点按逆时针方向旋转得到,
∴同理可得,,
∴;
(2)解:如图,设与交于点,与轴交于点,
由题意得,,,
,,
,
,
,
,
点移动到的内部,
,
解得:,
与之间的关系式为;
(3)解:2秒后,移动到的内部,
当时,如图,,,
由(1)知,则
轴,
,
,
,
,
当时,有最大值;
当时,如图,延长与交于点,
,即,
,
,
,
当时,有最大值;
综上所述,与之间的关系式为,重叠部分面积的最大值是.
2.(2025·江苏无锡·一模)如图,在菱形纸片中,,,对角线与相交于点,点是对角线上一动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到,连接,,点是线段的中点.
(1)求证:;
(2)求面积的最大值;
(3)当为等腰三角形时,直接写出线段的长.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)或
【分析】(1)利用菱形的性质结合旋转的性质可得,易证,即可得出结论;
(2)过点F作于点H,由题意得,则当面积最大时,面积最大,利用菱形的性质结合勾股定理求出,设,则,,求出,利用二次函数的性质即可解答;
(3)解:连接,设,则,求出,;
分时,过点D作于点P,过点E作于点M,时,过点E作于点M,,三种情况讨论,利用等腰三角形的性质结合勾股定理建立方程求解即可.
【详解】(1)证明:∵四边形是菱形,,
∴,
由旋转的性质得:,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:过点F作于点H,
∵点是线段的中点,
∴,则当面积最大时,面积最大,
∵四边形是菱形,,
∴,
∴,
由(1)知,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵四边形是菱形,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,则,,
∴,
∴,
当,即点重合时,面积最大,最大值为,
∴面积的最大值为:;
(3)解:连接,
由旋转的性质得:,,
∴是等腰三角形,
∴,
∵点是线段的中点,
∴平分,,
∴,
设,则,
∴,
∴;
如图,当时,过点D作于点P,过点E作于点M,
则,,
设,则,,
∵,
∴,
整理得:,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
令,则,
解得:或,
∴或,
当时,,
当时,(舍去);
如图,当时,过点E作于点M,
则,
∵,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,即,
解得:(负值舍去),
∴;
当时,
∵点是线段的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,显然矛盾,故不存在;
综上,当为等腰三角形时,线段的长为或.
1.(2025·江苏南京·二模)某商场销售某种产品,销售量(单位:)与售价(单位:元)之间的函数关系如图所示.
(1)当时,求与的函数关系式;
(2)若产品的进价为12元,当售价为多少时,获得的利润最大?最大利润是多少?
【答案】(1)
(2)售价为26元时,获得的利润最大,最大利润是980元
【分析】本题主要考查待定系数求一次函数解析式及二次函数的实际应用能力,根据相等关系列出函数关系式,熟练根据二次函数的性质判断函数的最值情况是解题的关键.
(1)利用待定系数法直接求解即可;
(2)设售价为元时,获得的利润为元.求出当时,和当时,与的函数关系式,再根据一次函数和二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:设,
将和分别代入,
得:,
解得:,
.
(2)解:设售价为元时,获得的利润为元.
当时,,
.
所以,当时,的值最大,最大值为980.
当时,,
,
,
随的增大而增大,
所以,当时,的值最大,最大值为960.
综上,当售价为26元时,获得的利润最大,最大利润是980元.
2.(2025·江苏宿迁·三模)近两年直播购物逐渐走进了人们的生活,某电商在网络平台上对一款成本价为120元的商品进行直播销售,如果按每件200元销售,每天可卖出40件.通过市场调查,该商品售价每降低1元,日销售量增加2件,设每件商品降价元.
(1)每件商品降价元时,日销售量为______件:
(2)若日销售盈利为4800元,为尽快减少库存,的值应为多少;
(3)设日销售盈利为元,当为何值时,取值最大,最大值是多少?
【答案】(1)
(2)的值应为40;
(3)当时,取最大值,最大值是5000.
【分析】本题主要考查了列代数式,一元二次方程的实际应用,二次函数的实际应用,正确理解题意列出对应的解析式和方程是解题的关键.
(1)根据售价每降低1元,日销售量增加2件列出对应的代数式即可;
(2)根据利润(售价成本价)数量列出方程求解即可;
(3)根据利润(售价成本价)数量列出关于x的二次函数关系,利用二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:由题意得,每件商品降价x元时,日销售量为件,
故答案为:;
(2)解:由题意得,,
∴,
解得,
∵为尽快减少库存,
∴的值应为40;
(3)解:由题意得,,
,
∴当时,取最大值,最大值是5000.
3.(2025·江苏连云港·一模)请根据以下素材,完成表格中信息整理和两个探究任务.
制定购买方案
问题背景
背景1
◆在征文活动中,学校计划对获得一、二等奖的学生分别奖励一支钢笔,一本笔记本.已知钢笔每支元,笔记本每本元.
◆经与商家协商,购买钢笔超过支时,每增加一支,单价降低元;超过支,均按购买支的单价销售.笔记本一律按原价销售.
背景2
学校计划奖励一、二等奖学生共计人,其中一等奖的人数不少于人,且不超过人.
信息整理
设奖励一等奖学生人,列表如下:
一等奖人数范围
钢笔支数
钢笔单价
笔记本本数
笔记本单价
__________
__________
探究任务1
建立数学模型
设购买总额元,求关于的函数表达式.
探究任务2
拟定购买方案
制定购买奖品金额最少的购买方案.
【答案】信息整理:,8;探究任务1:当时,;当时,;探究任务2:当一等奖人数为50时花费最少,最少为700元
【分析】本题考查了一次函数的应用,根据题意列出函数关系式是解题的关键;
信息整理:根据问题背景,购买钢笔超过支时,每增加一支,单价降低元;超过支,均按购买支的单价销售.笔记本一律按原价销售,即可得出钢笔单价;
探究任务1:当, 时,根据总额等于钢笔与笔记本的购买金额,分别列出函数关系式;
探究任务2:根据一次函数的性质,得出的最小值为700元,即可求解.
【详解】信息整理:
当时,钢笔单价为:,
当时,钢笔单价为:8
探究任务:
①当时,
当时,,当时,,
当时,.
②当时,
,
,
当时,的最小值为700元,
当一等奖人数为50时花费最少,最少为700元.
4.(2025·江苏无锡·模拟预测)如图,在矩形中,,.点P从点A出发,沿边向点B以1个单位长度/秒的速度运动,同时点Q从点B出发,沿边向点C以2个单位长度/秒的速度运动,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.设运动时间为t秒.
(1)当时,求的面积;
(2)当t为何值时,的面积最大?最大面积是多少?
(3)是否存在某一时刻t,使的面积等于矩形面积的?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)8
(2)的面积最大,且为
(3)不存在,理由见详解
【分析】本题考查了矩形的性质,二次函数的其他应用,一元二次方程的应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先由矩形的性质得,结合时间和速度,得出,运用三角形面积公式进行列式计算,即可作答.
(2)先由矩形的性质得,结合时间和速度,得出,运用三角形面积公式进行列式得,根据二次函数的性质进行分析,即可作答.
(3)先由矩形的性质得,且结合题意得,运用三角形面积公式进行列式得,即可作答.
【详解】(1)解:连接,如图所示:
∵四边形是矩形,
∴,
依题意,当时,则,
∴,
∴的面积;
(2)解:∵四边形是矩形,
∴,
依题意, ,
∴,
∵当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.
∴,
即,
∴;
∵,
∴函数的开口向下,在时,有最大值,
即把代入,得,
∴当t为秒时,的面积最大?最大面积是;
(3)解:不存在,理由如下:
在矩形中,,.
∴,矩形的面积,
∵的面积等于矩形面积的,
∴,
由()得,
∴,
则,
∴,
此时无法找到一个t使得成立,
即不存在某一时刻t,使的面积等于矩形面积的.
5.(2025·江苏扬州·模拟预测)如图,学校准备开展劳动教育活动,计划利用围墙和栅栏围成一个矩形的菜园,并用栅栏将其分成n个相同大小的矩形小菜园,共用栅栏.
(1)当n=4时,菜园面积的最大值为______.
(2)求菜园面积的最大值(用含n的代数式表示).
(3)在第(2)问的条件下,存在和时,菜园面积的最大值之和为,且,直接写出所有满足条件的a、b的值______.
【答案】(1)80
(2)
(3)或或
【分析】本题考查二次函数的应用,解题的关键是读懂题意,列出函数关系式.
(1)设矩形养殖场的总面积为y,列出y与x的函数关系式,并求出其最大值.
(2)设矩形养殖场的总面积为y,列出y与x的函数关系式,并求出其最大值.
(3)根据(2)中最大值可列方程,求出,然后根据a、b都是正整数且求解即可.
【详解】(1)解:设菜园的垂直于墙的边为,当时,菜园的平行于墙的边为,菜园面积为,则有:
,
∵,
∴有最大值,最大值为80,
即菜园面积的最大值为,
故答案为:80.
(2)解:设菜园的垂直于墙的边为,则平行于墙的边为,菜园面积为,则有:
.
∵,
∴,
∴
∴当时,有最大值,最大值为,
即菜园面积的最大值为.
(3)解∶当时, 菜园面积的最大值为,
当时, 菜园面积的最大值为,
∵菜园面积的最大值之和为
∴,
整理得,
∴,
∵a、b都是正整数,
∴是16是因数,
∴,,,,,
∴或(舍去)或或(舍去)或或(舍去)或或(舍去)或或(舍去),
又,
∴或或,
故答案为:或或.
6.(2025·江苏盐城·一模)如图 1 ,一个小球以的初速度,在一条足够长且平直的轨道上运动.轨道初段绝对光滑;除段外,剩下轨道粗糙.小球在绝对光滑轨道上不存在阻力;在粗糙轨道上,存在恒定的摩擦力,速度会逐渐减小,直至停止.小球运动过程中,其速度与时间之间的关系如图2所示,其路程与时间之间的关系如图3所示(段是抛物线 的一部分).
(1)轨道初段的总长为 ;小球在粗糙轨道(图中射线上)运动时,与之间的函数关系式为 ;
(2)若测得小球从开始出发到最终停止,行进的总路程为,如果直线与抛物线有且只有一个交点,则称线段与抛物线光滑连接.请你通过计算和推理判断线段与抛物线是否光滑连接?
(3)在(2)的条件下,在射线上,是否存在一节长为的轨道段,使得小球在通过该段过程中,所用时间恰好为.若存在,请求出这节轨道的起点与点A之间的距离;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)线段与抛物线能光滑连接
(3)存在,这节轨道的起点与点A之间的距离为
【分析】本题考查二次函数的应用,关键是用待定系数法求出函数解析式.
(1)由图2可以得出轨道初段的总长,再用待定系数法求出v与t的函数解析式;
(2)设出抛物线的顶点式,再把点代入解析式求解即可;求出解析式,再联立直线和抛物线所组成的方程组,根据判别式得出结论;
(3)假设存在这节轨道,且小球第m秒行驶至轨道起点,则第秒行驶至轨道终点,由小球在通过该段过程中,所用时间恰好为,求出m的值,再把m的值代入抛物线解析式求出轨道的起点与点A之间的距离.
【详解】(1)解:由图2可知,轨道初段的总长为;
设,
则,
解得,
∴,
故答案为:40;;
(2)解:由题意,Q为顶点,设,
则,
把代入解析式得:,
解得(舍去),
∴;
设直线表达式:,代入,有,
即,
联立,
得,
∵,
∴直线与抛物线有且只有一个交点P,且直线不与抛物线对称轴平行,故线段与抛物线光滑连接;
(3)解:假设存在这节轨道,且小球第m秒行驶至轨道起点,则第秒行驶至轨道终点,
由题意得:,
解得:,
当时,,
∴轨道起点与点A之间的距离为.
7.(2025·江苏扬州·一模)如图,在等腰中,,动点E、F同时从点A出发,分别沿射线和射线的方向匀速运动,且速度相等,当点E停止运动时,点F也随之停止运动,连接,以为边向下作正方形,设点E运动的路程为,正方形和等腰重合部分的面积为y.
(1)当时,_______;当时,_______;
(2)求点E在整个运动过程中y的最大值.
【答案】(1)8;32
(2)36
【分析】本题主要考查勾股定理、等腰直角三角形的性质与判定、正方形的性质及二次函数的图象与性质,熟练掌握勾股定理、等腰直角三角形的性质与判定、正方形的性质及二次函数的图象与性质是解题的关键;
(1)由题意先得出当正方形的边在等腰的斜边上时的的长,然后分别求当和时,y的值即可;
(2)由(1)可分①当时,正方形和等腰重合部分的面积为正方形的面积,②当时,然后列出函数关系式,进而根据二次函数的性质可进行求解.
【详解】(1)解:当正方形的边在等腰的斜边上时,如图所示:
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
∵在等腰中,,,
∴都是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当时,即,正方形的边在等腰的斜边上;
当时,则有,
∴,,
此时正方形在等腰内部,
∴;
当时,则有,如图所示:
∴,
∴,
同理可得:,
此时;
故答案为:8;32;
(2)解:由(1)可分:①当时,正方形和等腰重合部分的面积为正方形的面积,即,
∴当时,y随x的增大而增大,
∴当时,y有最大值,最大值为32;
②当时,如图,
此时正方形和等腰重合部分的面积为,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴当时,y有最大值,最大值为36;
综上所述:点E在整个运动过程中y的最大值为36.
8.(2025·江苏徐州·中考真题)急刹车时,停车距离是指骑车人从意识到应当刹车到车辆停下来所走的距离,记作;反应距离是指骑车人意识到应当刹车到实施刹车所走的距离,记作;刹车距离是指骑车人实施刹车到车辆停下来所走的距离,记作.已知,与骑行速度成正比,与骑行速度的平方成正比.当骑行速度为时,反应距离为,刹车距离为.
(1)若骑行速度为,则_______,_______;
(2)设骑行速度为,求y关于x的函数表达式;
(3)当刹车距离为时,停车距离为多少(精确到)?(参考数据:,,)
【答案】(1),
(2)
(3)停车距离约为.
【分析】本题考查正比例函数与二次函数的实际应用;
(1)设,,结合题意可得,,再进一步求解即可;
(2)结合(1)可得:;
(3)当刹车距离为时,可得,求解,再进一步求解即可.
【详解】(1)解:∵与骑行速度成正比,与骑行速度的平方成正比.骑行速度为,
∴,,
∵当骑行速度为时,反应距离为,
∴,
解得:,
∴,
当时,
∴,
∵当骑行速度为时,刹车距离为,
∴,
解得:,
∴,
当时,.
(2)解:设骑行速度为,而,,
∴y关于x的函数表达式为.
(3)解:∵当刹车距离为时,
∴,
解得:,(舍去),
∴
∴停车距离约为.
9.(2025·江苏淮安·一模)无人机在各行各业都有广泛应用.某地利用无人机投放救灾物资,物资包裹距地面的高度米与离投放点的水平距离米的关系为,当无人机在距地面20米的空中投放物资包裹时,包裹落地点距投放点的水平距离为20米.
(1)求物资包裹下落过程中y与x的函数关系式;
(2)若无人机投放点正前方15米地面有10米高的障碍物,通过计算判断物资包裹下落过程中是否会撞上障碍物;
(3)若投放点向上升高米,物资包裹经过的抛物线形状不变,求包裹落地点距离投放点的水平距离增加了多少.
【答案】(1)
(2)物资包裹下落过程中不会撞上障碍物,理由见解析
(3)包裹落地点距离投放点的水平距离增加了2米
【分析】本题主要考查了二次函数的应用,解题时要熟练掌握并能灵活运用二次函数的性质是关键.
(1)依据题意,由无人机在距地面20米的空中投放物资包裹时,包裹落地点距投放点的水平距离为20米,得到函数的图象过点,利用待定系数法求解即可;
(2)依据题意,结合(1),令,则,可得,从而可以判断得解;
(3)依据题意,由投放点向上升高米,物资包裹经过的抛物线形状不变,从而新抛物线解析式为,又令,可得,求出x后即可判断得解.
【详解】(1)解:无人机在距地面20米的空中投放物资包裹时,包裹落地点距投放点的水平距离为20米,
函数的图象过点,
,
,
与x的函数关系式为;
(2)解:由(1)知,
令,则,
∵,
答:物资包裹下落过程中不会撞上障碍物.
(3)解:投放点向上升高米,物资包裹经过的抛物线形状不变,
新抛物线解析式为
令,则,
(舍去),
(米),
包裹落地点距离投放点的水平距离增加了2米.
10.(2025·江苏南京·一模)如何设置挡板?
如图①,点在直线上,现有一台粒子发射器在处向外连续发射粒子,发射的粒子沿抛物线运动,这些抛物线的开口方向和大小都与相同,发射出的粒子最终落在上.若在直线上的点处有一块挡板,,,由于挡板的遮挡,使得直线上存在粒子未能落到的一段线段,该线段的长记为.(粒子的反弹忽略不计)
【初步体验】
(1)如图②,若,,则_________.
【数学思考】
(2)如图③,若,,建立适当的平面直角坐标系,求的值.
【问题解决】
(3)如图,是直线上一点,是的中点,现要使发射的粒子能覆盖段的每一处,且落不到段.在满足上述要求的所有挡板位置中:
(Ⅰ)直接写出最小时的的值;
(Ⅱ)直接写出挡板的长的最小值.
【答案】(1)2;(2);(Ⅰ);(Ⅱ)
【分析】(1)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线解析式为,把代入求解即可;
(2)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作于G,解直角三角形求出,,则,当粒子经过P时,粒子落在B处,轨迹为,
当粒子的轨迹与相切(有唯一交点)时,函数图象为,刚好落在处,此时由于遮挡,粒子无法落到上,类似(1)可求,设,抛物线解析式为,根据待定系数法求出直线解析式为,联立方程组,化简得,根据直线与的图象有唯一的交点,可得出,求出解得,则,即可求解;
(3)(Ⅰ)当与在点O处相切时,最小,此时,设直线解析式为,联立方程组,化简得,根据直线与的图象有唯一的交点,可得出,求出,则,然后根据正切定义求解即可;
(Ⅱ)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作于H,根据正切的定义可求出,设,则,则,类似(1)求出的解析式为,把代入求出,根据勾股定理得出,则可求,然后根据二次函数的性质求解即可.
【详解】解:(1)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,
则,
∴,
∵,,
∴,,
设抛物线解析式为,
把代入,得,
解得,
故答案为:2;
(2)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作于G,
∵,,
∴,,
∴,
当粒子经过P时,粒子落在B处,轨迹为,
当粒子的轨迹与相切(有唯一交点)时,函数图象为,刚好落在处,此时由于遮挡,粒子无法落到上,
设,
∵经过、、,
∴设抛物线解析式为,
把代入,得 ,
解得,
∴,
设
∵经过经过、,
∴设抛物线解析式为,
设直线解析式为,
则,
解得,
∴,
联立方程组,
化简得,
∵直线与的图象有唯一的交点,
∴方程有两个相等的实数根,
∴,
解得或(舍去)
∴,
∴,
即m的值为;
(3)(Ⅰ)当与在点O处相切时,最小,
此时,
设设直线解析式为,
联立方程组,
化简得,
∵直线与的图象有唯一的交点,
∴方程有两个相等的实数根,
∴,
解得,
∴,
设,
则;
(Ⅱ)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作于H,
∵,
∴,
∴的解析式为,
∵点P在的图象上,设,
则
∴当时,有最小值为8,
∴的最小值为.
1.(2025·江苏无锡·二模)某烘焙店销售一款蛋糕,经市场调查发现,这种蛋糕的周销量y(个)是售价x(元/个)的一次函数.现已知售价,周销量,周销售利润的部分数据如下表所示:
售价(元/个)
…
15
16
17
…
周销量(个)
…
500
480
b
…
周销售利润(元)
…
2500
a
c
…
(1) , , ;
(2)当周销售利润最大,求蛋糕的售价;【周销售利润(售价成本)销售量】
(3)由于受俄乌危机,导致原材料的价格大幅上升,从下周开始,蛋糕成本价每个上涨m元(),同时为了留住客源,蛋糕售价将不超过20元/件.若周销量与售价的函数关系不变,且下周总利润最高为3200元,求m的值.
【答案】(1)2880,460,3220;
(2)当周销售量最大时,面包的售价为25元;
(3)2
【分析】本题考查了二次函数与一次函数的实际应用,正确理解题意是解题的关键.
(1)先由待定系数法求出关于的函数解析式,然后求出每件的成本,求出,再根据周销售利润(售价成本)销售量求出,;
(2)设周销售利润为w(元),根据周销售利润(售价成本)销售量,建立关于的二次函数关系式,再由二次函数的性质求解;
(3)设周销售利润为w(元),此时新成本为,根据周销售利润(售价成本)销售量,建立关于的二次函数关系式,再由二次函数的性质求解.
【详解】(1)解:由题意设,
由表格得:,
解得:,
∴,
则每个成本为:(元),
∴,
,
,
故答案为:2880,460,3220;
(2)解:设周销售利润为w(元),则,
∴当时, w有最大值4500元,
答:当周销售量最大时,面包的售价为25元;
(3)解:设周销售利润为w(元),
则,
对称轴,而由题意,
∴当时,w有最大值,
∴.
2.(2025·江苏宿迁·一模)某商场购进一批成本为每件20元的商品,经调查发现,该商品每天的销售量(件)与销售单价(元)之间满足一次函数关系,其图象如图所示.
(1)求该商品每天的销售量与销售单价之间的函数关系式;
(2)若商场按单价不低于成本价,且不高于成本价的2倍销售,则销售单价定为多少,才能使销售该商品每天获得的利润(元)最大?最大利润是多少?
【答案】(1)
(2)销售单价定为40元时,才能使销售该商品每天获得的利润最大,最大利润是1200元
【分析】本题考查了二次函数的应用、待定系数法求函数解析式,理解题意正确列出函数关系式是解题的关键.
(1)设函数关系式为,代入和,利用待定系数法即可求解;
(2)根据题意表示出利润关于销售单价的函数关系式,结合的范围,利用二次函数的性质求出的最大值和对应的的值即可解答.
【详解】(1)解:设函数关系式为,
代入和得,,
解得:,
该商品每天的销售量与销售单价之间的函数关系式为.
(2)解:由题意得,,
由(1)得,,
,
当时,随增大而增大,
当时,有最大值,最大值为,
销售单价定为40元时,才能使销售该商品每天获得的利润最大,最大利润是1200元.
3.(2025·江苏盐城·三模)我校为进一步激发学生劳动热情,在校园开辟了蔬菜种植基地“空翠圃”:种植基地一面利用学校的墙(墙的最大可用长度为 米),另三面用长为米的篱笆,围成中间隔有一道篱笆的矩形菜地,在菜地的前端及中间篱笆上设计了三个宽1米的小门,便于同学们进入.
(1)若围成的菜地面积为平方米(中间篱笆忽略不计),求此时边的长;
(2)若每平方米可收获千克的菜,问该片菜地最多可收获多少千克的菜?
【答案】(1)菜地的面积能达到时的长为.
(2)该片菜地最多可收获千克的菜.
【分析】本题考查了一元二次方程的应用,二次函数的应用,熟练掌握方程的应用和二次函数最值的应用是解题的关键.
(1)设,则,依题意列方程计算即可.
(2)设菜地的面积为,依题意构造二次函数计算即可.
【详解】(1)设,则,依题意,得:
,
即,
解得:,,
当时,(不合题意,舍去),
当时,.
答:菜地的面积能达到时的长为.
(2)设菜地的面积为,依题意,得:
,
∴当时,y有最大值为.
即菜地的最大面积是.
∴(千克),
答:该片菜地最多可收获千克的菜.
4.(2025·江苏泰州·二模)如图,学校有一面长8米的墙,生物兴趣小组打算用总长16米的篱笆在墙前面的空地上围成两个矩形分别饲养小兔和小鸡,矩形一边靠墙.
(1)要使小兔和小鸡活动区域总面积为21平方米,垂直于墙的边AB长为多少?
(2)若小鸡活动区域为正方形,设计方案使得小兔活动区域面积最大.
【答案】(1)3米
(2)见解析
【分析】本题主要考查一元二次方程和二次函数在几何图形面积问题中的应用.解题关键在于根据几何图形的边长关系设未知数,利用面积公式建立方程或函数表达式,同时要注意结合实际条件(如墙长对边长的限制)来确定未知数的取值范围,进而求解问题.
(1)本题通过设未知数来建立方程求解.设,由于篱笆总长为,且边有段(两个矩形),所以平行于墙的边长为.根据矩形面积公式长宽,总面积为平方米,得到方程.求解方程得到两个根, .又因为墙长米,即,解这个不等式得到,所以舍去,确定.
(2)同样先设,因为小鸡活动区域为正方形,所以 ,根据矩形面积公式得到小兔活动区域面积矩形 ,这是一个二次函数.对于二次函数(),当时,图象开口向下,在对称轴处取得最大值.这里,对称轴为 ,且由墙长限制,即,在这个范围内,随的增大而减小,所以当时,取得最大值 ,进而得出米,米时,小兔活动区域面积最大.
【详解】(1)解:设,根据题意得,
解得,,
∵,,
∴
答:垂直于墙的边长为3米.
(2)解:设,则,根据题意得,
,
当时,随的增大而减小
∵,,
∴当时,最大
答:当米,米时,小兔活动区域面积最大.
5.(2025·山东青岛·模拟预测)如图,在矩形和中,,,动点P从点A出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,动点Q从点E出发,沿方向匀速运动,速度为.过点P作,与交于点M,与交于点F,连接.设时间为,解答下列问题:
(1)当时,求t的值;
(2)设五边形的面积为,求与t的函数关系式;
(3)是否存在某一时刻t,使点Q在的平分线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)不存在这个时刻,使在的平分线上
【分析】本题考查了矩形的性质、等腰三角形的性质和判定、三角函数、勾股定理、动点问题,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
(1)过点作交于,证明是等腰三角形,得到的三角函数值,当时,,证明是等腰三角形,根据解直角三角形求解;
(2)根据化简即可;
(3)过点作交于,连接,当点在的平分线上时,,根据求出代数式,再结合(2)中的式子列方程即可.
【详解】(1)解:如图,过点作交于,
由题意知,,,
∴,
∴是等腰三角形,,
,,,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴,;
当时,,
∵,
∴,
∴是等腰三角形,
∴,
∴,
∴,
解得:;
(2)解:∵,
∴点运动到点就停止运动;
由(1)知,,,,,,
,
∴;
(3)解:如图,过点作交于,连接,
当点在的平分线上时,;
由(2)知,,,,,,
∴,,
∴,
而
,
∴
,
结合(2)中的结果,有:
,
解得:;
∵,
∴不存在这个时刻,使在的平分线上.
6.(2025·吉林·中考真题)如图,在中,,,.动点P从点A出发,沿边以每秒1个单位长度的速度向终点C匀速运动.当点P出发后,以为边作正方形,使点D和点B始终在边同侧.设点P的运动时间为,正方形与重叠部分图形的面积为y(平方单位).
(1)的长为_______.
(2)求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围.
(3)当正方形的对称中心与点B重合时,直接写出x的值.
【答案】(1)7
(2)
(3)
【分析】本题考查了二次函数与几何图形问题,正方行的性质、三角形相似、勾股定理等知识,解题的关键是添加辅助线利用数形结合的思想进行求解;
(1)当重合时,通过勾股定理分别求出即可求解;
(2)将正方形与重叠部分图形的面积分割成一个三角形的面积和直角梯形的面积之和来求解即可;
(3)根据正方形的对称中心与点B重合时,得出,再利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:当重合时,如下图:
,以为边作正方形,
是等腰直角三角形,
,
即,
解得:(负的舍去),
,
,
,
故答案为:7;
(2)解:当在线段上运动时,
,
当在线段的延长线上运动时,即点在线段上运动,如下图:
,
,
,
,
,
,
解得:,
,
;
(3)解:当正方形的对称中心与点B重合时,
,
,
即,
解得:,
.
7.(2025·江苏南京·模拟预测)二次函数表达式中的二次项系数a有何几何意义?
【理解a的几何意义】
(1)图①是二次函数(a,h,k为常数, )的图象,观察图象,用含a和k的式子填写下表:
(2)若点在二次函数(a,p,q为常数,)的图象上,则 .(用只含s,t,p,q的式子表示)
【运用a的几何意义】
(3)图②是一抛物线形状的桥拱的截面图,桥拱内的水面的宽度为n,拱顶到水面的距离为.梅雨季节,水面上升,桥拱内的水面宽度随之减小,当拱顶到水面的距离为时,直接写出此时桥拱内的水面的宽度.(用只含n的式子表示)
【答案】(1),,,;(2);(3)水面的宽度为
【分析】本题考查二次函数的应用,关键是求出二次函数解析式.
(1)分别把,,,代入求值即可;
(2)把代入求出即可;
(3)建立适当坐标系,用待定系数法求出函数解析式,再把代入解析式求出即可.
【详解】解:(1),,为常数,,
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
故答案为:,,,;
(2)点在二次函数,,为常数,的图象上,
,
,
,
故答案为:;
(3)以所在直线为轴,以所在直线为轴建立平面直角坐标系,如图:
此时,,
设拱桥所在抛物线的解析式为,
把点坐标代入解析式得:,
解得,
抛物线的解析式为,
当拱顶到水面的距离为时,此时,
即,
解得,
水面的宽度为.
8.(2025·江苏无锡·一模)《哪吒2》凭借其精彩的剧情、精良的制作以及深刻的文化内涵,再次掀起观影热潮.某影院IMAX厅每场运营成本为2000元,该厅每场售出的电影票数量y(单位:张)与售价x(单位:元/张)之间满足一次函数关系(,且x是整数),部分数据如下表所示:
IMAX厅电影票售价x(元/张)
40
50
IMAX厅售出电影票数量y(张)
160
120
(1)请求出y与x之间的函数关系式;
(2)为激发文化消费活力,丰富市民文化生活,无锡市推出了春节惠民观影的政策:观众购买无锡市任意影院、任意场次、任意影片均享受票价立减20元/张.该影院IMAX厅将电影票售价x定为多少时,该厅每场的获利最大?(利润=实际票房收入-运营成本)
【答案】(1)(,且是整数);
(2)该影院将电影票售价定为元时每场的获利最大,最大利润是元.
【分析】本题主要考查了一次函数的实际应用,实际问题与二次函数,正确列出二次函数解析式是解题的关键.
(1)设,将,代入,得,解方程组即可求出与的值,进而得出与之间的函数关系式;
(2)根据“每日利润每张电影票售价每天售出的电影票数量每天的运营成本”得出二次函数解析式,先将其化成顶点式,然后求二次函数的最值即可.
【详解】(1)解:设,
将,代入,得:
,
解得:,
(,且是整数);
(2)解:设每场的获利为元,
根据题意,得:
,
抛物线开口向下,
又,且是整数,
时,取得最大值,,
答:该影院将电影票售价定为元时每场的获利最大,最大利润是元.
9.(2025·江苏扬州·一模)南门大街某特产店销售A、B两种品牌的咸鸭蛋,已知A品牌咸鸭蛋的进价为50元/盒,B品牌咸鸭蛋的进价60元/盒.若客户购买1盒A品牌咸鸭蛋和1盒B品牌咸鸭蛋,则需要137元;若客户购买2盒A品牌咸鸭蛋和3盒B品牌咸鸭蛋,则需要349元.
(1)求该特产品A、B两品牌咸鸭蛋每盒的售价各是多少元?
(2)A品牌咸鸭蛋供货充足,按原价销售每天可售出60盒,经过市场调查发现:若每盒降价1元,则每天可多售出10盒(每盒售价不低于进价);B品牌咸鸭蛋供货紧张,每天只能购进110盒且能按原价售完.求A品牌咸鸭蛋每盒降价多少元时,该特产店每天销售这两品牌咸鸭蛋的总利润w最大,最大利润是多少元?
【答案】(1)A品牌咸鸭蛋的售价为62元/盒,B品牌咸鸭蛋的售价为75元/盒;
(2)A品牌咸鸭蛋每盒售价降价3元时,每天销售利润最大,最大利润为2460元.
【分析】本题主要考查二元一次方程组的应用、二次函数的应用.
(1)设每盒A品牌咸鸭蛋的售价为a元,每盒B品牌咸鸭蛋的售价为b元,根据“购买1盒A品牌咸鸭蛋和1盒B品牌咸鸭蛋,则需要137元;若客户购买2盒A品牌咸鸭蛋和3盒B品牌咸鸭蛋,则需要349元”列出二元一次方程组求解即可;
(2)设每盒A品牌咸鸭蛋降价x元,该特产店每天销售这两品牌咸鸭蛋的总利润w元,整理得到关于x的二次函数,利用二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:设每盒A品牌咸鸭蛋的售价为a元,每盒B品牌咸鸭蛋的售价为b元.
根据题意得,
解得,
答:A品牌咸鸭蛋的售价为62元/盒,B品牌咸鸭蛋的售价为75元/盒;
(2)解:设每盒A品牌咸鸭蛋降价x元,该特产店每天销售这两品牌咸鸭蛋的总利润w元,
由题意得
.
,
∴当时,w有最大值2460.
答:A品牌咸鸭蛋每盒售价降价3元时,每天销售利润最大,最大利润为2460元.
10.(2024·湖北武汉·中考真题)16世纪中叶,我国发明了一种新式火箭“火龙出水”,它是二级火箭的始祖.火箭第一级运行路径形如抛物线,当火箭运行一定水平距离时,自动引发火箭第二级,火箭第二级沿直线运行.某科技小组运用信息技术模拟火箭运行过程.如图,以发射点为原点,地平线为x轴,垂直于地面的直线为y轴,建立平面直角坐标系,分别得到抛物线和直线.其中,当火箭运行的水平距离为时,自动引发火箭的第二级.
(1)若火箭第二级的引发点的高度为.
①直接写出a,b的值;
②火箭在运行过程中,有两个位置的高度比火箭运行的最高点低,求这两个位置之间的距离.
(2)直接写出a满足什么条件时,火箭落地点与发射点的水平距离超过.
【答案】(1)①,;②
(2)
【分析】本题考查了二次函数和一次函数的综合应用,涉及待定系数法求解析式,二次函数的图象和性质,一次函数的图象与性质等知识点,熟练掌握二次函数和一次函数的图象与性质是解题的关键.
(1)①将代入即可求解;②将变为,即可确定顶点坐标,得出,进而求得当时,对应的x的值,然后进行比较再计算即可;
(2)若火箭落地点与发射点的水平距离为,求得,即可求解.
【详解】(1)解:①∵火箭第二级的引发点的高度为
∴抛物线和直线均经过点
∴,
解得,.
②由①知,,
∴
∴最大值
当时,
则
解得,
又∵时,
∴当时,
则
解得
∴这两个位置之间的距离.
(2)解:当水平距离超过时,
火箭第二级的引发点为,
将,代入,得
,
解得,
∴.
1.(2025·四川巴中·中考真题)从地面竖直向上抛出一小球,小球高度与小球运动时间之间的关系式是.有下列结论:
①小球运动时间是时,高度为;
②小球运动中高度可以是;
③当时,高度h随着时间t的增大而减小.
其中正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的应用,熟练掌握二次函数的性质,化成顶点式的方法是解题的关键.
①当时,求出的值即可判断;②把函数解析式化为顶点式求出最大值即可判断;③根据函数的性质即可判断.
【详解】解:①当时,,故①正确;
②,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为,故②错误;
③由②可知,二次函数的图象开口向下,对称轴为直线,
∴当时,高度随着时间的增大而减小,故③正确,
∴正确的个数有 2 个,
故选:C.
2.(2025·江苏南通·中考真题)如图,在等边三角形的三边上,分别取点,使.若,的面积为,则关于的函数图象大致为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,直角三角形30度角的性质,勾股定理,解题的关键是熟练掌握以上性质,并灵活应用.
利用等边三角形的性质得出相等的边和角,通过证明全等三角形得出对应边相等,判定是等边三角形,作垂线利用面积公式求出和的面积,即可得到函数关系式,再结合二次函数的性质判断图象即可.
【详解】解:是等边三角形,
∴,
∵
,
即,
,
∴,
过点A作于G点,则,
∴
∴,
∴,
∴,
过点D作于点H,则,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
'
,
∴y关于x的函数图象开口向上,当时,当时,当时y的最小值为,
∴选项A,C,D均不符合题意,选项B符合题意,
故选:B
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)如图,在菱形中,,,动点从点出发沿边匀速运动,运动到点时停止,过点作的垂线,在点运动过程中,垂线扫过菱形(即阴影部分)的面积为,点运动的路程为.下列图象能反映与之间函数关系的是( )
A.B.C. D.
【答案】A
【分析】分三种情况:点E在上时,点E在上且l与相交时,点E在上且l与相交时,分别计算出阴影部分面积的表达式,即可求解.
【详解】解:当点E在上时,如图,
,,
,
,,
,
此时图象为开口上的抛物线的一部分,排除C,D选项;
当点E在上且l与相交时,作,如图,
,,
,
,,
,
此时图象为直线一部分;
当点E在上且l与相交时,如图,
,,,
,
,
,
此时图象为开口下的抛物线的一部分,排除B选项;
故选A.
4.(2025·甘肃·中考真题)如图,一个圆形喷水池的中央竖直安装了一个柱形喷水装置,喷头M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,按如图所示的直角坐标系,水流喷出的高度与水平距离之间的关系式是,则水流喷出的最大高度是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的实际应用,把函数解析式化为顶点式,由函数性质求最大值.解题的关键是从实际问题中抽象出二次函数模型,难度中等.
【详解】解:,
,
当时,取最大值,最大值为,即2.75米,
故选:B.
5.(2025·江苏连云港·中考真题)如图,小亮同学掷铅球时,铅球沿抛物线运行,其中是铅球离初始位置的水平距离,是铅球离地面的高度.若铅球抛出时离地面的高度为,则铅球掷出的水平距离为 .
【答案】
【分析】本题考查待定系数法求抛物线解析式,二次函数与轴的交点坐标,熟练掌握待定系数法和二次函数与一元二次方程的关系是解题的关键.由题得,代入,得出抛物线的解析式为,令,求解即可,
【详解】解:由题意,,
得,
将代入,
得:,
解得:,
∴,
令,得,
解得:,,
∴为,
故答案为:.
6.(2025·陕西·中考真题)某景区有一座美丽的彩虹桥,它的部分截面示意图如图所示,桥,钢缆均呈抛物线型,线段为桥面,线段为立柱,关于所在直线对称.的最低点到的距离为,到的距离为.以为原点,以所在直线为轴,以所在直线为轴,建立平面直角坐标系、
(1)求所在抛物线的函数表达式;
(2)现要悬挂两条灯带来增加夜景效果,均与垂直,点分别在上,点在上,点到的距离均为.已知所在抛物线的函数表达式为,求这两条灯带的总长.
【答案】(1)
(2)
【分析】此题考查了二次函数的图象和性质、二次函数的应用等知识,
(1)利用待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出当时,,即可得到答案.
【详解】(1)解:由题意知,所在抛物线的顶点为,且过,
设其表达式为,
,
解得,
所在抛物线的函数表达式为;
(2)解:点到的距离均为,
当时,,
,
这两条灯带的总长为.
7.(2025·四川攀枝花·中考真题)跨学科主题学习活动中,某探究小组对“弹珠在水平轨道上运动快慢、路程随时间变化的关系”开展深入探究.先设计方案,再进行实验,利用所学知识对实验数据进行分析,并进一步应用.
【设计实验方案】如图1所示,设计一个由倾斜和水平轨道组成的实验装置,将弹珠从倾斜轨道顶端由静止释放.从弹珠运动到点处开始,用计时器、测速仪等测量并记录弹珠在水平轨道上的运动时间、运动快慢、运动路程的数据.
【收集整理数据】
运动时间
0
4
8
12
16
20
…
运动快慢
12
10
8
6
4
2
…
运动路程
0
44
80
108
128
140
…
【数学建模探究】
【猜想】根据表格中的数据分别在图2、图3的平面直角坐标系中描点、连线,观察图象并猜想:与之间的关系可以近似地用______________函数表示,与之间的关系可以近似地用______________函数表示.(选填:一次、二次、反比例)
【检验】根据猜想求出与与之间的函数关系式,并代入一组数据进行验证.
【应用】当弹珠到达水平轨道上点时,前方点处有一辆电动小车以的速度在匀速向前直线运动,若弹珠能追上小车,那么的最大值是多少?
【答案】【猜想】:图见解析,一次,二次;【检验】:,,验证见解析;【应用】:最大为
【分析】本题考查一次函数,二次函数的实际应用,正确求出函数解析式,是解题的关键:
猜想:描点,连线,画出函数图象,根据图象形状,判断函数类型即可;
检验:待定系数法求出函数解析式,再代入另外一组数据进行验证即可;
应用:设,由题意,得到,得到,根据二次函数求最值即可.
【详解】解:【猜想】:描点,连线,画图如下:
猜想:与之间的关系可以近似地用一次函数表示,与之间的关系可以近似地用二次函数表示;
故答案为:一次,二次;
【检验】:设,把代入,得,
解得:,
∴,
验证:当时,,符合题意;
设,把点,代入,得,
解得,
∴,
验证:当时,,符合题意;
【应用】:∵,设,
由题意,得:,
∴,
∴当时,最大为;
故最大为.
8.(2025·湖北武汉·中考真题)某校数学小组开展以“羽毛球飞行路线”为主题的综合实践活动.
【研究背景】羽毛球飞行路线所在的平面与球网垂直.
【收集数据】某次羽毛球飞行的高度(单位:)与距发球点的水平距离(单位:)的对应值如下表(不考虑空气阻力).
水平距离
0
2
3
5
6
…
竖直高度
1.1
2.3
2.6
2.6
2.3
…
【探索发现】数学小组借助计算机画图软件,建立平面直角坐标系、描点、连线(如图),发现羽毛球飞行路线是抛物线的一部分.
【建立模型】求与的函数解析式(不要求写自变量取值范围).
【应用模型】
(1)羽毛球在此次飞行过程中,飞行的高度能否达到?请说明理由.
(2)保持羽毛球飞行路线对应的抛物线的形状不变,改变发球方式,使其解析式变为,发球点与球网的水平距离是.若羽毛球飞过球网正上方时,飞行的高度超过,且球的落地点与球网的水平距离小于.求的取值范围.
【答案】建立模型:;应用模型:(1)不能,理由见解析;(2)
【分析】本题考查了二次函数的应用、一元二次方程的应用等知识,熟练掌握二次函数的应用是解题关键.
建立模型:将点,代入计算即可得;
应用模型:(1)令,则可得,利用一元二次方程根的判别式进行判断即可得;
(2)先求出,再根据当时,;当时,建立不等式组,解不等式组即可得.
【详解】解:建立模型:将点,代入得:,
解得,
所以与的函数解析式为.
应用模型:(1)令,则,
整理得:,
这个方程根的判别式为,方程没有实数根,
所以羽毛球在此次飞行过程中,飞行的高度不能达到.
(2)∵保持羽毛球飞行路线对应的抛物线的形状不变,
∴的值不变,即,
∴改变发球方式后,羽毛球飞行路线对应的抛物线为,
∵发球点与球网的水平距离是.若羽毛球飞过球网正上方时,飞行的高度超过,且球的落地点与球网的水平距离小于,
∴当时,;当时,,
∴,
解得,
所以的取值范围为.
9.(2025九年级下·福建龙岩·学业考试)综合与实践
问题情境
学校准备在一面高、宽的墙上建一扇拱形门,这面墙的主视图为矩形,如图1.老师让同学们帮忙设计,要求既美观大方,又尽可能地容易通过.
方案设计
A小组设计的是半圆形拱门,如图2,以AB为直径的半圆O与矩形三边都相切.
B小组设计的是抛物线形拱门,如图3,抛物线的顶点P在墙的上沿CD的中点处,且抛物线过点A和点B.
提出问题
A,B两小组设计的拱门哪个“通过性”更好呢?
分析问题
老师建议同学们分别计算它们的“内接正方形”(正方形的两个顶点在线段AB上,两个顶点在半圆或抛物线上)面积的大小,通过比较两种设计方案的“内接正方形”的面积,判断它们的“通过性”.
解决问题
请你先分别画出两种方案的“内接正方形”的示意图,然后分别计算它们的面积,并利用计算结果说明哪个方案的拱门“通过性”更好.()
【答案】图2中正方形的“通过性”较大.
【分析】本题考查二次函数图象上点的坐标特征,正方形的性质以及简单几何体的三视图,掌握二次函数图象上点的坐标特征,正方形的性质以及简单几何体的三视图的画法是正确解答的关键.根据正方形的性质以及勾股定理求出图2中正方形的边长,在图3中建立直角坐标系,求出抛物线的关系式,再根据抛物线的对称性、正方形的性质以及二次函数图象上点的坐标特征求出正方形的边长,比较图2、图3中正方形的边长的大小即可.
【详解】解:如图2,由对称性可知,,,
设,则,
在中,由勾股定理得,
,
即,
解得 (取正值),
∴正方形的边长为(m),
如图3,建立如图所示坐标系,则点,点,顶点,
设抛物线的关系式为,由题意得,,
解得,
∴抛物线的关系式为,
设,则,
解得(取正值),
∴正方形的边长为(m),
∴图2中正方形的“通过性”较大.
10.(2025·辽宁·中考真题)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;
3.立柱的长为,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.点的坐标为,设抛物线的表达式为,分析数据得到点或点的坐标,进而求出抛物线的表达式,再利用表达式求出增加立柱的长度,从而解决问题.
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)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)求出点坐标,代入函数解析式,进行求解即可;
(2)求出的坐标,进而求出的长,进行判断即可.
【详解】(1)解:由题意,得:,,
∴,
把代入,得:,
∴,
∴;
(2)由题意,可知:,
∴关于轴对称,
∵,
∴当时,,
∴,
∵,
故这根材料的长度够用.
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