内容正文:
专项突破提升(五) 一次函数的综合应用
类型一 利用一次函数解决行程问题
1.(12分)A,B两地相距360 km,甲、乙两车先后从A地出发到B地,甲车比乙车早出发1.5 h。如图,线段OC表示甲车离开A地的距离y(km)与时间x(h)之间的函数关系;折线DEF表示乙车离开A地的距离y(km)与时间x(h)之间的函数关系。
根据图象回答下列问题:
(1)乙车到达B地时,求此时甲车距离A地多少千米;
(2)求点G的坐标,并说明点G表示的实际意义;
(3)求乙出发多长时间时,两车相距20 km。
解:(1)甲车的速度为360÷6=60(km/h),
60×5=300(km),
∴乙车到达B地时,此时甲车距离A地300 km。
(2)∵甲车的速度为60 km/h,
∴甲车离开A地的距离y与时间x之间的函数关系式为y=60x(0≤x≤6)。
设线段EF对应的函数关系式为y=kx+b(k,b为常数,且k≠0)。
将坐标E(2,60)和F(5,360)分别代入y=kx+b,
得 解得
∴线段EF对应的函数关系式为y=100x-140(2≤x≤5)。
当线段OC与EF相交时,
得
解得
∴点G的坐标为(3.5,210)。
∵3.5-1.5=2(h),
∴点G表示的实际意义是乙车出发后2 h追上甲车,此时两车距离A地210 km。
(3)设线段DE对应的函数关系式为y=k1x+b1(k1,b1为常数,且k1≠0)。
将坐标D(1.5,0)和E(2,60)分别代入y=k1x+b1,
得 解得
∴线段DE对应的函数关系式为y=120x-180(1.5≤x<2),
∴乙车离开A地的距离y与时间x之间的函数关系式为y=
当1.5≤x<2时,若两车相距20 km,则60x-(120x-180)=20,解得x=(不符合题意,舍去)。
当2≤x≤5时,若两车相距20 km,则|100x-140-60x|=20,解得x=3或x=4,此时乙出发3-1.5=1.5(h)或4-1.5=2.5(h)。
∴乙出发1.5 h或2.5 h时,两车相距20 km。
类型二 利用一次函数解决工程问题
2.(12分)某乡镇决定对A,B两村之间的公路进行改造,甲工程队从A村向B村方向修筑,乙工程队从B村向A村方向修筑。已知甲工程队先施工2天,乙工程队再开始施工。乙工程队施工几天后因另有任务提前离开,余下的任务由甲工程队单独完成,直到公路修通。图为甲、乙两个工程队修公路的长度y(m)与施工时间x(天)之间的函数图象,请根据图象所提供的信息解决下列问题:
(1)乙工程队每天修公路多少米?
(2)分别求甲、乙工程队修公路的长度y(m)与施工时间x(天)之间的函数表达式;
(3)若该项工程由甲、乙两工程队一直合作施工,需几天完成?
解:(1)由题中图象,可得
乙工程队每天修公路600÷(6-2)=150(m),
即乙工程队每天修公路150 m。
(2)设乙工程队修公路的长度y(m)与施工时间x(天)之间的函数表达式为y=kx+b(k≠0)。
∵点(2,0),(6,600)在该函数的图象上,
∴ 解得
∴乙工程队修公路的长度y(m)与施工时间x(天)之间的函数表达式为y=150x-300。
当x=4时,y=150×4-300=300。
设甲工程队修公路的长度y(m)与施工时间x(天)之间的函数表达式为y=mx(m≠0)。
∵点(4,300)在该函数的图象上,
∴300=4m,解得m=75,
∴甲工程队修公路的长度y(m)与施工时间x(天)之间的函数表达式为y=75x。
(3)当x=10时,y甲=750,
∴该公路总长为750+600=1 350(m)。
设需n天完成。
由题意,得(150+75)n=1 350,解得n=6。
答:该项工程由甲、乙两工程队一直合作施工,需6天完成。
类型三 利用一次函数解决销售问题
3.(12分)端午节吃粽子是中华民族的传统习俗。某超市为了满足人们的需求,计划在端午节前购进甲、乙两种粽子进行销售。经了解,每个乙种粽子的进价比每个甲种粽子的进价多2元,用1 000元购进甲种粽子的个数与用1 200元购进乙种粽子的个数相同。
(1)甲、乙两种粽子每个的进价分别是多少元?
(2)该超市计划购进这两种粽子共200个(两种都有),其中甲种粽子的个数不低于乙种粽子个数的2倍,若甲、乙两种粽子的售价分别为12元/个、15元/个,设购进甲种粽子m个,两种粽子全部售完时获得的利润为W元。
①求W与m之间的函数表达式,并求出m的取值范围。
②超市应如何进货才能获得最大利润?最大利润是多少元?
解:(1)设每个甲种粽子的进价为x元,则每个乙种粽子的进价为(x+2)元。
根据题意,得=, 解得x=10。
经检验,x=10是原分式方程的根。
此时x+2=12。
答:每个甲种粽子的进价为10元,每个乙种粽子的进价为12元。
(2)①设购进甲种粽子m个,则购进乙种粽子(200-m)个。
根据题意,得W=(12-10)m+(15-12)·(200-m)=2m+600-3m=-m+600,
∴W与m之间的函数表达式为W=-m+600。
∵甲种粽子的个数不低于乙种粽子个数的2倍,
∴m≥2(200-m), 解得m≥。
②由①,知W=-m+600,-1<0,m为正整数,
∴当m=134时,W有最大值,最大值为466,
此时200-134=66,
∴购进甲种粽子134个、乙种粽子66个时,利润最大,最大利润为466元。
类型四 利用一次函数解决方案决策问题
4.(12分)某校组织了“诗词里的中国”主题比赛,计划去某超市购买A,B两种奖品共300个,A种奖品每个20元,B种奖品每个15元。该超市对同时购买这两种奖品的顾客有两种销售方案(只能选择其中一种)。
方案一:A种奖品每个打九折,B种奖品每个打六折。
方案二:A,B两种奖品均打八折。
设购买A种奖品x个,选择方案一的购买费用为y1元,选择方案二的购买费用为y2元。
(1)请分别写出y1,y2与x之间的函数表达式;
(2)请你计算该校选择哪种方案支付的费用较少。
解:(1)由题意,得y1=20×0.9x+15×0.6×(300-x)=9x+2 700,
y2=20×0.8x+15×0.8×(300-x)=4x+3 600,
∴y1与x之间的函数表达式为y1=9x+2 700,y2与x之间的函数表达式为y2=4x+3 600。
(2)当y1>y2时,9x+2 700>4x+3 600,
解得x>180,
∴购买A种奖品超过180个时,方案二支付的费用少;
当y1=y2时,9x+2 700=4x+3 600,
解得x=180,
∴购买A种奖品180个时,方案一和方案二支付的费用一样多;
当y1<y2时,9x+2 700<4x+3 600,
解得x<180,
∴购买A种奖品少于180个时,方案一支付的费用少。
类型五 一次函数与图形变换的综合应用
5.(12分)已知在平面直角坐标系中,直线l:y=2x+b经过点A(1,1),P(m,5)。
(1)求b,m的值;
(2)求△OAP的面积;
(3)将直线l向上或向下平移,使得点A平移到x轴上,原直线上有一点M,平移后的对应点为N。若OM=ON,求点M的坐标。
解:(1)∵y=2x+b经过点A(1,1),P(m,5),
∴当x=1时,1=2×1+b,解得b=-1。
当y=5时,5=2x-1,
解得x=3,即m=3。
(2)由(1),知直线l的表达式为y=2x-1。
如图,当x=0时,y=2×0-1,解得y=-1,
则B(0,-1),即OB=1,
∴S△OAP=S△OBP-S△OBA=OB·|xP|-OB·|xA|=×1×(3-1)=1。
(3)由将直线l向上或向下平移,使得点A平移到x轴上,可知直线l向下平移1个单位长度。
设M(a,2a-1),则N(a,2a-2)。
∵OM=ON,且MN∥y轴,
∴点O应在线段MN的垂直平分线上,即M,N关于x轴对称,
∴2a-1+2a-2=0,解得a=,
∴2a-1=2×-1=,
∴点M的坐标为。
类型六 一次函数与三角形的综合应用
6.(12分)如图,直线l1:y=2x+6与过点B(3,0)的直线l2交于点C(-1,m),且直线l1与x轴交于点A,与y轴交于点D。
(1)求直线l2的表达式;
(2)若点M是直线l2上的点,且在y轴左侧,过点M作MN⊥直线x=1于点N,点Q在直线x=1上,要使△MNQ≌△AOD,求所有满足条件的点Q的坐标。
解:(1)∵直线l1:y=2x+6与过点B(3,0)的直线l2交于点C(-1,m),
∴C(-1,4)。
设直线l2的表达式为y=kx+b。
∴解得
∴直线l2的表达式为y=-x+3。
(2)∵直线l1:y=2x+6与x轴交于点A,与y轴交于点D,
∴A(-3,0),D(0,6),
∴OD=6,OA=3。
∵△MNQ≌△AOD,
∴MN=AO=3,NQ=OD=6。
∵MN=OA=3=1-xM,
∴M(-2,5),
∴N(1,5)。
由NQ=|yQ-5|=6,解得yQ=11或yQ=-1,
∴点Q的坐标为(1,11)或(1,-1)。
类型七 一次函数与四边形的综合应用
7.(14分)如图,边长为4的正方形ABCD在平面直角坐标系中,AB⊥y轴,AD⊥x轴,点A在直线y=2x-3上移动。
(1)当点A的横坐标为1时,求B,C两点的坐标;
(2)在正方形ABCD移动的过程中,直线l始终平分正方形ABCD的面积,求直线l的表达式;
(3)当正方形ABCD有一条边与x轴或y轴重合时,请直接写出所有符合条件的点A的坐标。
解:(1)当点A的横坐标为1时,
y=2x-3=-1,∴A(1,-1),
∴点B,C的坐标分别为(-3,-1),(-3,3)。
(2)设点A(m,2m-3),则点C(m-4,2m+1)。
由中点坐标公式,得正方形的中心坐标为(m-2,2m-1),
即x=m-2,y=2m-1,则y=2x+3。
∴直线l的表达式为y=2x+3。
(3)当边AB和x轴重合时,由直线y=2x-3,知该直线和x轴的交点坐标为,即A;
当边CD和x轴重合时,则点A的纵坐标为-4,则-4=2x-3,
解得x=-,即A;
同理可得,当边AD与y轴重合时,点A的坐标为(0,-3);当边BC与y轴重合时,点A的坐标为(4,5)。
综上,点A的坐标为或或(0,-3)或(4,5)。
类型八 一次函数与动点问题的综合应用
8.(14分)如图1,在平面直角坐标系中,直线l1:y=x+1与x轴交于点A,直线l2:y=3x-3与x轴交于点B,与l1相交于点C,过x轴上的动点E(t,0)作直线l3⊥x轴分别与直线l1,l2交于P,Q两点。
(1)①请直接写出点A,B,C的坐标:A (-1,0) ,B (1,0) ,C (2,3) ;
②若PQ=2,求t的值。
(2)如图2,若E为线段AB上的动点,过点P作直线PF⊥PQ交直线l2于点F。求当t为何值时,PQ-PF的值最大,并求这个最大值。
图1 图2
解:(1)②由题意,得P(t,t+1),Q(t,3t-3),
则PQ=|t+1-3t+3|=2,
解得t=1或t=3。
(2)由题意,得P(t,t+1),F,Q(t,3t-3),-1≤t≤1,
则PQ-PF=t+1-3t+3-=-。
∵-<0,-1≤t≤1,
∴当t=-1时,PQ-PF的值最大,最大值为4。
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