内容正文:
九(下)数学教材习题
北 师 版
第二章 复习题
1.两个数的和为6,这两个数的积最大可以达到多少?利用图象描述乘积与因数之间的关系.
解:设两个数为x,y,两数的积为s,根据题意列方程组得 整理得
s=x(6-x)=-x2+6x.
配方得s=-(x-3)2+9,可见s的最大值为9.
则乘积与因数的关系如图.
知识技能
2.求下列二次函数图象的对称轴和顶点坐标:
(1)y=2-2x2;
(2)y=-3(x-1)2+5;
解:(1)y=2-2x2的对称轴为直线x=0,顶点坐标为(0,2).
(2)y=-3(x-1)2+5的对称轴为直线x=1,顶点坐标为(1,5).
知识技能
2.求下列二次函数图象的对称轴和顶点坐标:
(3)y=4(x+3)2-1;
(4)y=x(5-x);
解:(3)y=4(x+3)2-1的对称轴为直线x=-3,顶点坐标为(-3,-1).
(4)y=x(5-x)=-(x-2.5)2+6.25的对称轴为直线x=2.5,顶点坐标为(2.5,6.25).
知识技能
2.求下列二次函数图象的对称轴和顶点坐标:
(5)y=1+2x-x2;(6)y=2x2-7x+12.
解:(5)y=1+2x-x2=-(x-1)2+2的对称轴为直线x=1,顶点坐标为(1,2).
(6) 的对称轴为直线 ,顶点坐标为 .
知识技能
3.求下列二次函数的图象与x轴的交点的坐标,并画草图验证:
(1)y=x2+6x+9;
解:当y=0时,x2+6x+9=0,解得x1=x2=-3.
则二次函数y=x2+6x+9的图象与x轴的交点坐标为(-3,0).
如图.
知识技能
3.求下列二次函数的图象与x轴的交点的坐标,并画草图验证:
(2)y=9-4x2;
解:当y=0时,9-4x2=0,
解得
则二次函数y=9-4x2的图象与x轴的交点坐标为 如图.
知识技能
3.求下列二次函数的图象与x轴的交点的坐标,并画草图验证:
(3)y=(x+1)2-9.
解:当y=0时,(x+1)2-9=0,解得x1=-4,x2=2. 则二次函数
y=(x+1)2-9的图象与x轴的交点坐标为(-4,0),(2,0).如图.
知识技能
4.把一根长120 cm的铁丝分为两部分,每一部分均弯曲成一个正方形,它们的面积和最小是多少?
解:设将铁丝分成x cm和(120-x)cm两部分,面积和为y cm2,得
当x=60时,y最小=450.
∴它们的面积和最小值为450 cm2.
知识技能
5.当运动中的汽车撞到物体时,汽车所受到的损坏程度可以用“撞击影响”来衡量.某型汽车的撞击影响可以用公式I=2v2来表示,其中v(km/min)表示汽车的速度.
(1)列表表示I与v的关系;
解:如表:
v 1 2 3 4 …
I 2 8 18 32 …
知识技能
5.当运动中的汽车撞到物体时,汽车所受到的损坏程度可以用“撞击影响”来衡量.某型汽车的撞击影响可以用公式I=2v2来表示,其中v(km/min)表示汽车的速度.
(2)当汽车的速度增加到原来的2倍时,撞击影响扩大为原来的多少倍?
解:I=2•(2v)2=4×2v2.
答:当汽车的速度扩大为原来的2倍时,撞击影响扩大为原来的4倍.
知识技能
6.自由落体运动是由于引力的作用而造成的,地球上物体自由下落的时间t(s)和下落的距离h(m)的关系是h=4.9t2.我们知道,对同一物体,月球的引力大约是地球引力的 ,因此月球上物体自由下落的时间t(s)和下落的距离h(m)的关系大约是h=0.8t2.
知识技能
(1)在同一平面直角坐标系中画图,分别表示地球、月球上h和t的关系;
解:如图.
h=4.9t2
h=0.8t2
知识技能
(2)比较物体下落4 s时,在地球上和月球上分别下落的距离;
解:当t=4时,
在地球上下落的距离为h=4.9×42=78.4(m),
在月球上下落的距离为h=0.8×42=12.8(m).
答:在地球上下落的距离为78.4 m,在月球上下落的距离为12.8 m.
知识技能
(3)比较物体下落10 m时,在地球上和月球上分别所需要的时间(结果精确到0.1 s).
解:当h=10时,
在地球上:10=4.9t2,解得t≈1.4s,
在月球上:10=0.8t2,解得t≈3.5s.
答:在地球上需要的时间约为1.4 s,月球上需要的时间约为3.5 s.
知识技能
7.求二次函数y=x2-x-5的图象与一次函数y=2x-1的图象的交点坐标.请利用函数表达式、表格和图象三种方法求解.
解:(1)表达式法:
联立 解得
所以交点坐标为(-1,-3)和(4,7).
知识技能
(2)表格法:
x -2 -1 0 1 2 3 4 5
y=x2-x-5 1 -3 -5 -5 -3 1 7 15
y=2x-1 -5 -3 -1 1 3 5 7 9
由表可知当x=-1时,y取得相同值-3;当x=4时,y也取得相同值7,∴函数y=x2-x-5的图象与函数y=2x-1的图象的交点坐标为(-1,-3)和(4,7).
知识技能
(3)图象法:
如图.
由函数图象可得函数y=x2-x-5的图象与函数y=2x-1的图象的交点坐标为(-1,-3)和(4,7).
知识技能
8.方程-x2+2x+ =0的根与二次函数y=-x2+2x+ 的图象之间有什么关系?
解:二次函数的图象与x轴的交点的横坐标是方程的根.
知识技能
9.利用二次函数的图象求下列一元二次方程的近似根:(1)x2+11x=9;
解:将x2+11x=9化为一般式为x2+11x-9=0.作出函数y=x2+11x-9的图象,如图所示.图象与x轴相交于两点,这两点的横坐标约为-11.8和0.8.所以方程x2+11x=9的近似根分别为-11.8和0.8.
知识技能
9.利用二次函数的图象求下列一元二次方程的近似根:(2)x2+3x=20;
解:将x2+3x=20化为一般式为x2+3x-20=0.作出函数y=x2+3x-20的图象,如图所示.图象与x轴相交于两点,这两点的横坐标约为-6.2和3.2.所以方程x2+3x=20的近似根分别为-6.2和3.2.
知识技能
9.利用二次函数的图象求下列一元二次方程的近似根:(3)x2+2x-9=0;
解:作出函数y=x2+2x-9的图象,如图所示.图象与x轴相交于两点,这两点的横坐标约为-4.2和2.2.所以方程x2+2x-9=0的近似根分别为-4.2和2.2.
知识技能
9.利用二次函数的图象求下列一元二次方程的近似根:(4)x2+3=3x.
解:将x2+3=3x变形为一般式为x2-3x+3=0.作出函数y=x2-3x+3的图象,如图所示.图象与x轴无交点,
所以方程x2+3=3x无实根.
知识技能
10.写出等边三角形的面积S与其边长a之间的关系式,并分别计算当a=1, ,2时三角形的面积.
解:在等边三角形中,底边上的高为
当a=1时,S= ;当a= 时,S= ;
当a=2时,S= .
知识技能
11.正方形的边长是x,面积是A,周长是l.
(1)分别写出A,l与x的关系式;
解:A与x的关系式为A=x2,
l与x的关系式为l=4x.
数学理解
11.正方形的边长是x,面积是A,周长是l.
(2)在同一平面直角坐标系中画出(1)中两个函数的图象,比较它们的变化趋势;
解:画出函数图象如图.
函数值都是随x的增大而增大.
数学理解
11.正方形的边长是x,面积是A,周长是l.
(3)你所画的函数A=x2的图象与函数y=x2的图象有什么不同?为什么?
解:函数A=x2的图象是函数y=x2的图象的y轴的右侧部分.因为正方形的边长为正数.
数学理解
12.已知平行四边形的高与底边的比是h∶a=2∶5,用表达式表示平行四边形的面积S与它的底边a的关系,并从图象观察平行四边形的面积随其底边变化而变化的情况.
解:∵平行四边形的高与底边的比是h∶a=2∶5,
∴h= a.∴
如图所示.平行四边形的面积
随其底边增大而增大.
数学理解
13.如图,一小球从斜坡O点处抛出,球的抛出路线可以用二次函数 刻画,斜坡可以用一次函数 刻画.
(1)求小球到达的最高点的坐标;
解:由题意得
故可得小球到达的最高点的坐标为(4,8).
数学理解
(2)小球的落点是A,求点A的坐标.
解:联立
解得 故可得点A的坐标为
数学理解
14.如图,假设篱笆(虚线部分)的长度是15 m,如何围篱笆才能使其所围矩形的面积最大?最大面积是多少?
解:设所围矩形的一边长为x m,则另一边长可表示为(15-x)m,则面积S=x(15-x)=-x2+15x=-(x-7.5)2+56.25(0<x<15).当x=7.5时,面积S有最大值56.25.
答:当矩形的长与宽相等,都为7.5 m时,所围矩形的面积最大,最大值是56.25 m2.
问题解决
15.如图(单位:m),等腰直角三角形ABC以2 m/s的速度沿直线l向正方形移动,直到AB与CD重合.设x s时,三角形与正方形重叠部分的面积为y m2.(1)写出y与x的关系式;
解:易知△ABC与正方形重合部分是个等腰直角三角形,且直角边长是2x cm,
∴y= ×2x×2x=2x2,
即y与x之间的函数关系式为y=2x2.
问题解决
15.如图(单位:m),等腰直角三角形ABC以2 m/s的速度沿直线l向正方形移动,直到AB与CD重合.设x s时,三角形与正方形重叠部分的面积为y m2.
(2)当x取2,3,5时,y分别是多少?
解:当x=2时,y=8;
当x=3时,y=18;
当x=5时,y=50.
问题解决
(3)当重叠部分的面积是正方形面积的一半时,三角形移动了多长时间?
解:∵正方形的面积=10×10=100(cm2),
∴当重叠部分的面积是正方形的一半时,
2x2= ×100=50.
∴x2=25,解得x=5或x=-5(舍去).即当重叠部分的面积是正方形的一半时,三角形移动了5 s.
问题解决
16.科研人员在测试一枚火箭向上竖直升空时,获得火箭的高度h(m)与时间t(s)的关系数据如下:
时间t/s 1 5 10 15 20 25
火箭高度h/m 155 635 1010 1135 1010 635
(1)根据上表,以时间t为横轴,高度h为纵轴建立直角坐标系,并描出上述各点;
问题解决
解:如图.
问题解决
(2)你能根据坐标系中各点的变化趋势确定h关于t的函数类型吗?
解:由图象可知,h是关于t的二次函数.
问题解决
(3)你能确定h关于t的函数表达式吗?
解:由图象可得到顶点坐标为(15,1135),
设抛物线表达式为h=a(t-15)2+1135,
把(10,1010)代入可得a(10-15)2+1135=1010,
解得a=-5.
∴h=-5(t-15)2+1135.
问题解决
(4)你能求出该火箭的最高射程是多少吗?你是根据哪种表示方式求解的?
解:该火箭的最高射程是1135 m,根据(3)中的顶点式可得到.
问题解决
17.如图,喷水池的喷水口位于水池中心,离水面高为0.5 m,喷出的水流呈抛物线形状,最高点离水面 m,落水点离池中心1 m.请建立适当的直角坐标系,用函数表达式描述左右两边的两条水流,并说明自变量的取值范围.
问题解决
解:如图,由水池的中心为坐标原点建立平面直角坐标系.
设右边水流的表达式为y=ax2+bx+c,
由题意得 解得
问题解决
∴右边水流的表达式为
y=-x2+0.5x+0.5.
由图象得x的取值范围是0≤x≤1.
由图象得左边的水流与右边的水流关于y轴对称,
∴左边水流的函数表达式为
y=-x2-0.5x+0.5(-1≤x≤0).
问题解决
18.把一个数a拆成两数之和,何时它们的乘积最大?你能得出一个一般性的结论吗?
解:设其中一个数为m,另一个数为a-m,
∴乘积
当m= 时,y有最大值为 .
结论:当两个数的和一定,这两个数为它们和的一半时,两个数的积最大.
问题解决
19.相框边的宽窄影响可放入相片的大小.如图,相框长26 cm,宽22 cm,相框边的宽x cm,相框内的面积为y cm2.
(1)写出y与x的函数关系式;
解:y=(26-2x)(22-2x)=4x2-96x+572(0<x≤11).
问题解决
19.相框边的宽窄影响可放入相片的大小.如图,相框长26 cm,宽22 cm,相框边的宽x cm,相框内的面积为y cm2.
(2)画出这个函数的图象;
解:如图.
问题解决
19.相框边的宽窄影响可放入相片的大小.如图,相框长26 cm,宽22 cm,相框边的宽x cm,相框内的面积为y cm2.
(3)当x=1,1.5,2时,分别可以放入多大的相片?
解:y=4x2-96x+572.
当x=1时,y=480;当x=1.5时,y=437;
当x=2时,y=396.
问题解决
20.竖直向上发射的物体的高度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.某公园计划设计园内喷泉,喷水的最大高度要求达到15 m,那么喷水的速度应该达到多少?(结果精确到0.01 m/s)
问题解决
解:h=-5t2+v0t= .
由题意得 整理得v02=300,
解得 或 (舍去).
答:喷水的速度应该达到17.32 m/s.
问题解决
21.如图,隧道的截面由抛物线和长方形构成.长方形的长为16 m,宽为6 m,抛物线的最高点C离路面AA1的距离为8 m.
(1)按如图所示的直角坐标系,求表示该抛物线的函数表达式;
问题解决
解:根据题意得A(-8,0),B(-8,6),C(0,8),
设抛物线的表达式为y=ax2+8(a≠0).
把B(-8,6)代入,得64a+8=6,
解得a=- .
∴抛物线的函数表达式为y=- x2+8.
问题解决
21.如图,隧道的截面由抛物线和长方形构成.长方形的长为16 m,宽为6 m,抛物线的最高点C离路面AA1的距离为8m.
(2)一大型汽车装载某大型设备后高
为7 m,宽为4 m.如果该隧道内设双向行车道,那么这辆货车能否安全通过?
解:根据题意,把x=4代入表达式,解得y=7.5.
∵7.5 m>7 m,∴这辆货车能安全通过.
问题解决
22.一座抛物线型拱桥如图所示,桥下水面宽度是4 m时,拱顶到水面的距离是2 m.当水面下降1 m后,水面宽度是多少?(结果精确到0.1 m)
解:以水面所在的直线为x轴,以这座抛物线型拱桥的对称轴为y轴,建立直角坐标系.
设抛物线的函数关系式为y=ax2+k,
∵抛物线过点(0,2),∴y=ax2+2.
问题解决
又∵抛物线经过点(2,0),
∴有0=4a+2,解得a=- .∴y=- x2+2.
水面下降1 m,即-1=- x2+2,
解得x= ,或x=- (舍去).
∴水面宽度为2 m≈4.9 m.
∴当水面下降1 m后,水面宽度是4.9 m.
问题解决
23.如图,在△ABC中,AB=AC=10,BC=12.在△ABC中截出一个矩形DEFG,其中D,G分别在AB和AC边上,EF在BC边上.设EF=x,矩形DEFG的面积为y,写出y与x之间的函数关系式,列出表格,并画出相应的函数图象.根据三种表示方法回答下列问题:
解:如图,过点A作AM⊥BC于点M,交DG于点N.
∵AB=AC=10,BC=12,∴BM=BC=6.
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在Rt△ABM中,根据勾股定理,得AM=8.
∵四边形DEFG是矩形,∴DG∥EF,DE⊥BC.
∴AN⊥DG.∴四边形EDNM是矩形.
∵EF=DG=x,设MN=DE=a,则AN=8-a,
∵DG∥BC,
∴△ADG∽△ABC.
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列表得:
x … 0 3 6 9 12 …
y … 0 18 24 18 0 …
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画图得:
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(1)自变量x的取值范围是什么?
(2)图象的对称轴和顶点坐标分别是什么?
(3)你能描述y随x的变化而变化的情况吗?
解:(1)自变量x的取值范围为0<x<12.
(2)图象的对称轴为直线x=6,顶点坐标为
(6,24).
(3)当x=6时,y有最大值24;当0<x<6时,y随x的增大而增大;当6<x<12时,y随x的增大而减小.
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24.某种蔬菜的销售单价与销售月份之间的关系如图(1)所示,成本与销售月份之间的关系如图(2)所示(图(1)的图象是线段,图(2)的图象是抛物线).哪个月出售这种蔬菜,每千克的收益最大?(收益=售价-成本)
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解:设y1=kx+b,将(3,5)和(6,3)代入
得 解得
设y2=a(x-6)2+1,把(3,4)代入,
得4=a(3-6)2+1,解得a= .
∴y2= (x-6)2+1,即y2= x2-4x+13.
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∴收益
∵a=- <0,∴当x=5时,W最大= .
故5月出售这这种蔬菜,每千克的收益最大,最大为 元.
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25.(1)如图,第n个图形中有多少个小正方形?你是如何计算的?
解:第n个图形中有n2个小正方形,
由图可得,
第1个图形中有1=12个小正方形,
第2个图形中有1+3=4=22个小正方形,
第3个图形中有1+3+5=9=32个小正方形,
……
∴第n个图形中有1+3+5+…+(2n-1)=n2个小正方形.
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25.(2)求1+3,1+3+5,1+3+5+7,1+3+5+7+9,…,1+3+5+7+9+…+(2n-1).
解:1+3=4,
1+3+5=9,
1+3+5+7=16,
1+3+5+7+9=25,
…
1+3+5+7+9+…+(2n-1)=n2.
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26.(1)你知道下面每一个图形中各有多少个小圆圈吗?第6个图形中应该有多少个小圆圈?为什么?
解:第1个图形中小圆圈的个数为1;
第2个图形中小圆圈的个数为1+2=3;
第3个图形中小圆圈的个数为1+2+3=6;
第4个图形中小圆圈的个数为1+2+3+4=10.
所以第6个图形中小圆圈的个数为1+2+3+4+5+6=21.
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26.(2)完成下表:
边上的小圆圈数 1 2 3 4 5
每个图中小圆圈的总数
1
3
6
10
15
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26.(3)如果用n表示等边三角形边上的小圆圈数,m表示这个三角形中小圆圈的总数,那么m和n的关系是什么?
解:根据(2)发现规律:
用n表示等边三角形边上的小圆圈数,m表示这个三角形中小圆圈的总数,那么m和n的关系是m=
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27.(1)你知道下面每一个图形中各有多少个小圆圈吗?第5个图形中应该有多少个小圆圈?为什么?
解:第1个图形有1个圆圈,
第2图形有7个圆圈,
第3个图形有19个圆圈,
第4个图形有37个圆圈,
第5个图形有61个圆圈.
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27.(2)完成下表:
边上的小圆圈数 1 2 3 4 5
每个图中小圆圈的总数
1
7
19
37
61
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27.(3)如果用n表示六边形边上的小圆圈数,m表示这个六边形中小圆圈的总数,那么m和n的关系是什么?
解:将点(n,m)依次画在平面直角坐标系中,发现这些点在抛物线上,设m=an2+bn+c,
则有 解得 ∴m=3n2-3n+1.
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28.求如图所示的图形中小圆圈的总数.
解:观察图形,可以看作图形由七部分组成,
即中间蓝色正六边形和外部六个正三角形,
∵六个正三角形构成圆圈数一样,
∴六个正三角形圆圈总数为
(1+2+3+4)×6=10×6=60(个).
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蓝色正六边形圆圈个数为
5+6+7+8+9+8+7+6+5=10+12+14+16+9=61(个)
∴图形中小圆圈的总数为60+61=121(个)
答:图形中小圆圈的总数有121个.
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