内容正文:
第二十六章 二次函数
26.4 实际问题与二次函数
课时1
能根据实际问题中的数量关系确定二次函数解析式,并能结合实际意义确定自变量的取值范围,在自变量范围内确定实际问题的最值,发展应用意识.
学习目标
2
对于某些实际问题,如果其中变量之间的关系可以用二次函数来刻画,那么就可以利用二次函数的图象和性质对其进行研究.
课堂导入
在一次跳水运动中,某运动员的重心相对于水面的高度h(单位:m)与起跳后的时间t(单位:s)之间的关系式是 h=﹣4.9t2+2.8t+11. 运动员起跳后经过多长时间达到最高点?运动员跳水过程中重心的最大高度是多少?(结果保留小数点后一位.)
例1
分析:运动员在跳水过程中重心的高度是时间的二次函数,于是最大高度问题转化为求二次函数的最大值问题,而何时达到最高点问题,转化为二次函数取最大值时自变量的取值问题.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
在一次跳水运动中,某运动员的重心相对于水面的高度h(单位:m)与起跳后的时间t(单位:s)之间的关系式是 h=﹣4.9t2+2.8t+11. 运动员起跳后经过多长时间达到最高点?运动员跳水过程中重心的最大高度是多少?(结果保留小数点后一位.)
例1
解:对于二次函数h=﹣4.9t2+2.8t+11,当
时,h有最大值
.
因此,运动员起跳后大约0.3s时,其重心达到最高点,最大高度为11.4m.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
思考:函数h=﹣4.9t2+2.8t+11的图象,直观地反映了运动员跳水过程中重心高度的变化,由此你能描述运动员在竖直方向上的运动过程吗?
起跳阶段 (t = 0 到 t ≈0.3 s)
运动员从高度 11 m 处起跳,重心高度逐渐上升,在约 0.3 s时达到最高点11.4m.
下落阶段(t ≈0.3 s到落水)
到达最高点后,重心高度开始下降,直到重心高度为0时,运动员入水,完成跳水动作.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
用二次函数解决实际问题一般步骤
(1) 审:仔细审题,厘清题意.
(2) 设:找出问题中的变量和常量,分析它们之间的关系,设出适当的未知数.
(3) 列:用二次函数表示出变量和常量之间的关系,建立二次函数模型,写出二次函数的解析式.
(4) 解:依据已知条件,借助二次函数的解析式、图象和性质等求解实际问题.
(5) 检:检验结果,进行合理取舍,得出符合实际意义的结论.
(6) 答:写出答案.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
如图,利用一面墙(墙的长度不限),用20m长的篱笆围成一个矩形菜园.如何围才能使菜园的面积最大?最大面积是多少?
分析:菜园面积是一边长的函数,设一边长为x m,由矩形的面积公式可得函数解析式,于是菜园的面积最大问题转化为函数的最大值问题.
例2
(20-2x)m
x m
S=x(20-2x) .
思考:自变量的取值范围怎么考虑呢?
在实际问题中,函数自变量的取值应使问题有现实意义.
如菜园的边长应为正数,
即 x>0,且 20-2x>0,
于是自变量x的取值范围是 0<x<10.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
如图,利用一面墙(墙的长度不限),用20m长的篱笆围成一个矩形菜园.如何围才能使菜园的面积最大?最大面积是多少?
例2
解:设垂直于墙的边长为 x m,则平行于墙的边长为(20-2x) m,
矩形菜园的面积 S=x(20-2x) .
即 S=-2x2+20x (0< x <10).
当x=﹣ =5时,S有最大值 =50.
因此,当垂直于墙的边长为 5 m 时,这个矩形菜园的面积最大,最大面积为 50 .
(20-2x)m
x m
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
如果例题中墙的长度为8m,如何围才能使菜园的面积最大?
最大面积是多少?
解:设垂直于墙的边长为x m,则平行于墙的边长为(20-2x) m,
且20-2x≤8,即x≥6,
矩形菜园的面积 S=x(20-2x),
即S=-2x2+20x (6≤x<10).
∵当6≤x<10时,S随x的增大而减小,
∴当x=6时,S有最大值-2×62+20×6=48.
因此,当垂直于墙的边长为6m时,这个矩形菜园的面积最大,最大面积为48 m2.
跟踪训练
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
1.在美化校园的活动中,某兴趣小组想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用28m长的篱笆围成一个矩形花园ABCD(篱笆只围AB,BC两边),设AB=x m,花园面积为S m2.
(1)求S关于x的函数解析式;
(2)当x为何值时,S有最大值?请求出最大值.
解:(1) 由题意得BC=(28-x) m,
则S=x(28-x)=-x2+28x (0<x<28).
(2) ∵S=-x2+28x=-(x-14)2+196,
∴当x=14时,S有最大值,最大值是196.
随堂练习
2.从地面竖直向上抛出一小球,小球的高度 h (单位:m)与小球运动的时间 t (单位:s)的关系近似为 h=30t-5t2 (0≤ t ≤6) .小球运动的时间是多少时,小球最高?小球运动中的最大高度是多少?
解:h=30t-5t2=-5(t-3)2+45.
∵ 0≤ t ≤6,
∴当t=3时,h有最大值45.
答:小球运动3s时,小球最高,最大高度是45m.
随堂练习
数学问题
利用二次函数的图象和性质求解
最值问题
二次函数模型
实际问题的答案
实际问题
构建
抽象
利用二次函数解决实际问题的一般步骤:
审、设、列、解、检、答.
课堂小结
第二十六章 二次函数
26.4 实际问题与二次函数
课时2
能根据销售问题中的数量关系确定二次函数解析式,并能结合实际意义确定自变量的取值范围,在自变量范围内确定实际问题的最值,发展应用意识.
学习目标
15
复习 利润问题几个量之间的关系:
1.总价、单价、数量的关系:
2.利润、售价、进价的关系:
3.总利润、单件利润、数量的关系:
总价=单价×数量
利润=售价-进价
总利润=单件利润×数量
课堂导入
探究 某商品现在的售价为每件60元,每星期可卖出300件.市场调查反映,若调整单价(单价为整数):每涨价1元,则每星期要少卖出10件;每降价1元,则每星期可多卖出20件.已知商品的进价为每件40元,如何定价才能使利润最大?最大利润是多少?
分析:调整价格包括涨价和降价两种情况,先来看涨价的情况.
(1) 设每件涨价x元,则每星期售出商品的利润 y 随之变化.我们先来确定y随x变化的函数解析式.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
探究 某商品现在的售价为每件60元,每星期可卖出300件.市场调查反映,若调整单价(单价为整数):每涨价1元,则每星期要少卖出10件;每降价1元,则每星期可多卖出20件.已知商品的进价为每件40元,如何定价才能使利润最大?最大利润是多少?
每件涨价x元时,每星期少卖_____件,实际卖出_________件,
销售额为________________元,买进商品需付______________元.
因此,所得利润________________________________,
即 ,
其中,______________________.
10x
(300-10x)
(60+x)(300-10x)
40(300-10x)
y=(60+x)(300-10x)-40(300-10x)
y=-10x2+100x+6 000
0≤x≤30,x 为整数
由于每涨价1元,每星期要少卖出10件,而每星期可卖出300件,因此最多涨价30元.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
探究 某商品现在的售价为每件60元,每星期可卖出300件.市场调查反映,若调整单价(单价为整数):每涨价1元,则每星期要少卖出10件;每降价1元,则每星期可多卖出20件.已知商品的进价为每件40元,如何定价才能使利润最大?最大利润是多少?
根据上面的函数,填空:
当x=______时,y最大,也就是说,在涨价的情况下,涨价_____元,
即定价_____元时,利润最大,最大利润是___________.
y=-10x2+100x+6 000
=-10(x-5)2+6 250.
5
5
65
6 250元
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
解:设降价x′元时利润最大,则每星期可多卖20x′件,实际卖出(300+20x′)件,
每星期售出商品的利润y′=(60-40-x′)(300+20x′),
即 y′=-20x′2+100x′+6 000=-20(x′-2.5)2+6 125,其中0≤ x′ ≤20, x′ 为整数,
∵ x′为整数,
∴在降价2元或3元,即定价58元或57元时,利润最大,最大利润是6 120元.
探究 某商品现在的售价为每件60元,每星期可卖出300件.市场调查反映,若调整单价(单价为整数):每涨价1元,则每星期要少卖出10件;每降价1元,则每星期可多卖出20件.已知商品的进价为每件40元,如何定价才能使利润最大?最大利润是多少?
(2)在降价的情况下,最大利润是多少?请你参考(1)的讨论求解.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
思考:由(1)(2)的讨论及现在的销售状况,你知道如何定价才能使利润最大了吗?
综合上述两种情况,可知定价65元时,利润最大.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
某电商平台助力乡村振兴,采购某村甲品种优质农产品进行销售,将所得全部利润用于资助该村基础建设,打造美丽乡村. 具体销售相关信息梳理如下表:
例1
信息项目 甲品种农产品收购价格 运费等相关销售成本 甲品种农产品销售价格限定条件
基础数据 18元/kg 2元/kg 不低于22元/kg,不高于45元/kg
市场调研 经专业团队市场调研发现,每天的销售量y (单位:kg)与销售价格x(单位:元/kg) 之间的函数关系:
销售价格x(单位:元/kg)的取值范围 22≤ x≤30 30< x≤45
函数解析式 y= -x+70 y=-2x+100
利润计算 当销售价格定为多少时,该电商平台销售甲品种优质农产品每天获得的销售利润最大?
最大利润是多少?
注:销售利润=(销售价格-收购价格-运费等相关销售成本)×销售
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
解:设该电商平台销售甲品种优质农产品每天获得的销售利润为w元,
当22≤x≤30时,w=(x-18-2)y=(x-20)(-x+70)=-x2+90x-1 400=-(x-45)2+625.
∵ -1<0,对称轴为直线x=45,
∴ 当x<45时,w随x的增大而增大.
∵ 22≤x≤30,
∴当x=30时,w取得最大值,w最大值=-(30-45)2+625=400.
信息项目 甲品种农产品收购价格 运费等相关销售成本 甲品种农产品销售价格限定条件
基础数据 18元/kg 2元/kg 不低于22元/kg,不高于45元/kg
市场调研 经专业团队市场调研发现,每天的销售量y (单位:kg)与销售价格x(单位:元/kg) 之间的函数关系:
销售价格x(单位:元/kg)的取值范围 22≤ x≤30 30< x≤45
函数解析式 y= -x+70 y=-2x+100
利润计算 当销售价格定为多少时,该电商平台销售甲品种优质农产品每天获得的销售利润最大?
最大利润是多少?
注:销售利润=(销售价格-收购价格-运费等相关销售成本)×销售量
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
信息项目 甲品种农产品收购价格 运费等相关销售成本 甲品种农产品销售价格限定条件
基础数据 18元/kg 2元/kg 不低于22元/kg,不高于45元/kg
市场调研 经专业团队市场调研发现,每天的销售量y (单位:kg)与销售价格x(单位:元/kg) 之间的函数关系:
销售价格x(单位:元/kg)的取值范围 22≤ x≤30 30< x≤45
函数解析式 y= -x+70 y=-2x+100
利润计算 当销售价格定为多少时,该电商平台销售甲品种优质农产品每天获得的销售利润最大?
最大利润是多少?
注:销售利润=(销售价格-收购价格-运费等相关销售成本)×销售量
当30<x≤45时,w=(x-18-2)y=(x-20)(-2x+100)=-2x2+140x-2 000=-2(x-35)2+450.
∵ -2<0,对称轴为直线x=35,30<x≤45,
∴当x=35时,w取得最大值,w最大值=450.
∵ 450>400,
∴当销售价格定为35元/kg时,每天获得的销售利润最大,最大利润是450元.
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
1. 旅行社开设一旅游团,20人起组团,每人需缴费2 100元.旅行社对超过20人的旅行团给予优惠:每增加1人,每人需缴费用降低30元.当旅行团的人数为多少时,旅行社可获得最大营业额?最大营业额是多少?
解:设旅行团的人数为x,旅行社可获得的营业额为W元.
当0≤x≤20时,W=2 100x.
∵W随x的增大而增大,
∴当x=20时,W取得最大值,最大值为42 000;
当x>20时,W=[-30(x-20)+2 100]x=-30(x-45)2+60 750,
∴当x=45时,W取得最大值,最大值为60 750.
∵60 750>42 000,
∴当x=45时,W取得最大值60 750.
答:当旅行团的人数为45时,旅行社可获得最大营业额,最大营业额是60 750元.
随堂练习
2. 生产某种商品需要500元的固定花费,在此基础上,每生产1件商品花费10元.预定单价为50元,实际单价随产量的增加而下调,下调幅度为产量的八分之一.当产量为何值时,生产这种商品的利润最大?最大利润是多少?
解:设该商品的产量为x件,生产这种商品的利润为W元.
根据题意,得W=(50-10﹣)x-500=﹣(x-160)2+2 700.
∵50-10﹣>0,∴0<x<320.
∵﹣<0,
∴当x=160时,W取得最大值,W最大值=2 700.
答:当产量为160件时,生产这种商品的利润最大,最大利润是2 700元.
随堂练习
3. 2026年马年春晚,四骏吉祥物惊艳亮相——骐骐、骥骥、驰驰、骋骋,每匹都承载着深厚的文物基因,从西周盏驹尊到汉代铜奔马,千年文化密码藏于细节,让这些吉祥物既具有历史美感,又充满时代气象.某商场销售该系列吉祥物玩具,其成本价为每件30元,经市场调研发现,该系列吉祥物玩具的销售量y(件)与销售单价x(元)满足一次函数关系,当销售单价为50元时,平均每天可售出40件;当销售单价为40元时,平均每天可售出50件.
(1) 请你求出该系列吉祥物玩具的销售量y与销售单价x之间的函数关系式;
解:(1)由题意,设一次函数关系式为y=kx+b (k≠0),
∵当x=50时,y=40;当x=40时,y=50,
∴
∴
所求函数关系式为y=-x+90.
随堂练习
解:(2)由题意,设每天的销售利润为W元,
∵单件利润为(x-30)元,销售量为 y=-x+90,
∴W=(x-30)y=(x-30)(-x+90)
=-x2+120x-2 700
=-(x-60)2+900.
∵-1<0,
∴当x=60时,利润W取最大值,最大值为900.
答:利润最大时的销售单价应定为60元,最大利润为900元.
3. 2026年马年春晚,四骏吉祥物惊艳亮相——骐骐、骥骥、驰驰、骋骋,每匹都承载着深厚的文物基因,从西周盏驹尊到汉代铜奔马,千年文化密码藏于细节,让这些吉祥物既具有历史美感,又充满时代气象.某商场销售该系列吉祥物玩具,其成本价为每件30元,经市场调研发现,该系列吉祥物玩具的销售量y(件)与销售单价x(元)满足一次函数关系,当销售单价为50元时,平均每天可售出40件;当销售单价为40元时,平均每天可售出50件.
(2) 若想让商场平均每天销售该系列吉祥物玩具的利润达到最大,此时的销售单价应定为多少元?最大利润为多少元?
随堂练习
数学问题
利用二次函数的图象和性质求解
最值问题
二次函数模型
实际问题的答案
实际问题
构建
抽象
利用二次函数解决实际问题的一般步骤:
审、设、列、解、检、答.
课堂小结
第二十六章 二次函数
26.4 实际问题与二次函数
课时3
能结合实际问题中的已知条件,建立适当的平面直角坐标系,利用待定系数法确定函数解析式,解决抛物线形问题,形成模型观念.
学习目标
31
复习 1.函数y=ax2(a≠0)的图象是一条_______,它的顶点坐标是_______,
对称轴是_____,当a____时,开口向上,当a____时,开口向下.
2.二次函数解析式的形式有:
①一般式:____________,
②顶点式:_____________,
③交点式:________________.
3.(1)如图所示的抛物线,可以根据顶点所在的位置设为_________,也可以根据抛物线与x轴的交点坐标设为______________.
(2)由A,B两点的横坐标,可以求得线段AB的长为______.
y轴
>0
<0
y=ax2+bx+c
y=a(x-h)2+k
y=a(x-x1)(x-x2)
y=ax2+2
y=a(x+2)(x-2)
4
抛物线
(0,0)
x
y
-2 O 2
A B
2
课堂导入
二次函数在生活中应用广泛,除了之前的最大值(或最小值)问题,我们再来看其他一些应用二次函数来解决的实际问题.
课堂导入
探究 一座抛物线形拱桥如图所示,当拱顶离水面4m时,水面宽10m. 突降暴雨后水面上升1m,此时水面宽为多少(结果保留小数点后一位)?
分析:二次函数的图象是抛物线,建立适当的平面直角坐标系,就可以根据已知条件求出这条抛物线对应的二次函数,进而解决问题. 为简单起见,以抛物线的顶点为原点,以抛物线的对称轴为 y 轴,建立平面直角坐标系(如图).
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
探究 一座抛物线形拱桥如图所示,当拱顶离水面4m时,水面宽10m 突降暴雨后水面上升1m,此时水面宽为多少(结果保留小数点后一位)?
设这条抛物线表示的二次函数为 y=ax2.
由抛物线经过点 (5,-4),可得
-4=a×52.
解得 a=
因此,这条抛物线对应的二次函数为
y=x2.
y/m
x/m
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
当水面上升 1 m 时,水面的纵坐标为-3.
令 -3,
解得 ,
所以这时水面的宽度为 8.7(m ).
y/m
x/m
探究 一座抛物线形拱桥如图所示,当拱顶离水面4m时,水面宽10m 突降暴雨后水面上升1m,此时水面宽为多少(结果保留小数点后一位)?
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
2. 对于探究,在突降暴雨致水位上升1m后,有一艘装有物资的船准备从桥下通过,船身及物资外形如图所示. 这艘船宽4 m,物资顶部为长方形,且物资顶部距水面2m.这艘船能从这座拱桥下通过吗?
解:方法一
∵水面的纵坐标为-3,物资顶部距水面2m,
∴船顶的纵坐标y=-3+2=-1.
当x=2时,y=﹣x2=﹣.
∵﹣> -1,
∴ 这艘船能从这座拱桥下通过.
y=x2
跟踪训练
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
2. 对于探究,在突降暴雨致水位上升1m后,有一艘装有物资的船准备从桥下通过,船身及物资外形如图所示. 这艘船宽4m,物资顶部为长方形,且物资顶部距水面2m.这艘船能从这座拱桥下通过吗?
解:方法二
∵水面的纵坐标为-3,物资顶部距水面2 m,
∴船顶的纵坐标y=-3+2=-1.
当﹣x2=﹣1时,
解得x1=,x2=﹣.
∵ x1-x2=5>4,
∴这艘船能从这座拱桥下通过.
y=x2
跟踪训练
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
判断货车能否安全通过隧道的方法
方法一(首选,便于计算):固定货车的宽,看抛物线形的隧道是否足够高(相当于已知x的值,根据函数解析式求y的值,再与限制的高的值比较大小).
方法二:固定高(货车的高+0.5),看抛物线形的隧道是否足够宽(相当于已知y的值,根据函数解析式求x的值,再与限制的宽的值比较大小).
知识点 用二次函数解决实际问题
新知讲解
1.在一名运动员的某次投篮中,篮球的运动路线是抛物线 y=﹣0.2x2+3.85 的一部分(如图),若篮球投入篮筐,求运动员到篮筐正下方的距离l .
解:在y=-0.2x2+3.85中,
令y=3.05,则-0.2x2+3.85=3.05,
解得x1=2,x2=-2(舍去).
所以l=3.2+2=5.2 (m).
答:运动员到篮筐正下方的距离l为5.2 m.
随堂练习
2. 一条单车道的抛物线形隧道如图所示.隧道中公路的宽度AB=8m.
隧道的最高点C到公路的距离为6 m.
(1) 建立适当的平面直角坐标系,求抛物线的解析式;
解:(1) 答案不唯一.
如以AB所在直线为x轴,以AB的中点为原点建立平面直角坐标系,
如图所示,则A(-4,0),B(4,0),C(0,6).
设这条抛物线的解析式为y=a(x-4)(x+4).
将C(0,6)的坐标代入,得-16a=6,
解得 a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣(x-4)(x+4)=﹣x2+6 (-4x4).
使得对称轴是y轴
已知图象与x轴的两个交点坐标,可设交点式
随堂练习
2. 一条单车道的抛物线形隧道如图所示.隧道中公路的宽度AB=8m.
隧道的最高点C到公路的距离为6 m.
(2)现有一辆货车的高度是4.4m,宽度是2m,为了保证安全,车顶距离隧道顶部至少0.5m,通过计算说明这辆货车能否安全通过这条隧道.
解:(2)当x=1时,y=.
∵ 4.4+0.5=4.9 < ,
∴ 这辆货车能安全通过这条隧道.
随堂练习
3. 天山胜利隧道是世界上最长的高速公路隧道.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.
解:(1)由题意得,顶点为(,8),即(6,8),
设抛物线的解析式为y=a(x-6)2+8 (a≠0),
代入(12,0),得a(12-6)2+8=0,
解得a=﹣
∴抛物线的函数解析式为y=﹣(x−6)2+8 (0≤x≤12).
随堂练习
3. 天山胜利隧道是世界上最长的高速公路隧道.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.
(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.
解:(2)能安全通过,理由如下:
如图,由题意得 3=2,
将x=2代入 y+8,
则y.
,
能安全通过.
随堂练习
4.掷实心球是中考体育考试项目之一,如图是一名男生投实心球情境,实心球行进路线是一条抛物线,行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数关系如图所示.掷出时起点处高度为2m.当水平距离为4m时,实心球行进至最高点3.6m处.则该男生此次掷实心球的成绩是( )
A.12m B.10m C.8m D.2m
解析:设行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数关系式为y=a(x-4)2+3.6,
将(0,2)代入,得16a+3.6=2, 解得a=-0.1,
∴y=-0.1(x-4)2+3.6.
当y=0时,-0.1(x-4)2+3.6=0,
解得x1=10,x2=-2(不合题意,舍去),
∴点D的坐标为(10,0),∴OD的长为10,
∴该男生此次掷实心球的成绩是10 m.
x
y
3.6
4
D
O
2
B
随堂练习
数学问题
利用二次函数的图象和性质求解
二次函数模型
抛物线形问题
实际问题的答案
实际问题
构建
抽象
利用二次函数解决实际问题的一般步骤:
审、设、列、解、检、答.
课堂小结
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