内容正文:
第二十六章 二次函数
26.4.1 实际问题与二次函数
第1课时
学习目标
1、能将实际问题中的变量关系转化为二次函数模型,掌握利用二次函数顶点公式求实际问题中最值的方法.
2、能根据实际问题的意义确定二次函数自变量的取值范围,并结合取值范围判断函数的最值;
复习导入
用你认为最简单的方法求出顶点坐标,说出开口方向,对称轴及最值.
(1)y=x2-4x-5
(2)y=-x2+x+
开口方向
对称轴
顶点坐标
最值
向上
x=2
(2,-9)
y最小值=-9
向下
y最大值=
探究新知
例1 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.)
分析
“达到最高点”对应二次函数取得最大值时自变量的值.
“最大高度”对应二次函数的最大值。
探究新知
解: 确定二次函数的系数:
,,。
计算顶点横坐标(达到最高点的时间):
计算顶点纵坐标(最大高度):
=11.4(m)
探究新知
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.
探究新知
归 纳
一般地,当a>0(a<0)时,抛物线 y = ax2 + bx + c的顶点有最低(高)点,也就是说,当 x= 时,二次函数有最小(大)值 .
课堂练习
【选自教材P52 练习第2题】
1.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.
探究新知
例2 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?
要求矩形的最大面积,需要先建立面积与边长之间的函数关系.
设垂直于墙的边长为
则平行于墙的边长为
矩形面积
在这个问题中,自变量可以取任意实数吗?为什么?
不可以,因为矩形的边长必须为正数,所以 ,且
解得
探究新知
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
探究新知
思考: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.
探究新知
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.
课堂练习
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.
2.如图,四边形的两条对角线AC、BD互相垂直,AC+BD=10,
当AC、BD的长是多少时,四边形ABCD的面积最大?
解:设AC=x,四边形ABCD面积为y,
则BD=(10-x).
即当AC、BD的长均为5时,四边形ABCD的面积最大.
课堂练习
课堂练习
3、如图是一面足够长的墙,用长的篱笆围成中间隔有一道篱笆的矩形花园,若设的长度为,则矩形花园的面积与的函数解析式是什么?
解:设的长度为,
则,
由题意得,,
答:函数解析式为:.
4.如图,点E、F、G、H分别位于正方形ABCD的四条边上,四边形EFGH也是正方形,当点E位于何处时,正方形EFGH的面积最小?
解:令AB长为1,设AE=x,正方形EFGH的面
积为y,则AH=1-x.
即当E位于AB中点时,正方形EFGH面积最小.
课堂练习
课堂小结
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.
$