内容正文:
九年级 数学
(上册)
第二十六章 二次函数
26.4 实际问题与二次函数
课时1 最大高度问题与最大面积问题
C
A
B
C
5
(x-10)
A
12
15 m
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利用二次函数解决最大高度问题
(巴中中考)从地面竖直向上抛出一小球,小球高度h(m)与小球运动时间t(s)之间的函数解析式是h=30t-5t2(0≤t≤6).有下列结论:
①小球运动时间是1 s时,高度为25 m;
②小球运动中高度可以是50 m;
③当3≤t≤6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
如图是一个喷泉的示意图,喷泉有一个竖直的喷水枪AB,喷水口B距地面3 m,喷出的水流的运动路线是抛物线.如果水流的最高点C到喷水枪AB所在直线的距离是1 m,水流的落地点D到喷水枪底部A的距离是3 m,那么水流最高点C与地面的距离是多少米?
2题图
解:以点A为坐标原点,AB所在直线为y轴,AD所在直线为x轴建立平面直角坐标系.
设抛物线方程为y=a(x-1)2+h,其中h为水流最高点C与地面的距离.
已知点B(0,3),点D(3,0).
将点B(0,3)代入方程:3=a(0-1)2+h=a+h,
即a+h=3,①
将点D(3,0)代入方程:0=a(3-1)2+h=4a+h,
即4a+h=0.②
用②式减去①式:(4a+h)-(a+h)=0-3,解得a=-1.
将a=-1代入①式:-1+h=3,解得h=4.
答:水流最高点C与地面的距离是4米.
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利用二次函数解决最大面积问题
(黑龙江大庆期中)用总长度为12 m的不锈钢材料设计成如图所示的外观为矩形的框架,所有横档和竖档分别与AD,AB平行,则矩形框架ABCD的最大面积为( )
A.4 m2 B.6 m2 C.8 m2 D.12 m2
3题图
如图,小明想用长为12 m的栅栏(虚线部分),借助围墙围成一个矩形花园ABCD,则矩形ABCD的最大面积是( )
A.16 m2 B.18 m2 C.20 m2 D.24 m2
4题图
一个长20 m、宽16 m的矩形花园如图所示,根据需要将它的长缩短x m、宽增加x m.要想使修改后的花园面积达到最大,则x应为( )
A.1 B.1.5 C.2 D.4
5题图
(宿迁中考)一块梯形木板ABCD,AD∥BC,∠BCD=90°,AD=4,BC=10,CD=6,按如图方式设计一个矩形桌面EFCG(点E在边AB上).当EF=__时,矩形桌面面积最大.
6题图
某小区准备把一块长80 m,宽60 m(AB=60 m,BC=80 m)的矩形空地建成花园小广场,设计方案如图所示,阴影区域为绿化区(四块绿化区为全等的直角三角形),空白区域为活动区,且四周出口宽度一样(EF=GH=MN=PQ),设AP=BG=CH=DQ=x m(15≤x≤35).
(1)图中AE的长为____________m(用含x的代数式表示);
(2)绿化区的面积和活动区的面积能否相等?为什么?
(3)当出口宽度为多少米时,活动区的面积最大?最大面
积是多少?
7题图
解:(2)不能相等.理由如下:
S绿化区=4× eq \f(1,2)x(x-10)=2x2-20x.
依题意,得2x2-20x= eq \f(1,2)×80×60,
即x2-10x-1 200=0,解得x1=-30,x2=40,都不合题意,舍去,所以绿化区的面积和活动区的面积不能相等.
(3)S活动区=80×60-(2x2-20x)=-2x2+20x+4 800=-2(x-5)2+4 850,其中15≤x≤35.
因为-2<0,所以当15≤x≤35时,S活动区随x的增大而减小,所以当x=15时,活动区的面积最大,此时出口宽度为80-2×15=50(m),活动区的最大面积是-2×(15-5)2+4 850=4 650(m2).
(河南南阳期末)如图,将一根长2 m的铁丝首尾相接围成矩形,则围成的矩形的面积的最大值是( )
A. eq \f(1,4) m2 B. eq \f(1,3) m2 C. eq \f(1,2) m2 D.1 m2
1题图
“一河诗画,满城烟花”,每逢过节,人们会在美丽的浏阳河边上手持长筒烟花进行燃放,当发射角度与水平面成45度角时,烟花在空中的高度y(米)与水平距离x(米)接近于抛物线y=-0.5x2+10x-38的一部分,则烟花可以达到的最大高度是____米.
3题图
为了节省材料,某农场主利用围墙(围墙足够长)为一边,用总长为60 m的篱笆围成了如图所示的①②③三块矩形区域,而且这三块矩形区域的面积相等,则BC长为_______时,能围成的矩形区域ABCD的面积最大.
如图,一位篮球运动员投篮时,球从A点出手后沿抛物线行进,篮球出手后距离地面的高度y(m)与篮球距离出手点的水平距离x(m)之间的函数解析式是y=- eq \f(1,5)x2+ eq \f(3,5)x+ eq \f(61,20).
(1)求篮球出手点距离地面的高度;
(2)求篮球行进过程中距离地面的最大高度.
4题图
解:(1)令x=0,则y= eq \f(61,20),
故篮球出手点距离地面的高度为 eq \f(61,20) m.
(2)∵y=- eq \f(1,5)x2+ eq \f(3,5)x+ eq \f(61,20)=- eq \f(1,5)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(3,2)))
eq \s\up12(2)+ eq \f(7,2),
∴其顶点坐标为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),\f(7,2))),
故篮球行进过程中距离地面的最大高度为 eq \f(7,2) m.
[核心素养](南通中考)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60 m的栅栏围成.兴趣小组设计了以下两种方案:
方案一
如图①,围成一个面积为450 m2的矩形花圃
5题图①
方案二
如图②,围成矩形花圃时,用栅栏(栅栏宽度忽略不计)将该花圃分隔为两个小矩形区域,用来种植不同花卉,并在花圃两侧各留一个宽为3 m的进出口(此处不用栅栏)
5题图②
(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?
解:(1)设与墙垂直的边的长度为x m,则与墙平行的边的长度为(60-2x)m.
根据题意,得x(60-2x)=450,
解得x1=x2=15.
答:与墙垂直的边的长度为15米.
(2)设与墙平行的边的长度为t m,花圃的面积为S m2,
根据题意,得S= eq \f(1,3)t(66-t)=- eq \f(1,3)t2+22t,
∴S=- eq \f(1,3)(t-33)2+363.
∵- eq \f(1,3)<0,∴当t=33时,S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.
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