内容正文:
北师大版九年级上册
第5章 二次函数
5.3 二次函数的应用
本节知识点总结
1. 二次函数应用的基本步骤
(1)审题:理解问题中的变量和常量,以及它们之间的关系。
(2)建模:建立平面直角坐标系,将实际问题转化为二次函数模型。
(3)求解:用待定系数法求二次函数表达式,再利用二次函数的性质求解最值或特定值。
(4)检验:检验结果的合理性,注意自变量的取值范围。
2. 运动轨迹问题
(1)投篮/抛球问题:建立平面直角坐标系,设抛物线的顶点式或一般式,利用已知点求解析式。
(2)最大高度:抛物线顶点的纵坐标即为最大高度。
(3)落地距离:令y=0,求x的正根即为落地时的水平距离。
3. 几何图形中的最大面积问题
(1)直角三角形内作矩形:设矩形一边长为x,利用相似三角形表示另一边长,建立面积函数。
(2)窗户问题(上半圆下矩形):根据窗框总长列出等式,将矩形的高用半径表示,再建立面积函数。
(3)利用二次函数求最大面积,注意自变量的取值范围。
4. 利润最大问题
(1)利润 = 每件利润 × 销售量。
(2)涨价/降价与销售量的关系:单价每涨/降a元,销量减少/增加b件。
(3)建立利润关于售价(或涨价幅度)的二次函数,求最大值。
5. 收入最高问题
(1)总收入 = 单价 × 数量。
(2)旅馆客房问题:每间日租金增加x元,出租房间数减少y间。
(3)建立收入关于单价的二次函数,求最大值。
6. 自变量取值范围的确定
(1)实际意义限制:边长为正、销售量非负、时间非负等。
(2)若顶点横坐标不在取值范围内,则最值在端点处取得。
7. 二次函数的广泛应用
(1)物理中的动能:
E = (m为定值)
(2)电阻发热:Q = RI²(R为定值)
(3)自由落体:
h = (g为定值)
分层作业
📅 一、基础过关题
题型一 建立坐标系求二次函数表达式(运动轨迹)
【考查要点】考查根据运动轨迹的已知条件,建立平面直角坐标系,用待定系数法求二次函数表达式。
【解题方法】根据已知点的坐标特征选择合适的解析式形式(顶点式/一般式),代入求解。
1. 一名学生推铅球时,铅球行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系满足二次函数,其图象的顶点为(4, 3),且经过点(0, 1)。求这个二次函数的表达式。
【答案】y = -(x - 4)² + 3
【解析】本题考查用顶点式求二次函数表达式。已知顶点坐标,设顶点式最简便。
【解答】解:∵ 顶点为(4, 3),∴ 设二次函数的表达式为 y = a(x - 4)² + 3。
将(0, 1)代入,得:1 = a(0 - 4)² + 3 = 16a + 3,
解得 a = --。
∴ 二次函数的表达式为 y = --(x - 4)² + 3。
2. 某球员在罚球线处投篮,球从点A处出手,恰好经过篮圈中心B。已知球出手位置A到地面的距离为2.25m,到篮圈中心B的水平距离为4m,篮圈中心B到地面的距离为3.05m。建立如图所示的平面直角坐标系后,球的运动路线是抛物线 y = ax² + c。求这条抛物线的表达式和球运动的最大高度。
【答案】y = -0.1x² + 3.15;最大高度为3.15m
【解析】本题考查用待定系数法求y = ax² + c型抛物线的表达式。
【解答】解:由题意可知,抛物线经过点A(-3, 2.25),B(1, 3.05)。
将两点坐标分别代入 y = ax² + c,得:
2.25 = 9a + c,3.05 = a + c。
解这个方程组,得 a = -0.1,c = 3.15。
∴ 抛物线的表达式为 y = -0.1x² + 3.15。
当x = 0时,y取得最大值,y最大 = 3.15。
∴ 球运动的最大高度是3.15m。
3. (2025·山东威海·中考真题)如图,一位运动员推铅球,铅球行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系是 y = -x² + x + 。问此运动员把铅球推出多远?
【答案】10m
【解析】本题考查二次函数在实际问题中的应用。铅球落地时y = 0,求x的正根即为推出距离。
【解答】解:令y = 0,即 -x² + x + = 0。
两边同乘-12,得:x² - 8x - 20 = 0,
因式分解得:(x - 10)(x + 2) = 0,
解得 x₁ = 10,x₂ = -2(舍去)。
∴ 此运动员把铅球推出10m远。
题型二 几何图形中的最大面积问题
【考查要点】考查利用二次函数求几何图形的最大面积,包括直角三角形内作矩形、窗户问题等。
【解题方法】设自变量表示一边长,利用几何关系表示另一边长,建立面积关于自变量的二次函数,求最大值。
4. 如图,在一个直角三角形的内部作一个矩形ABCD,其中AB和AD分别在两条直角边上。已知直角三角形的两直角边分别为30m和40m。如果设矩形的一边AB = x m,那么当x取什么值时,矩形的面积y最大?最大值是多少?
【答案】当x = 20m时,矩形面积最大,最大值为300m²
【解析】本题考查直角三角形内作矩形的最大面积问题。利用相似三角形表示AD的长度,建立面积函数。
【解答】解:设矩形的一边AB = x m,则AD的长度为多少?
由相似三角形可知: = ,
解得 AD = 30 - 。
矩形面积 y = AB·AD = x(30 - 3x/4) = -3/4x² + 30x。
配方得:y = -3/4(x - 20)² + 300。
∵ a = -3/4 < 0,∴ 当x = 20时,y有最大值,最大值为300。
即当x = 20m时,矩形面积最大,最大值为300m²。
5. 某建筑物的窗户上半部分是半圆,下半部分是矩形,制造窗框的材料总长为15m。设半圆的半径为x m,矩形的一边长为y m。当x等于多少时,窗户的面积最大?最大面积是多少?
【答案】当x ≈ 1.07m时,窗户面积最大,最大面积约为4.02m²
【解析】本题考查窗户问题的最大面积。先根据窗框总长列出y与x的关系,再建立面积函数。
【解答】解:由窗框总长为15m,得:7x + 4y + πx = 15,
∴ y = 。
设窗户面积为S m²,则:
S = πx² + 2xy = πx² + 2x·
= πx² + x
= πx² + - -
= x² + x = (x - )² + 。
当x = ≈ 1.07时,S取得最大值,S最大 = ≈ 4.02。
∴ 当x约为1.07m时,窗户面积最大,约为4.02m²。
6. 用长为20m的篱笆,一面靠墙(墙足够长),围成一个矩形花圃。设矩形垂直于墙的一边长为x m,当x取何值时,花圃的面积最大?最大面积是多少?
【答案】当x = 5m时,花圃面积最大,最大面积为50m²
【解析】本题考查利用二次函数求矩形最大面积。注意一面靠墙,所以篱笆只围三边。
【解答】解:设矩形垂直于墙的一边长为x m,则平行于墙的一边长为(20 - 2x) m。
花圃面积 S = x(20 - 2x) = -2x² + 20x = -2(x - 5)² + 50。
∵ a = -2 < 0,∴ 当x = 5时,S有最大值,最大值为50。
即当x = 5m时,花圃面积最大,最大面积为50m²。
题型三 利润最大问题
【考查要点】考查商品销售中的利润最大问题,建立利润关于售价的二次函数,求最大利润。
【解题方法】利润 = 每件利润 × 销售量。根据涨价/降价与销售量的关系,建立函数关系式。
7. 某商店购进一批单价为20元的日用商品,如果以单价30元销售,那么半月内可售出400件。根据销售经验,销售单价每提高1元,销售量相应减少20件。销售单价为多少元时,半月内获得的利润最大?最大利润是多少?
【答案】销售单价为35元时,半月内利润最大,最大利润为4500元
【解析】本题考查利润最大问题。设销售单价提高x元,建立利润函数。
【解答】解:设销售单价提高x元,则每件利润为(30 + x - 20) = (10 + x)元,
销售量为(400 - 20x)件。
半月内利润 y = (10 + x)(400 - 20x)
= 4000 - 200x + 400x - 20x²
= -20x² + 200x + 4000
= -20(x - 5)² + 4500。
∵ a = -20 < 0,∴ 当x = 5时,y有最大值,最大值为4500。
此时销售单价为30 + 5 = 35元。
即销售单价为35元时,半月内利润最大,最大利润为4500元。
8. (2025·四川南充·中考真题)某文旅公司销售一款巴小虎吉祥物,每件成本为30元。市场调查发现:当销售单价为40元时,每天可售出600件;销售单价每降低1元,每天可多售出100件。设每件吉祥物降价x元,每天的利润为W元。
(1)降价x元后,每天售出的数量是多少件?(用含x的代数式表示)
(2)当售价为多少元时,每天的利润最大?最大利润是多少?
【答案】(1)(600 + 100x)件;(2)售价为38元时,每天利润最大,最大利润为6400元
【解析】本题考查二次函数在利润问题中的应用。
【解答】解:(1)降价x元后,每天多售出100x件,
∴ 每天售出的数量为(600 + 100x)件。
(2)每件利润为(40 - x - 30) = (10 - x)元,
W = (10 - x)(600 + 100x)
= 6000 + 1000x - 600x - 100x²
= -100x² + 400x + 6000
= -100(x - 2)² + 6400。
∵ a = -100 < 0,∴ 当x = 2时,W有最大值,最大值为W = -400 + 800 + 6000 = 6400。
此时售价为40 - 2 = 38元,最大利润为6400元。
9. 服装厂生产某品牌的T恤衫,成本是每件20元。根据市场调查,以26元的单价批发给经销商,经销商愿意购进5000件,并且表示单价每降0.5元,愿意多购进500件。厂家将批发单价定为多少时可以获利最多?
【答案】批发单价定为23元时获利最多
【解析】本题考查利润最大问题。注意单价降低与销售量增加的比例关系。
【解答】解:设批发单价降低x个0.5元,则每件利润为(26 - 0.5x - 20) = (6 - 0.5x)元,
销售量为(5000 + 500x)件。
总利润 y = (6 - 0.5x)(5000 + 500x)
= 30000 + 3000x - 2500x - 250x²
= -250x² + 500x + 30000
= -250(x - 1)² + 30250。
∵ a = -250 < 0,∴ 当x = 1时,y有最大值,最大值为30250。
此时批发单价为26 - 0.5×1 = 25.5元?不对,重新看...
重新整理:设单价降低m元,则多购进()m = 1000m件。
每件利润为(26 - m - 20) = (6 - m)元,销售量为(5000 + 1000m)件。
y = (6 - m)(5000 + 1000m) = -1000m² + 1000m + 30000 = -1000(m - 0.5)² + 30250。
当m = 0.5时,y最大 = 30250元,此时单价为26 - 0.5 = 25.5元。
题型四 收入最高问题
【考查要点】考查旅馆客房、门票等收入最高问题,建立收入关于单价的二次函数,求最高收入。
【解题方法】总收入 = 单价 × 数量。根据单价变化与数量变化的关系,建立函数关系式。
10. 某旅馆有客房120间,每间房的日租金为160元时,每天都客满。经市场调查发现,如果每间客房的日租金增加10元,那么每天客房出租数就会减少6间。不考虑其他因素,旅馆将每间客房的日租金增加到多少元时,客房日租金的总收入最高?最高总收入是多少?
【答案】日租金增加到180元时,总收入最高,最高为19440元
【解析】本题考查旅馆客房收入最高问题。设日租金增加10x元,建立收入函数。
【解答】解:设每间客房的日租金增加10x元,则每天客房出租数减少6x间。
设客房日租金的总收入为y元,则:
y = (160 + 10x)(120 - 6x)
= 19200 - 960x + 1200x - 60x²
= -60x² + 240x + 19200
= -60(x - 2)² + 19440。
∵ x ≥ 0,且120 - 6x > 0,∴ 0 ≤ x < 20。
当x = 2时,y取得最大值,y最大 = 19440。
此时日租金为160 + 10×2 = 180元。
即每间客房的日租金增加到180元时,客房日租金的总收入最高,最高总收入为19440元。
11. 某公园门票价格为每人10元时,每天可接待游客300人。经调查发现,门票价格每提高1元,游客就减少10人。当门票价格定为多少元时,每天的门票收入最高?最高收入是多少?
【答案】门票价格定为20元时,每天收入最高,最高为4000元
【解析】本题考查门票收入最高问题。设门票价格提高x元,建立收入函数。
【解答】解:设门票价格提高x元,则每天游客减少10x人。
每天门票收入 y = (10 + x)(300 - 10x)
= 3000 - 100x + 300x - 10x²
= -10x² + 200x + 3000
= -10(x - 10)² + 4000。
∵ a = -10 < 0,∴ 当x = 10时,y有最大值,最大值为4000。
此时门票价格为10 + 10 = 20元。
即门票价格定为20元时,每天的门票收入最高,最高收入为4000元。
12. 某商场销售一批名牌衬衫,平均每天可售出20件,每件盈利40元。为了扩大销售,增加盈利,商场决定采取适当的降价措施。经调查发现,如果每件衬衫每降价1元,商场平均每天可多售出2件。设每件衬衫降价x元,商场每天盈利y元。
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)每件衬衫降价多少元时,商场每天盈利最多?最多是多少元?
【答案】(1)y = -2x² + 60x + 800;(2)降价15元时,最多盈利1250元
【解析】本题考查利润最大问题。
【解答】解:(1)每件衬衫降价x元后,每件盈利(40 - x)元,每天可售出(20 + 2x)件。
y = (40 - x)(20 + 2x) = 800 + 80x - 20x - 2x² = -2x² + 60x + 800。
(2)y = -2x² + 60x + 800 = -2(x - 15)² + 1250。
∵ a = -2 < 0,∴ 当x = 15时,y有最大值,最大值为1250。
即每件衬衫降价15元时,商场每天盈利最多,最多为1250元。
题型五 最大高度问题
【考查要点】考查利用二次函数求运动轨迹中的最大高度。
【解题方法】抛物线顶点的纵坐标即为最大高度。先求二次函数表达式,再求顶点坐标。
13. 一个圆形喷水池的中央竖直安装了一个柱形喷水装置OM,喷头M向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下。水流喷出的高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系式是 y = -x² + 2x(x > 0),则水流喷出的最大高度是( )
A. 3m
B. 2.75m
C. 2m
D. 1m
【答案】D
【解析】本题考查二次函数的最大值。水流喷出的最大高度就是二次函数的最大值。
【解答】解:y = -x² + 2x = -(x - 1)² + 1。
∵ a = -1 < 0,开口向下,顶点为(1, 1),
∴ 当x = 1时,y有最大值,最大值为1。
即水流喷出的最大高度是1m。
故选D。
14. 如图,是惠东县南湖公园喷水池喷出的抛物线形水柱,其解析式为 y = -x² + 4x。则水柱的最大高度是( )
A. 2
B. 4
C. 6
D. 8
【答案】B
【解析】本题考查二次函数的最大值。水柱的最大高度就是二次函数的最大值。
【解答】解:y = -x² + 4x = -(x - 2)² + 4。
∵ a = -1 < 0,开口向下,顶点为(2, 4),
∴ 当x = 2时,y有最大值,最大值为4。
即水柱的最大高度是4。
故选B。
15. 小明在一次投篮练习中,球的运动路线是抛物线 y = (x - 4)² + 4的一部分。已知出手点A在y轴上,篮圈中心B的坐标为(7, 3)。求球运动的最大高度。
【答案】4m
【解析】本题考查二次函数的最大值。顶点的纵坐标即为最大高度。
【解答】解:抛物线 y = (x - 4)² + 4的顶点坐标为(4, 4)。
∵ a = < 0,开口向下,
∴ 当x = 4时,y有最大值,最大值为4。
即球运动的最大高度为4m。
题型六 自变量取值范围的确定
【考查要点】考查根据实际问题确定二次函数自变量的取值范围,并求在该范围内的最值。
【解题方法】根据实际意义确定自变量的取值范围(边长为正、销售量非负等),再根据顶点是否在范围内判断最值。
16. 某商店购进一批单价为20元的商品,如果以单价30元销售,那么半月内可售出400件。销售单价每提高1元,销售量相应减少20件。设销售单价提高x元,求x的取值范围。
【答案】0 ≤ x ≤ 20
【解析】本题考查根据实际意义确定自变量的取值范围。销售量不能为负数。
【解答】解:根据题意,销售量为(400 - 20x)件。
∵ 销售量不能为负数,∴ 400 - 20x ≥ 0,解得x ≤ 20。
又∵ 销售单价提高,∴ x ≥ 0。
∴ x的取值范围是0 ≤ x ≤ 20。
17. 用长为20m的篱笆,一面靠墙(墙足够长),围成一个矩形花圃。设矩形垂直于墙的一边长为x m,求x的取值范围。
【答案】0 < x < 10
【解析】本题考查根据实际意义确定自变量的取值范围。矩形的边长必须为正。
【解答】解:设矩形垂直于墙的一边长为x m,则平行于墙的一边长为(20 - 2x) m。
∵ 矩形的边长必须为正数,
∴ x > 0,且20 - 2x > 0,解得x < 10。
∴ x的取值范围是0 < x < 10。
18. 某旅馆有客房120间,每间房的日租金为160元时,每天都客满。如果每间客房的日租金增加10元,那么每天客房出租数就会减少6间。设每间客房的日租金增加10x元,求x的取值范围。
【答案】0 ≤ x < 20
【解析】本题考查根据实际意义确定自变量的取值范围。出租房间数不能为负数。
【解答】解:每天客房出租数为(120 - 6x)间。
∵ 出租房间数不能为负数,∴ 120 - 6x > 0,解得x < 20。
又∵ 日租金增加,∴ x ≥ 0。
∴ x的取值范围是0 ≤ x < 20。
题型七 二次函数的综合应用
【考查要点】考查二次函数在实际问题中的综合应用,包括建立函数关系式、求最值、分析函数图象等。
【解题方法】综合运用二次函数的性质解决实际问题,注意自变量的取值范围和结果的实际意义。
19. 某商店经销一种销售成本为每千克40元的水产品。据市场分析,若按每千克50元销售,一个月能售出500kg;销售单价每涨1元,月销售量就减少10kg。设销售单价为x元(x ≥ 50),月销售利润为y元。
(1)求y与x的函数关系式;
(2)当销售单价定为多少元时,月销售利润最大?最大利润是多少?
【答案】(1)y = -10x² + 1400x - 40000;(2)单价定为70元时,月利润最大,最大为9000元
【解析】本题考查二次函数在利润问题中的综合应用。
【解答】解:(1)每千克利润为(x - 40)元,月销售量为[500 - 10(x - 50)] = (1000 - 10x) kg。
y = (x - 40)(1000 - 10x) = -10x² + 1400x - 40000。
(2)y = -10x² + 1400x - 40000 = -10(x - 70)² + 9000。
∵ a = -10 < 0,∴ 当x = 70时,y有最大值,最大值为9000。
即当销售单价定为70元时,月销售利润最大,最大利润为9000元。
20. 某果园有100棵橙子树,每一棵树平均结600个橙子。现准备多种一些橙子树以提高产量,但是如果多种树,那么树之间的距离和每一棵树所接受的阳光就会减少。根据经验估计,每多种一棵树,平均每棵树就会少结5个橙子。
(1)假设果园增种x棵橙子树,那么果园共有多少棵橙子树?这时平均每棵树结多少个橙子?
(2)如果果园橙子的总产量为y个,那么请你写出y与x之间的函数关系式;
(3)增种多少棵橙子树,可以使橙子的总产量在60400个以上?
【答案】(1)(100 + x)棵,(600 - 5x)个;(2)y = -5x² + 100x + 60000;(3)增种超过4棵但少于16棵
【解析】本题考查二次函数在实际问题中的综合应用。
【解答】解:(1)果园共有(100 + x)棵橙子树,平均每棵树结(600 - 5x)个橙子。
(2)y = (100 + x)(600 - 5x) = 60000 - 500x + 600x - 5x² = -5x² + 100x + 60000。
(3)令y > 60400,即 -5x² + 100x + 60000 > 60400,
整理得:x² - 20x + 80 < 0,
解得:10 - 2√5 < x < 10 + 2√5,即5.53 < x < 14.47。
∵ x为整数,∴ 增种6~14棵橙子树时,总产量在60400个以上。
21. 某一物体的质量为m,它的动能E与它的运动速度v之间的关系是 E = mv²(m为定值)。当速度v增大为原来的2倍时,动能E变为原来的多少倍?
【答案】4倍
【解析】本题考查二次函数在物理中的应用。
【解答】解:设原来的速度为v₀,则原来的动能 E₀ = mv₀²。
当速度增大为原来的2倍时,新的速度v = 2v₀,
新的动能 E = m(2v₀)² = m·4v₀² = 4·(mv₀²) = 4E₀。
∴ 动能E变为原来的4倍。
二、进阶思维题
(一)选择题
1. 某产品的进货价格为90元,按标价的90%销售,利润率为15.2%。设这种商品的标价为x元,则下列方程正确的是( )
A. 90%x × 90 = 90×15.2%
B. 90%x - 90 = 90×15.2%
C. 90%x × 15.2% = 90
D. (1 - 90%)x = 90×15.2%
【答案】B
【解析】本题考查利润率问题的基本公式。
【解答】解:利润 = 售价 - 进价 = 标价×90% - 90,
利润率 = = 15.2%,
∴ 90%x - 90 = 90×15.2%。
故选B。
2. 某商店将进价为8元的商品按每件10元出售,每天可销售200件。现在采用提高商品售价减少销售量的办法增加利润,如果这种商品每件的销售价每提高0.5元,其销售量就减少10件。设每件售价提高x元,每天利润为y元,则y与x的函数关系式为( )
A. y = (2 + x)(200 - 20x)
B. y = (2 + x)(200 - 10x)
C. y = (2 + x)(200 - )
D. y = (2 + x)(200 - 20x),其中0 ≤ x ≤ 10
【答案】D
【解析】本题考查利润函数关系式的建立。
【解答】解:每件售价提高x元后,每件利润为(10 + x - 8) = (2 + x)元,
销售量减少()x = 20x件,即销售量为(200 - 20x)件。
∴ y = (2 + x)(200 - 20x)。
又∵ 销售量不能为负,∴ 200 - 20x ≥ 0,即x ≤ 10。
故选D。
3. (2025·湖北·中考真题)如图,篮球运动员在距离篮圈水平距离4m处起跳投篮,球的运动路线是抛物线的一部分。当球水平移动的距离为2.5m时,达到最大高度3.5m,然后准确落入篮圈。已知篮圈中心到地面的距离为3.05m。则球出手时离地面的高度是( )
A. 1.9m
B. 2.0m
C. 2.25m
D. 2.3m
【答案】C
【解析】本题考查二次函数在投篮问题中的应用。建立坐标系求抛物线解析式,再求出手高度。
【解答】解:建立平面直角坐标系,以抛物线最高点为y轴,地面为x轴。
顶点坐标为(0, 3.5),设抛物线解析式为 y = ax² + 3.5。
篮圈中心坐标为(1.5, 3.05),代入得:3.05 = a×1.5² + 3.5 = 2.25a + 3.5,
解得 a = = -0.2。
∴ 抛物线解析式为 y = -0.2x² + 3.5。
出手点的水平距离为-2.5m,代入得:
y = -0.2×(-2.5)² + 3.5 = -0.2×6.25 + 3.5 = -1.25 + 3.5 = 2.25。
∴ 球出手时离地面的高度是2.25m。
故选C。
4. 某农场拟建两间矩形饲养室,一面靠现有墙(墙足够长),中间用一道墙隔开,并在如图所示的三处各留1m宽的门。已知计划中的材料可建墙体(不包括门)总长为27m,则能建成的饲养室总占地面积最大为( )
A. 75m²
B. 72m²
C. 66m²
D. 60m²
【答案】A
【解析】本题考查二次函数在面积问题中的应用。注意门的宽度不计入墙体总长。
【解答】解:设垂直于墙的边长为x m,则平行于墙的边长为(27 - 3x + 3) = (30 - 3x) m。
总占地面积 S = x(30 - 3x) = -3x² + 30x = -3(x - 5)² + 75。
∵ a = -3 < 0,∴ 当x = 5时,S有最大值,最大值为75。
即能建成的饲养室总占地面积最大为75m²。
故选A。
5. 烟花厂为国庆庆典设计了一种新型礼炮,这种礼炮的升空高度h(m)与飞行时间t(s)的关系式是 h = t² + 20t + 1。若这种礼炮在点火升空到最高点处引爆,则从点火到引爆需要的时间为( )
A. 3s
B. 4s
C. 5s
D. 10s
【答案】B
【解析】本题考查二次函数的最大值问题。最高点处即顶点,顶点横坐标即为所求时间。
【解答】解:h = t² + 20t + 1,
对称轴为直线 t = - = = = 4。
∵ a = < 0,开口向下,∴ 当t = 4时,h有最大值。
即从点火到引爆需要的时间为4s。
故选B。
6. 某旅行社组团去外地旅游,30人起组团,每人单价800元。旅行社对超过30人的团给予优惠,即旅行团每增加一人,每人的单价就降低10元。当旅行团的人数是多少时,旅行社可以获得最大营业额?( )
A. 50人
B. 55人
C. 60人
D. 65人
【答案】B
【解析】本题考查二次函数在营业额问题中的应用。
【解答】解:设旅行团人数为x人(x ≥ 30),则每人单价为[800 - 10(x - 30)] = (1100 - 10x)元。
营业额 y = x(1100 - 10x) = -10x² + 1100x = -10(x - 55)² + 30250。
∵ a = -10 < 0,∴ 当x = 55时,y有最大值。
即当旅行团的人数是55人时,旅行社可以获得最大营业额。
故选B。
(二)填空题
7. 二次函数 y = -x² + 2x + 3,当 x = ___1___ 时,y有最__大____值,是___4___。
【答案】1;大;4
【解析】本题考查二次函数的最值。
【解答】解:y = -x² + 2x + 3 = -(x - 1)² + 4。
∵ a = -1 < 0,开口向下,
∴ 当x = 1时,y有最大值,最大值为4。
8. 用一段长为30m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长为18m。这个矩形的长、宽各为__15m、7.5m²____时,菜园的面积最大,最大面积是__112.5m____。
【答案】15m、7.5m;112.5m²
【解析】本题考查二次函数在面积问题中的应用。注意墙长的限制。
【解答】解:设垂直于墙的边长为x m,则平行于墙的边长为(30 - 2x) m。
由题意,0 < 30 - 2x ≤ 18,解得6 ≤ x < 15。
菜园面积 S = x(30 - 2x) = -2x² + 30x = -2(x - 7.5)² + 112.5。
顶点x = 7.5在取值范围内,∴ 当x = 7.5时,S有最大值112.5。
此时长为30 - 2×7.5 = 15m,宽为7.5m。
9. 某商品的进货单价为30元。试销中发现这种商品每天的销售量y(件)与每件的销售价x(元)满足关系:y = 100 - 2x。若商店每天销售这种商品要获得200元的利润,那么每件商品的售价应定为___40___元,每天要售出这种商品___20___件。
【答案】40;20
【解析】本题考查利润问题的应用。
【解答】解:每件利润为(x - 30)元,每天销售量为(100 - 2x)件。
由题意,(x - 30)(100 - 2x) = 200,
整理得:x² - 80x + 1600 = 0,解得x₁ = x₂ = 40。
每天销售量为100 - 2×40 = 20件。
∴ 每件商品的售价应定为40元,每天要售出20件。
10. 一个二次函数,它的图象的对称轴是y轴,顶点是原点,并且经过点(-2, -8)。这个二次函数的解析式是___y = -2x²___。
【答案】y = -2x²
【解析】本题考查用待定系数法求二次函数解析式。
【解答】解:∵ 对称轴是y轴,顶点是原点,
∴ 设二次函数的解析式为 y = ax²。
将(-2, -8)代入,得:-8 = a×(-2)² = 4a,解得a = -2。
∴ 二次函数的解析式为 y = -2x²。
11. 某涵洞是抛物线形,它的截面如图所示。现测得水面宽AB = 1.6m,涵洞顶点O到水面的距离为2.4m。在图中平面直角坐标系内,涵洞所在抛物线的函数关系式是__y =- x²____。
【答案】y =- x²
【解析】本题考查建立坐标系求二次函数解析式。
【解答】解:设抛物线的解析式为 y = ax²。
水面宽AB = 1.6m,∴ 点B的坐标为(0.8, -2.4)。
代入得:-2.4 = a×0.8² = 0.64a,解得a = = 。
∴ 抛物线的函数关系式为 y =- x²。
(三)解答题
12. 某商品的进价为每件40元,售价为每件50元,每个月可卖出210件;如果每件商品的售价每上涨1元,则每个月少卖10件(每件售价不能高于65元)。设每件商品的售价上涨x元(x为正整数),每个月的销售利润为y元。
(1)求y与x的函数关系式并直接写出自变量x的取值范围;
(2)每件商品的售价定为多少元时,每个月可获得最大利润?最大的月利润是多少元?
【答案】(1)y = -10x² + 110x + 2100,0 < x ≤ 15且x为正整数;(2)售价定为55元或56元时,最大月利润为2400元
【解析】本题考查二次函数在利润问题中的应用。注意x为正整数的限制。
【解答】解:(1)每件商品的利润为(50 + x - 40) = (10 + x)元,
每月销售量为(210 - 10x)件。
y = (10 + x)(210 - 10x) = -10x² + 110x + 2100。
自变量x的取值范围是0 < x ≤ 15,且x为正整数。
(2)y = -10x² + 110x + 2100 = -10(x - 5.5)² + 2402.5。
∵ a = -10 < 0,且x为正整数,
∴ 当x = 5或x = 6时,y有最大值。
当x = 5时,y = -10×25 + 550 + 2100 = 2400;
当x = 6时,y = -10×36 + 660 + 2100 = 2400。
此时售价为55元或56元,最大月利润为2400元。
13. 某工厂生产某种产品,每件产品的出厂价为50元,其成本价为25元。因为在生产过程中,平均每生产一件产品有0.5立方米污水排出,所以为了净化环境,工厂设计两种方案对污水进行处理,并准备实施。
方案1:工厂污水先净化处理后再排出,每1立方米污水所用原料费为2元,且每月排污设备损耗费为30000元;
方案2:工厂将污水排到污水厂统一处理,每处理1立方米污水需付14元的排污费。
问:设工厂每月生产x件产品,每月利润为y元,分别求出方案1和方案2处理污水时,y与x的函数关系式(利润 = 总收入 - 总支出)。
【答案】方案1:y = 24x - 30000;方案2:y = 18x
【解析】本题考查根据实际问题建立函数关系式。
【解答】解:方案1:
总收入 = 50x元,
总支出 = 25x + 0.5x×2 + 30000 = 26x + 30000,
利润 y = 50x - (26x + 30000) = 24x - 30000。
方案2:
总收入 = 50x元,
总支出 = 25x + 0.5x×14 = 25x + 7x = 32x,
利润 y = 50x - 32x = 18x。
14. 某商店购进一种商品,单价30元。试销中发现这种商品每天的销售量p(件)与每件的销售价x(元)满足关系:p = 100 - 2x。若商店每天销售这种商品要获得200元的利润,那么每件商品的售价应定为多少元?每天要售出这种商品多少件?
【答案】售价定为40元,每天售出20件
【解析】本题考查利润问题的应用。
【解答】解:每件商品的利润为(x - 30)元,每天销售量为(100 - 2x)件。
由题意,(x - 30)(100 - 2x) = 200,
展开得:100x - 2x² - 3000 + 60x = 200,
整理得:x² - 80x + 1600 = 0,即(x - 40)² = 0,
解得x₁ = x₂ = 40。
每天销售量为100 - 2×40 = 20件。
答:每件商品的售价应定为40元,每天要售出这种商品20件。
15. 如图,有长为24m的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度a为10m),围成中间隔有一道篱笆的矩形花圃。设花圃的宽AB为x m,面积为S m²。
(1)求S与x的函数关系式;
(2)如果要围成面积为45m²的花圃,AB的长是多少?
(3)能围成面积比45m²更大的花圃吗?如果能,请求出最大面积,并说明围法;如果不能,请说明理由。
【答案】(1)S = -3x² + 24x;(2)AB = 5m;(3)能,最大面积为46又 m²,此时AB = m
【解析】本题考查二次函数在面积问题中的综合应用。注意墙长的限制。
【解答】解:(1)设宽AB为x m,则长BC为(24 - 3x) m。
S = x(24 - 3x) = -3x² + 24x。
由题意,0 < 24 - 3x ≤ 10,解得 ≤ x < 8。
(2)令S = 45,即 -3x² + 24x = 45,
整理得:x² - 8x + 15 = 0,解得x₁ = 3,x₂ = 5。
∵ ≤ x < 8,∴ x = 5。即AB的长是5m。
(3)S = -3x² + 24x = -3(x - 4)² + 48。
对称轴为x = 4,而4 < ,
∴ 在 ≤ x < 8范围内,S随x的增大而减小。
∴ 当x = 时,S有最大值,
S最大 = -3×()² + 24×() = + 112 = = 46又 m²。
即能围成面积更大的花圃,最大面积为 m²,此时AB = m,BC = 10m。
三、中考链接题
1. (2025·四川南充·中考真题)某文旅公司销售一款巴小虎吉祥物,每件成本为30元。市场调查发现:当销售单价为40元时,每天可售出600件;销售单价每降低1元,每天可多售出100件。设每件吉祥物降价x元,每天的利润为W元。
(1)降价x元后,每天售出的数量是多少件?(用含x的代数式表示)
(2)为让利于游客,该款巴小虎吉祥物应该降价多少元,文旅公司每天的利润是6300元?
(3)文旅公司每天售卖该款巴小虎吉祥物的利润为W元,当售价为多少元时,每天的利润最大?最大利润是多少?
【答案】(1)(600 + 100x)件;(2)降价3元;(3)售价为38元时,每天利润最大,最大利润为6400元
【解析】本题考查二次函数在利润问题中的综合应用。
【解答】解:(1)降价x元后,每天多售出100x件,
∴ 每天售出的数量为(600 + 100x)件。
(2)每件利润为(40 - x - 30) = (10 - x)元,
由题意:(10 - x)(600 + 100x) = 6300,
整理得:x² - 4x + 3 = 0,解得x₁ = 1,x₂ = 3。
∵ 要让利于游客,∴ x = 3。即应该降价3元。
(3)W = (10 - x)(600 + 100x) = -100x² + 400x + 6000 = -100(x - 2)² + 6400。
∵ a = -100 < 0,∴ 当x = 2时,W有最大值,最大值为6400。
此时售价为40 - 2 = 38元。
即当售价为38元时,每天的利润最大,最大利润为6400元。
2. (2025·江苏苏州·中考真题)某商场销售某种商品,平均每天可售出20件,每件盈利40元。为了扩大销售,增加盈利,商场决定采取适当的降价措施。经调查发现,在一定范围内,商品的单价每降低1元,商场平均每天可多售出2件。
(1)若商场平均每天要盈利1200元,每件商品应降价多少元?
(2)每件商品降价多少元时,商场平均每天盈利最多?
【答案】(1)降价10元或20元;(2)降价15元时,最多盈利1250元
【解析】本题考查二次函数在利润问题中的应用。
【解答】解:设每件商品降价x元,则每件盈利(40 - x)元,每天可售出(20 + 2x)件。
(1)由题意:(40 - x)(20 + 2x) = 1200,
整理得:x² - 30x + 200 = 0,解得x₁ = 10,x₂ = 20。
∴ 每件商品应降价10元或20元。
(2)设每天盈利为y元,则:
y = (40 - x)(20 + 2x) = -2x² + 60x + 800 = -2(x - 15)² + 1250。
∵ a = -2 < 0,∴ 当x = 15时,y有最大值,最大值为1250。
即每件商品降价15元时,商场平均每天盈利最多,最多为1250元。
3. (2025·山东青岛·中考真题)某宾馆客房部有60个房间供游客居住,当每个房间的定价为每天200元时,房间可以住满。当每个房间每天的定价每增加10元时,就会有一个房间空闲。对有游客入住的房间,宾馆需对每个房间每天支出20元的各种费用。设每个房间每天的定价增加x元。
(1)房间每天的入住量y(间)关于x(元)的函数关系式;
(2)该宾馆每天的房间收费z(元)关于x(元)的函数关系式;
(3)该宾馆客房部每天的利润w(元)关于x(元)的函数关系式;当每个房间的定价为每天多少元时,w有最大值?最大值是多少?
【答案】(1)y = 60 - ;(2)z = (200 + x)(60 - );(3)w = -0.1x² + 42x + 10800,定价为410元时,最大利润为15210元
【解析】本题考查二次函数在宾馆客房利润问题中的应用。
【解答】解:(1)每个房间定价增加x元,每增加10元就有1个房间空闲,
∴ 空闲房间数为间,入住量 y = 60 - 。
(2)每个房间定价为(200 + x)元,入住量为(60 - )间,
∴ z = (200 + x)(60 - )。
(3)每个房间的利润为(200 + x - 20) = (180 + x)元,
入住量为(60 - )间,
w = (180 + x)(60 - ) = -0.1x² + 42x + 10800 = -0.1(x - 210)² + 15210。
∵ a = -0.1 < 0,∴ 当x = 210时,w有最大值,最大值为15210。
此时每个房间的定价为200 + 210 = 410元。
4. (2025·浙江杭州·中考真题)在平面直角坐标系中,设二次函数 y = ax² + bx + 1(a ≠ 0)。
(1)若二次函数的图象经过点(1, 0)和(2, 1),求二次函数的表达式;
(2)已知(a - y₁)(a - y₂) < 0,且二次函数的图象经过点(3, y₁)和(-1, y₂),试比较y₁与y₂的大小,并说明理由。
【答案】(1)y = x² - 2x + 1;(2)y₁ < y₂
【解析】本题考查二次函数的解析式和性质。
【解答】解:(1)将(1, 0)和(2, 1)代入 y = ax² + bx + 1:
0 = a + b + 1,1 = 4a + 2b + 1。
解方程组得:a = 1,b = -2。
∴ 二次函数的表达式为 y = x² - 2x + 1。
(2)由(a - y₁)(a - y₂) < 0,可知y₁和y₂一个大于a,一个小于a。
∵ 二次函数 y = ax² + bx + 1的对称轴为直线x = -,
点(3, y₁)和(-1, y₂)到对称轴的距离分别为|3 + |和|-1 + |。
根据二次函数的性质,可判断y₁ < y₂。
5. (2025·山东威海·中考真题)某羽毛球馆开展便民健身活动,在一个月内,每次活动的人数y(人)与时间x(天)满足函数关系式 y = -2x + 60(1 ≤ x ≤ 30,x为整数)。
(1)活动开展第10天的人数是多少?
(2)若活动人数不超过22人,则活动开展的天数范围是多少?
【答案】(1)40人;(2)x ≥ 19天
【解析】本题考查一次函数的应用。
【解答】解:(1)当x = 10时,y = -2×10 + 60 = 40。
∴ 活动开展第10天的人数是40人。
(2)由题意,y ≤ 22,即 -2x + 60 ≤ 22,
解得 -2x ≤ -38,x ≥ 19。
又∵ 1 ≤ x ≤ 30,∴ 19 ≤ x ≤ 30。
即活动开展的天数范围是19天到30天。
6. (2025·四川达州·中考真题)某商店准备购进A、B两种商品,已知购进A商品3件和B商品2件,共需120元;购进A商品5件和B商品4件,共需220元。
(1)A、B两种商品每件的进价分别是多少元?
(2)若该商店每销售1件A商品可获利10元,每销售1件B商品可获利15元。商店准备用不超过1000元购进这两种商品,且这两种商品全部售出后总获利不低于210元,问有几种进货方案?哪种方案获利最大?
【答案】(1)A商品20元,B商品30元;(2)有3种进货方案,购进A商品20件、B商品20件时获利最大
【解析】本题考查二元一次方程组和不等式组的应用。
【解答】解:(1)设A商品每件进价为a元,B商品每件进价为b元。
由题意:3a + 2b = 120,5a + 4b = 220。
解方程组得:a = 20,b = 30。
即A商品每件进价20元,B商品每件进价30元。
(2)设购进A商品m件,B商品n件。
由题意:20m + 30n ≤ 1000,10m + 15n ≥ 210。
化简得:2m + 3n ≤ 100,2m + 3n ≥ 42。
根据整数解的情况,共有3种进货方案。
总利润 W = 10m + 15n,
当m = 20,n = 20时,W = 200 + 300 = 500元,获利最大。
7. (2025·陕西·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线 y = x² + 2x - 3与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C。
(1)求A、B、C三点的坐标;
(2)求△ABC的面积。
【答案】(1)A(-3, 0),B(1, 0),C(0, -3);(2)S△ABC = 6
【解析】本题考查抛物线与坐标轴交点及三角形面积。
【解答】解:(1)令y = 0,即x² + 2x - 3 = 0,解得x₁ = -3,x₂ = 1。
∵ 点A在点B左侧,∴ A(-3, 0),B(1, 0)。
令x = 0,得y = -3,∴ C(0, -3)。
(2)AB = 1 - (-3) = 4,OC = 3。
S△ABC = × AB × OC = × 4 × 3 = 6。
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第5章 二次函数
5.3 二次函数的应用
本节知识点总结
1. 二次函数应用的基本步骤
(1)审题:理解问题中的变量和常量,以及它们之间的关系。
(2)建模:建立平面直角坐标系,将实际问题转化为二次函数模型。
(3)求解:用待定系数法求二次函数表达式,再利用二次函数的性质求解最值或特定值。
(4)检验:检验结果的合理性,注意自变量的取值范围。
2. 运动轨迹问题
(1)投篮/抛球问题:建立平面直角坐标系,设抛物线的顶点式或一般式,利用已知点求解析式。
(2)最大高度:抛物线顶点的纵坐标即为最大高度。
(3)落地距离:令y=0,求x的正根即为落地时的水平距离。
3. 几何图形中的最大面积问题
(1)直角三角形内作矩形:设矩形一边长为x,利用相似三角形表示另一边长,建立面积函数。
(2)窗户问题(上半圆下矩形):根据窗框总长列出等式,将矩形的高用半径表示,再建立面积函数。
(3)利用二次函数求最大面积,注意自变量的取值范围。
4. 利润最大问题
(1)利润 = 每件利润 × 销售量。
(2)涨价/降价与销售量的关系:单价每涨/降a元,销量减少/增加b件。
(3)建立利润关于售价(或涨价幅度)的二次函数,求最大值。
5. 收入最高问题
(1)总收入 = 单价 × 数量。
(2)旅馆客房问题:每间日租金增加x元,出租房间数减少y间。
(3)建立收入关于单价的二次函数,求最大值。
6. 自变量取值范围的确定
(1)实际意义限制:边长为正、销售量非负、时间非负等。
(2)若顶点横坐标不在取值范围内,则最值在端点处取得。
7. 二次函数的广泛应用
(1)物理中的动能:
E = (m为定值)
(2)电阻发热:Q = RI²(R为定值)
(3)自由落体:
h = (g为定值)
分层作业
📅 一、基础过关题
题型一 建立坐标系求二次函数表达式(运动轨迹)
【考查要点】考查根据运动轨迹的已知条件,建立平面直角坐标系,用待定系数法求二次函数表达式。
【解题方法】根据已知点的坐标特征选择合适的解析式形式(顶点式/一般式),代入求解。
1. 一名学生推铅球时,铅球行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系满足二次函数,其图象的顶点为(4, 3),且经过点(0, 1)。求这个二次函数的表达式。
2. 某球员在罚球线处投篮,球从点A处出手,恰好经过篮圈中心B。已知球出手位置A到地面的距离为2.25m,到篮圈中心B的水平距离为4m,篮圈中心B到地面的距离为3.05m。建立如图所示的平面直角坐标系后,球的运动路线是抛物线 y = ax² + c。求这条抛物线的表达式和球运动的最大高度。
3. (2025·山东威海·中考真题)如图,一位运动员推铅球,铅球行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系是 y = -x² + x + 。问此运动员把铅球推出多远?
题型二 几何图形中的最大面积问题
【考查要点】考查利用二次函数求几何图形的最大面积,包括直角三角形内作矩形、窗户问题等。
【解题方法】设自变量表示一边长,利用几何关系表示另一边长,建立面积关于自变量的二次函数,求最大值。
4. 如图,在一个直角三角形的内部作一个矩形ABCD,其中AB和AD分别在两条直角边上。已知直角三角形的两直角边分别为30m和40m。如果设矩形的一边AB = x m,那么当x取什么值时,矩形的面积y最大?最大值是多少?
5. 某建筑物的窗户上半部分是半圆,下半部分是矩形,制造窗框的材料总长为15m。设半圆的半径为x m,矩形的一边长为y m。当x等于多少时,窗户的面积最大?最大面积是多少?
6. 用长为20m的篱笆,一面靠墙(墙足够长),围成一个矩形花圃。设矩形垂直于墙的一边长为x m,当x取何值时,花圃的面积最大?最大面积是多少?
题型三 利润最大问题
【考查要点】考查商品销售中的利润最大问题,建立利润关于售价的二次函数,求最大利润。
【解题方法】利润 = 每件利润 × 销售量。根据涨价/降价与销售量的关系,建立函数关系式。
7. 某商店购进一批单价为20元的日用商品,如果以单价30元销售,那么半月内可售出400件。根据销售经验,销售单价每提高1元,销售量相应减少20件。销售单价为多少元时,半月内获得的利润最大?最大利润是多少?
8. (2025·四川南充·中考真题)某文旅公司销售一款巴小虎吉祥物,每件成本为30元。市场调查发现:当销售单价为40元时,每天可售出600件;销售单价每降低1元,每天可多售出100件。设每件吉祥物降价x元,每天的利润为W元。
(1)降价x元后,每天售出的数量是多少件?(用含x的代数式表示)
(2)当售价为多少元时,每天的利润最大?最大利润是多少?
9. 服装厂生产某品牌的T恤衫,成本是每件20元。根据市场调查,以26元的单价批发给经销商,经销商愿意购进5000件,并且表示单价每降0.5元,愿意多购进500件。厂家将批发单价定为多少时可以获利最多?
题型四 收入最高问题
【考查要点】考查旅馆客房、门票等收入最高问题,建立收入关于单价的二次函数,求最高收入。
【解题方法】总收入 = 单价 × 数量。根据单价变化与数量变化的关系,建立函数关系式。
10. 某旅馆有客房120间,每间房的日租金为160元时,每天都客满。经市场调查发现,如果每间客房的日租金增加10元,那么每天客房出租数就会减少6间。不考虑其他因素,旅馆将每间客房的日租金增加到多少元时,客房日租金的总收入最高?最高总收入是多少?
11. 某公园门票价格为每人10元时,每天可接待游客300人。经调查发现,门票价格每提高1元,游客就减少10人。当门票价格定为多少元时,每天的门票收入最高?最高收入是多少?
12. 某商场销售一批名牌衬衫,平均每天可售出20件,每件盈利40元。为了扩大销售,增加盈利,商场决定采取适当的降价措施。经调查发现,如果每件衬衫每降价1元,商场平均每天可多售出2件。设每件衬衫降价x元,商场每天盈利y元。
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)每件衬衫降价多少元时,商场每天盈利最多?最多是多少元?
题型五 最大高度问题
【考查要点】考查利用二次函数求运动轨迹中的最大高度。
【解题方法】抛物线顶点的纵坐标即为最大高度。先求二次函数表达式,再求顶点坐标。
13. 一个圆形喷水池的中央竖直安装了一个柱形喷水装置OM,喷头M向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下。水流喷出的高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系式是 y = -x² + 2x(x > 0),则水流喷出的最大高度是( )
A. 3m
B. 2.75m
C. 2m
D. 1m
14. 如图,是惠东县南湖公园喷水池喷出的抛物线形水柱,其解析式为 y = -x² + 4x。则水柱的最大高度是( )
A. 2
B. 4
C. 6
D. 8
15. 小明在一次投篮练习中,球的运动路线是抛物线 y = (x - 4)² + 4的一部分。已知出手点A在y轴上,篮圈中心B的坐标为(7, 3)。求球运动的最大高度。
题型六 自变量取值范围的确定
【考查要点】考查根据实际问题确定二次函数自变量的取值范围,并求在该范围内的最值。
【解题方法】根据实际意义确定自变量的取值范围(边长为正、销售量非负等),再根据顶点是否在范围内判断最值。
16. 某商店购进一批单价为20元的商品,如果以单价30元销售,那么半月内可售出400件。销售单价每提高1元,销售量相应减少20件。设销售单价提高x元,求x的取值范围。
17. 用长为20m的篱笆,一面靠墙(墙足够长),围成一个矩形花圃。设矩形垂直于墙的一边长为x m,求x的取值范围。
18. 某旅馆有客房120间,每间房的日租金为160元时,每天都客满。如果每间客房的日租金增加10元,那么每天客房出租数就会减少6间。设每间客房的日租金增加10x元,求x的取值范围。
题型七 二次函数的综合应用
【考查要点】考查二次函数在实际问题中的综合应用,包括建立函数关系式、求最值、分析函数图象等。
【解题方法】综合运用二次函数的性质解决实际问题,注意自变量的取值范围和结果的实际意义。
19. 某商店经销一种销售成本为每千克40元的水产品。据市场分析,若按每千克50元销售,一个月能售出500kg;销售单价每涨1元,月销售量就减少10kg。设销售单价为x元(x ≥ 50),月销售利润为y元。
(1)求y与x的函数关系式;
(2)当销售单价定为多少元时,月销售利润最大?最大利润是多少?
20. 某果园有100棵橙子树,每一棵树平均结600个橙子。现准备多种一些橙子树以提高产量,但是如果多种树,那么树之间的距离和每一棵树所接受的阳光就会减少。根据经验估计,每多种一棵树,平均每棵树就会少结5个橙子。
(1)假设果园增种x棵橙子树,那么果园共有多少棵橙子树?这时平均每棵树结多少个橙子?
(2)如果果园橙子的总产量为y个,那么请你写出y与x之间的函数关系式;
(3)增种多少棵橙子树,可以使橙子的总产量在60400个以上?
21. 某一物体的质量为m,它的动能E与它的运动速度v之间的关系是 E = mv²(m为定值)。当速度v增大为原来的2倍时,动能E变为原来的多少倍?
二、进阶思维题
(一)选择题
1. 某产品的进货价格为90元,按标价的90%销售,利润率为15.2%。设这种商品的标价为x元,则下列方程正确的是( )
A. 90%x × 90 = 90×15.2%
B. 90%x - 90 = 90×15.2%
C. 90%x × 15.2% = 90
D. (1 - 90%)x = 90×15.2%
2. 某商店将进价为8元的商品按每件10元出售,每天可销售200件。现在采用提高商品售价减少销售量的办法增加利润,如果这种商品每件的销售价每提高0.5元,其销售量就减少10件。设每件售价提高x元,每天利润为y元,则y与x的函数关系式为( )
A. y = (2 + x)(200 - 20x)
B. y = (2 + x)(200 - 10x)
C. y = (2 + x)(200 - )
D. y = (2 + x)(200 - 20x),其中0 ≤ x ≤ 10
3. (2025·湖北·中考真题)如图,篮球运动员在距离篮圈水平距离4m处起跳投篮,球的运动路线是抛物线的一部分。当球水平移动的距离为2.5m时,达到最大高度3.5m,然后准确落入篮圈。已知篮圈中心到地面的距离为3.05m。则球出手时离地面的高度是( )
A. 1.9m
B. 2.0m
C. 2.25m
D. 2.3m
4. 某农场拟建两间矩形饲养室,一面靠现有墙(墙足够长),中间用一道墙隔开,并在如图所示的三处各留1m宽的门。已知计划中的材料可建墙体(不包括门)总长为27m,则能建成的饲养室总占地面积最大为( )
A. 75m²
B. 72m²
C. 66m²
D. 60m²
5. 烟花厂为国庆庆典设计了一种新型礼炮,这种礼炮的升空高度h(m)与飞行时间t(s)的关系式是 h = t² + 20t + 1。若这种礼炮在点火升空到最高点处引爆,则从点火到引爆需要的时间为( )
A. 3s
B. 4s
C. 5s
D. 10s
6. 某旅行社组团去外地旅游,30人起组团,每人单价800元。旅行社对超过30人的团给予优惠,即旅行团每增加一人,每人的单价就降低10元。当旅行团的人数是多少时,旅行社可以获得最大营业额?( )
A. 50人
B. 55人
C. 60人
D. 65人
(二)填空题
7. 二次函数 y = -x² + 2x + 3,当 x = ______ 时,y有最______值,是______。
8. 用一段长为30m的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,墙长为18m。这个矩形的长、宽各为______时,菜园的面积最大,最大面积是______。
9. 某商品的进货单价为30元。试销中发现这种商品每天的销售量y(件)与每件的销售价x(元)满足关系:y = 100 - 2x。若商店每天销售这种商品要获得200元的利润,那么每件商品的售价应定为______元,每天要售出这种商品______件。
10. 一个二次函数,它的图象的对称轴是y轴,顶点是原点,并且经过点(-2, -8)。这个二次函数的解析式是______。
11. 某涵洞是抛物线形,它的截面如图所示。现测得水面宽AB = 1.6m,涵洞顶点O到水面的距离为2.4m。在图中平面直角坐标系内,涵洞所在抛物线的函数关系式是______。
(三)解答题
12. 某商品的进价为每件40元,售价为每件50元,每个月可卖出210件;如果每件商品的售价每上涨1元,则每个月少卖10件(每件售价不能高于65元)。设每件商品的售价上涨x元(x为正整数),每个月的销售利润为y元。
(1)求y与x的函数关系式并直接写出自变量x的取值范围;
(2)每件商品的售价定为多少元时,每个月可获得最大利润?最大的月利润是多少元?
13. 某工厂生产某种产品,每件产品的出厂价为50元,其成本价为25元。因为在生产过程中,平均每生产一件产品有0.5立方米污水排出,所以为了净化环境,工厂设计两种方案对污水进行处理,并准备实施。
方案1:工厂污水先净化处理后再排出,每1立方米污水所用原料费为2元,且每月排污设备损耗费为30000元;
方案2:工厂将污水排到污水厂统一处理,每处理1立方米污水需付14元的排污费。
问:设工厂每月生产x件产品,每月利润为y元,分别求出方案1和方案2处理污水时,y与x的函数关系式(利润 = 总收入 - 总支出)。
14. 某商店购进一种商品,单价30元。试销中发现这种商品每天的销售量p(件)与每件的销售价x(元)满足关系:p = 100 - 2x。若商店每天销售这种商品要获得200元的利润,那么每件商品的售价应定为多少元?每天要售出这种商品多少件?
15. 如图,有长为24m的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度a为10m),围成中间隔有一道篱笆的矩形花圃。设花圃的宽AB为x m,面积为S m²。
(1)求S与x的函数关系式;
(2)如果要围成面积为45m²的花圃,AB的长是多少?
(3)能围成面积比45m²更大的花圃吗?如果能,请求出最大面积,并说明围法;如果不能,请说明理由。
三、中考链接题
1. (2025·四川南充·中考真题)某文旅公司销售一款巴小虎吉祥物,每件成本为30元。市场调查发现:当销售单价为40元时,每天可售出600件;销售单价每降低1元,每天可多售出100件。设每件吉祥物降价x元,每天的利润为W元。
(1)降价x元后,每天售出的数量是多少件?(用含x的代数式表示)
(2)为让利于游客,该款巴小虎吉祥物应该降价多少元,文旅公司每天的利润是6300元?
(3)文旅公司每天售卖该款巴小虎吉祥物的利润为W元,当售价为多少元时,每天的利润最大?最大利润是多少?
2. (2025·江苏苏州·中考真题)某商场销售某种商品,平均每天可售出20件,每件盈利40元。为了扩大销售,增加盈利,商场决定采取适当的降价措施。经调查发现,在一定范围内,商品的单价每降低1元,商场平均每天可多售出2件。
(1)若商场平均每天要盈利1200元,每件商品应降价多少元?
(2)每件商品降价多少元时,商场平均每天盈利最多?
3. (2025·山东青岛·中考真题)某宾馆客房部有60个房间供游客居住,当每个房间的定价为每天200元时,房间可以住满。当每个房间每天的定价每增加10元时,就会有一个房间空闲。对有游客入住的房间,宾馆需对每个房间每天支出20元的各种费用。设每个房间每天的定价增加x元。
(1)房间每天的入住量y(间)关于x(元)的函数关系式;
(2)该宾馆每天的房间收费z(元)关于x(元)的函数关系式;
(3)该宾馆客房部每天的利润w(元)关于x(元)的函数关系式;当每个房间的定价为每天多少元时,w有最大值?最大值是多少?
4. (2025·浙江杭州·中考真题)在平面直角坐标系中,设二次函数 y = ax² + bx + 1(a ≠ 0)。
(1)若二次函数的图象经过点(1, 0)和(2, 1),求二次函数的表达式;
(2)已知(a - y₁)(a - y₂) < 0,且二次函数的图象经过点(3, y₁)和(-1, y₂),试比较y₁与y₂的大小,并说明理由。
5. (2025·山东威海·中考真题)某羽毛球馆开展便民健身活动,在一个月内,每次活动的人数y(人)与时间x(天)满足函数关系式 y = -2x + 60(1 ≤ x ≤ 30,x为整数)。
(1)活动开展第10天的人数是多少?
(2)若活动人数不超过22人,则活动开展的天数范围是多少?
6. (2025·四川达州·中考真题)某商店准备购进A、B两种商品,已知购进A商品3件和B商品2件,共需120元;购进A商品5件和B商品4件,共需220元。
(1)A、B两种商品每件的进价分别是多少元?
(2)若该商店每销售1件A商品可获利10元,每销售1件B商品可获利15元。商店准备用不超过1000元购进这两种商品,且这两种商品全部售出后总获利不低于210元,问有几种进货方案?哪种方案获利最大?
7. (2025·陕西·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线 y = x² + 2x - 3与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C。
(1)求A、B、C三点的坐标;
(2)求△ABC的面积。
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