内容正文:
2.4 二次函数的应用
(第1课时)
1.经历计算最大面积问题的探究,体会二次函数是一类最优化问题的数学模型,感受数学的应用价值.
2.能够分析和表示实际问题中变量间的函数关系,并运用二次函数知识解决实际问题的最值,增强解决问题的能力.
同学们在路边、闹市区经常会看到很多的大型广告牌,大家平常见到的广告牌一般什么形状的比较多?
思考下面的问题:
现在一个广告公司接到了一笔业务,需要设计一块周长为12 m的矩形广告牌,由于公司一般根据广告牌面积的大小收取制作设计费,如果你是该公司的设计员,你能否设计出令广告公司老总满意的广告牌?
探究活动一
如图所示,在一个直角三角形的内部作一个矩形ABCD,其中AB和AD分别在两直角边上.
(1)如果设矩形的一边AB=x m,那么AD边的长度如何表示?
(2)设矩形的面积为y m2,当x取何值时,y的值最大?最大值是多少?
思考下面的问题:
1.△EBC和△EAF有什么关系?
2.如果设矩形的一边AB=x m,那么AD边的长度如何表示?
3.如何表示矩形ABCD的面积?
4.若矩形的面积为y m2,如何确定矩形ABCD面积的最大值?
解:(1)∵AB=x,∴CD=AB=x.
∵BC∥AD,∴△EBC∽△EAF.
又AB=x,∴BE=40-x,
(2)由矩形面积公式,得y=AB·AD=
所以当x=20时,y的值最大,最大值是300.
即当AB边长为20 m时,矩形ABCD的面积最大,是300 m2.
【议一议】在上面的问题中,如果把矩形改为如图所示的位置,其他条件不变,那么矩形的最大面积是多少?你是怎样知道的?
解:如图所示,过点G作GN⊥EF于点N,交AD于点M.
再由等积法求斜边上的高,得
GE·GF= EF·GN,
即 ×30×40= ×50×GN, ∴GN=24.
设矩形的一边AD=x m,由△GAD∽△GEF,
某建筑物的窗户如图所示,它的上半部分是半圆,下半部分是矩形,制造窗框的材料总长(图中所有的黑线的长度和)为15m.当x等于多少时,窗户通过的光线最多? (结果精确到0.01m) 此时,窗户的面积是多少? (结果精确到0.01m2)
探究问题二
x
x
y
因此当x约为1.07 m时,窗户通过的光线最多,此时,窗户的面积约为4.02 m2.
x
x
y
解答问题
现在一个广告公司接到了一笔业务,需要设计一块周长为12 m的矩形广告牌,由于公司一般根据广告牌面积的大小收取制作设计费,如果你是该公司的设计员,你能否设计出令广告公司老总满意的广告牌?
1.已知二次函数y=3x2-12x+13,则函数值y的最小值是( )
A.3 B.2 C.1 D.-1
解析:∵二次函数y=3x2-12x+13可化为y=3(x-2)2+1,
∴当x=2时,二次函数y=3x2-12x+13有最小值,为1.故选C.
C
2.用长为8 m的铝合金制成的形状为矩形的窗框,则窗框的透光面积最大为 ( )
A. m2 B. m2 C. m2 D.4 m2
解析:设矩形的一边长为x m,则另一边长为(4-x)m,矩形的面积S=x(4-x)=-(x-2)2+4,因为a=-1<0,所以当x=2时,S有最大值,最大值为4.故选D.
D
3.周长为16 cm的矩形的最大面积为 cm2.
16
4.如图所示,一边靠墙(墙足够长),用120 m篱笆围成两间相等的矩形鸡舍,要使鸡舍的总面积最大,则每间鸡舍的长与宽分别是 m, m.
解析:由题意,得2x+3y=120,
所以y=40- x,
鸡舍的总面积S=2x = ,
所以当x=30时,鸡舍的总面积最大,此时y=20.
30
20
*
解:∵∠C=90°, AC=8, BC=6,
∴AB=10.
∵四边形CDEF是矩形,
∴EF∥AC, ∴△BEF∽△BAC,
5.一块三角形废料如图所示,∠C=90°,AC=8,BC=6.用这块废料剪出一个矩形CDEF,其中,点D,E,F分别在AC,AB,BC上.当AE为多长时所剪出的矩形CDEF面积最大?最大面积是多少?
同理可得DE= x.
矩形CDEF的面积
S=DE·EF= (0<x<10),
∴当x=5时, S有最大值,为12.
即当AE为5时, 所剪出的矩形CDEF面积最大, 最大面积为12.
设AE=x,则BE=10-x,
$$
2.4 二次函数的应用
(第2课时)
1.经历计算最大利润问题