内容正文:
第一部分 新课内容
第二十二章 二次函数
第24课时 实际问题与二次函数(1)——图形面积
求图形的面积时常会涉及线段与线段之间的关系,通常是根据图形中线段的关系,找到相应线段与面积之间的函数关系式,转化为函数问题,就可以用函数的图象和性质来解决. 解这类题时要注意自变量的取值范围,保证自变量和函数具有实际意义,当遇到图形面积的最值问题时,往往要联系二次函数的顶点坐标.
核心知识
知识点:利用二次函数求图形面积的最值问题
【例1】 用长为32 m的篱笆围成一个矩形养鸡场,设围成的矩形一边长为x m,面积为y m2.
(1)求y关于x的函数关系式;
(2)能否围成面积最大的养鸡场?如果能,请求出其边长及最大面积;如果不能,请说明理由.
典型例题
解:(1)y=-x2+16x(0<x<16).
(2)能围成面积最大的养鸡场.
∵y=-x2+16x=-(x-8)2+64,
∴当x=8时,y取得最大值,此时y=64,即当x=8时,围成的养鸡场的最大面积是64 m2.
典型例题
【例2】 在直角三角形中,两直角边之和为12,当两直角边长各是多少时,这个三角形面积最大?最大面积是多少?
典型例题
解: 设其中的一条直角边长为x,那么另一条边长为12-x,设三角形的面积为S,∴S= x(12-x)=- (x-6)2+18. ∵a=- <0,∴S有最大值.∴当x=6时,S的最大值为18,即三角形的最大面积为18.
故两直角边长都是6时,这个三角形面积最大,最大面积是18.
变式训练
1. 为了美化生活环境,小明的爸爸要在院墙外的一块空地上修建一个矩形花圃. 如图1-22-24-1所示,矩形花圃的一边利用长10 m的院墙,另外三条边用篱笆围成,篱笆的总长为32 m. 设AB的长为x m,矩形花圃的面积为ym2.
变式训练
(1)用含有x的代数式表示BC的长,BC=________;
(2)求y与x的函数关系式,写出自变量的取值范围;
(3)当x为何值时,y有最大值?
32-2x
解:(2)y与x的函数关系式是y=-2x2+32x(11≤x<16).
(3)∵y=-2x2+32x=-2(x-8)2+128,11≤x<16,
∴当x=11时,y取得最大值,此时y=110.
变式训练
2. 手工课上,小明准备做一个形状是菱形的风筝,这个菱形的两条对角线长度之和恰好为60 cm,菱形的面积S(单位: cm2)随其中一条对角线的长x(单位: cm)的变化而变化.
(1)请直接写出S与x之间的函数关系式(不要求写出自变量x的取值范围);
(2)当x是多少时,菱形风筝的面积S最大?最大面积是多少?
变式训练
解:(1)S= x2+30x.
(2)∵S= x2+30x= (x-30)2+450,且 a= <0,
∴当x=30时,S有最大值,最大值为450.
即当x为30 cm时,菱形风筝的面积S最大,最大面积是450 cm2.
巩固训练
3. 如图1-22-24-2,在一面靠墙的空地上用长为24 m的篱笆,围成中间隔有二道篱笆的长方形花圃,设花圃的宽AB为x m,面积为S m2.
(1)求S与x的函数关系式及自变量的取值范围;
(2)当x取何值时,所围成的花圃面积最大?最大值是多少?
解:(1)∵AB=x,
∴BC=24-4x.
∴S=AB·BC=x(24-4x)=-4x2+24x(0<x<6).
(2)S=-4x2+24x=-4(x-3)2+36,
∵0<x<6,
∴当x=3时,S有最大值为36.
巩固训练
4. 将一根长为20 cm的铁丝剪成两段,并以每一段铁丝的长度为周长各做成一个正方形,若设其中一段长为x cm,两个正方形的面积之和为y cm2.
(1)写出y与x之间的函数关系式;
(2)当x为何值时,y有最小值,最小值为多少?
巩固训练
解:(1)y= (x-10)2+12.5.
(2)当x=10 cm时,y有最小值,最小值为12.5 cm2.
拓展提升
5. 如图1-22-24-3,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB= 6 cm,BC=12 cm,点P从点A出发,沿AB边向点B以1 cm/s的速度移动,同时点Q从点B出发沿BC边向点C以2 cm/s的速度移动,如果P,Q两点同时出发,分别到达B,C两点后就停止移动.
拓展提升
(1)设运动开始后第t s时,四边形APQC的面积是 S cm2,写出S与t的函数关系式,并指出自变量t的取值范围;
(2)t为何值时,S最小?最小值是多少?
解:(1)S=t2-6t+36(0<t<6).
(2)当t=3 s时,S最小,最小值是27 cm2.
拓展提升
6. 在美化校园的活动中,某兴趣小组想借助如图1-22-24-4所示的直角墙角(两边足够长