實際問題與二次函式 知識講解 提高

2022-11-16 21:54:02 字數 4269 閱讀 2577

【學習目標】

1.能運用二次函式分析和解決簡單的實際問題,培養分析問題、解決問題的能力和應用數學的意識.

2.經歷探索實際問題與二次函式的關係的過程,深刻理解二次函式是刻畫現實世界的乙個有效的數學模型.

【要點梳理】

要點一、列二次函式解應用題

列二次函式解應用題與列整式方程解應用題的思路和方法是一致的,不同的是,學習了二次函式後,表示量與量的關係的代數式是含有兩個變數的等式.對於應用題要注意以下步驟:

(1)審清題意,弄清題中涉及哪些量,已知量有幾個,已知量與變數之間的基本關係是什麼,找出等量關係(即函式關係).

(2)設出兩個變數,注意分清自變數和因變數,同時還要注意所設變數的單位要準確.

(3)列函式表示式,抓住題中含有等量關係的語句,將此語句抽象為含變數的等式,這就是二次函式.

(4)按題目要求,結合二次函式的性質解答相應的問題。

(5)檢驗所得解是否符合實際:即是否為所提問題的答案.

(6)寫出答案.

要點詮釋:

常見的問題:求最大(小)值(如求最大利潤、最大面積、最小周長等)、涵洞、橋梁、拋物體、拋物線的模型問題等.解決這些實際問題關鍵是找等量關係,把實際問題轉化為函式問題,列出相關的函式關係式.

要點二、建立二次函式模型求解實際問題

一般步驟:(1)恰當地建立直角座標系;(2)將已知條件轉化為點的座標;(3)合理地設出所求函式關係式;(4)代入已知條件或點的座標,求出關係式;(5)利用關係式求解問題.

要點詮釋:

(1)利用二次函式解決實際問題,要建立數學模型,即把實際問題轉化為二次函式問題,利用題中存在的公式、內含的規律等相等關係,建立函式關係式,再利用函式的圖象及性質去研究問題.在研究實際問題時要注意自變數的取值範圍應具有實際意義.

(2)對於本節的學習,應由低到高處理好如下三個方面的問題:

①首先必須了解二次函式的基本性質;

②學會從實際問題中建立二次函式的模型;

③借助二次函式的性質來解決實際問題.

【典型例題】

型別一、利用二次函式求實際問題中的最大(小)值

1. 某水產品養殖企業為指導該企業某種水產品的養殖和銷售,對歷年市場**和水產品養殖情況進行了調查.調查發現這種水產品的每千克售價y1(元)與銷售月份x (月)滿足關係式,而其每千克成本(元)與銷售月份x(月)滿足的函式關係如圖所示.

(1)試確定b,c的值;

(2)求出這種水產品每千克的利潤y(元)與銷售月份x(月)之間的函式關係式;(不要求指出x的取值範圍)

(3)「五一」之前,幾月份**這種水產品每千克的利潤最大?最大利潤是多少?

【答案與解析】

(1)把(3,25),(4,24)代入中,得

解方程組得

(2)根據題意,得

.所以y與x的函式關係式為.

(3)由(2)得,,因為,所以當x<6時,y隨x的增大而增大,所以「五一」之前,四月份**這種水產品每千克的利潤最大,最大利潤為10.5元.

【點評】在用二次函式知識解決實際問題時,有的同學易忽略自變數的取值範圍,有的題目結果中的值看上去有意義,但不一定符合題意,有的題目本身就隱含著對自變數的限制,常常考慮不周而造成錯解.

舉一反三:

【變式】某服裝公司試銷一種成本為每件50元的t恤衫,規定試銷時的銷售單價不低於成本價,又不高於每件70元,試銷中銷售量(件)與銷售單價(元)的關係可以近似的看作一次函式(如圖).

(1)求與之間的函式關係式;

(2)設公司獲得的總利潤為元,求與之間的函式關係式,並寫出自變數的取值範圍;根據題意判斷:當取何值時,的值最大?最大值是多少?(總利潤總銷售額總成本)

【答案】(1)設與的函式關係式為:,

∵函式圖象經過點(60,400)和(70,300)

∴ 解得

∴(2)

(50≤x≤70)

∵,<0

∴函式圖象開口向下,

對稱軸是直線x=75

∵50≤x≤70,此時y隨x的增大而增大,

∴當x=70時,.

型別二、利用二次函式解決拋物線形建築問題

2.某工廠大門是拋物線形水泥建築,大門地面寬為4m,頂部距離地面的高度為4.4m,現有一輛滿載貨物的汽車欲通大門,其裝貨寬度為2.4m,該車要想過此門,裝貨後

的最大高度應是多少m?

【思路點撥】

因為校門是拋物線形,不妨將這一問題轉化為二次函式進行研究,建立適當的直角座標系,將已知資料轉化為點的座標,從而確定函式關係式,再根據關係式求高.

【答案與解析】

解:建立如圖平面直角座標系:

設拋物線的解析式為y=ax2,

由題意得:點a的座標為(2,﹣4.4),

∴﹣4.4=4a,

解得:a=﹣1.1,

∴拋物線的解析式為y=﹣1.1x2,

當x=1.2時,

y=﹣1.1×1.44=﹣1.584,

∴線段ob的長為1.584公尺,

∴bc=4.4﹣1.584=2.816公尺,

∴裝貨後的最大高度為2.816公尺,

故答案為:2.816公尺.

【點評】利用二次函式解決拋物線形建築問題一般步驟:(1)恰當地建立直角座標系;(2)將已知條件轉化為點的座標;(3)合理地設出所求函式關係式;(4)代入已知條件或點的座標,求出關係式;(5)利用關係式求解問題.

型別三、利用二次函式求跳水、投籃等實際問題

3. 如圖所示,一位運動員在距籃下4公尺處跳起投籃,球執行的路線是拋物線,當球執行的水平距離為2.5 m時,達到最大高度3.

5 m,然後準確落入籃筐,已知籃筐中心到地面的距離為3.05 m,若該運動員身高1.8 m,在這次跳投中,球在頭頂上方0.

25 m處出手,問:球出手時,他跳離地面的高度是多少?

【答案與解析】

如圖所示,在直角座標系中,點a(1.5,3.05)表示籃筐,點b(0,3.5)表示球執行的最大高度,點c表示球員籃球出手處,其橫座標為-2.5,

設c點的縱座標為n,過點c、b、a所在的拋物線的解析式為,由於拋物線開口向下,則點b(0,3.5)為頂點座標,∴ .

∵ 拋物線經過點a(1.5,3.05),

∴ 3.05=a·1.52+3.5,

∴ .

∴ 拋物線解析式為.

∴ ,

∴ n=2.25.

∴ 球出手時,球員跳離地面的高度為2.25-(1.8+0.25)=0.20(公尺).

【點評】首先要建立適當的平面直角座標系,建構函式模型,將已知資料轉化為點的座標,然後利用待定係數法求出函式解析式,再利用解析式求出拋物線上已知橫座標的點的縱座標,結合已知條件,得到實際問題的解.

型別四、利用二次函式求圖形的邊長、面積等問題

4. 一條隧道的截面如圖所示,它的上部是乙個以ad為直徑的半圓o,下部是乙個矩形abcd.

(1)當ad=4公尺時,求隧道截面上部半圓o的面積;

(2)已知矩形abcd相鄰兩邊之和為8公尺,半圓o的半徑為r公尺.

①求隧道截面的面積s(m)2關於半徑r(m)的函式關係式(不要求寫出r的取值範圍);

②若2公尺≤cd≤3公尺,利用函式圖象求隧道截面的面積s的最大值.(π取3.14,結果精確到0.1公尺)

【思路點撥】

①根據幾何圖形的面積公式可求關於面積的函式解析式;

②利用二次函式的有關性質,在自變數的取值範圍內確定面積的最大值.

【答案與解析】

(1) (公尺);

(2)①∵ ad=2r,ad+cd=8,∴ cd=8-ad=8-2r,

∴ .

②由①知,cd=8-2r,又∵ 1.2公尺≤cd≤3公尺,

∴ 2≤8-2r≤3,∴ 2.5≤r≤3.

由①知, .

∵ -2.43<0,∴ 函式圖象為開口向下的拋物線,函式圖象對稱軸,

又2.5≤r≤3,由函式圖象知,在對稱軸左側s隨r的增大而增大,故當r=3時,s有最大值.

(公尺).

【點評】解此類問題,一般先應用幾何圖形的面積公式,寫出圖形的面積與邊長之間的關係,再用配方法或公式法求頂點座標,結合二次函式性質與自變數的取值範圍確定最大面積.

舉一反三:

【變式】如圖,矩形紙片abcd,ad=8,ab=10,點f在ab上,分別以af、fb為邊裁出的兩個小正方形紙片面積和s的取值範圍是

【答案】50≤s≤68.

【解析】解:設af=x,則bf=10﹣x,由題意,得

s=x2+(10﹣x)2,

s=2x2﹣20x+100,

s=2(x﹣5)2+50.

∴a=2>0,

∴x=5時,s最小=50.

∵2≤x≤8,

當x=2時,s=68,

當x=8時,s=68.

∴50≤s≤68.

故答案為:50≤s≤68.

實際問題與二次函式 知識講解 基礎

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