初中北师大版1 二次函数一课一练

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实际问题与二次函数—知识讲解（提高） 【学习目标】1.能运用二次函数分析和解决简单的实际问题； 2.经历探索实际问题与二次函数的关系的过程，深刻理解二次函数是刻画现实世界的一个有效的数学模型；3.培养分析问题、解决问题的能力和应用数学的意识．【要点梳理】要点一、列二次函数解应用题
　   列二次函数解应用题与列整式方程解应用题的思路和方法是一致的，不同的是，学习了二次函数后，表示量与量的关系的代数式是含有两个变量的等式．对于应用题要注意以下步骤：    (1)审清题意，弄清题中涉及哪些量，已知量有几个，已知量与变量之间的基本关系是什么，找出等量关系(即函数关系)．    (2)设出两个变量，注意分清自变量和因变量，同时还要注意所设变量的单位要准确．    (3)列函数表达式，抓住题中含有等量关系的语句，将此语句抽象为含变量的等式，这就是二次函数．    (4)按题目要求，结合二次函数的性质解答相应的问题.    (5)检验所得解是否符合实际：即是否为所提问题的答案．    (6)写出答案．要点诠释：常见的问题：求最大(小)值(如求最大利润、最大面积、最小周长等)、涵洞、桥梁、抛物体、抛物线的模型问题等.解决这些实际问题关键是找等量关系，把实际问题转化为函数问题，列出相关的函数关系式.
要点二、建立二次函数模型求解实际问题    一般步骤：(1)恰当地建立直角坐标系；(2)将已知条件转化为点的坐标；(3)合理地设出所求函数关系式；(4)代入已知条件或点的坐标，求出关系式；(5)利用关系式求解问题．要点诠释：(1)利用二次函数解决实际问题，要建立数学模型，即把实际问题转化为二次函数问题，利用题中存在的公式、内含的规律等相等关系，建立函数关系式，再利用函数的图象及性质去研究问题.在研究实际问题时要注意自变量的取值范围应具有实际意义.(2)对于本节的学习，应由低到高处理好如下三个方面的问题：
　　  ①首先必须了解二次函数的基本性质；
  　  ②学会从实际问题中建立二次函数的模型；
　　  ③借助二次函数的性质来解决实际问题.【典型例题】类型一、何时获得最大利润1. 某水产品养殖企业为指导该企业某种水产品的养殖和销售，对历年市场行情和水产品养殖情况进行了调查．调查发现这种水产品的每千克售价y1(元)与销售月份x (月)满足关系式，而其每千克成本(元)与销售月份x(月)满足的函数关系如图所示．    (1)试确定b，c的值；    (2)求出这种水产品每千克的利润y(元)与销售月份x(月)之间的函数关系式；(不要求指出x的取值范围)(3)“五一”之前，几月份出售这种水产品每千克的利润最大?最大利润是多少?【答案与解析】（1）把(3，25)，(4，24)代入中，得  解方程组得(2)根据题意，得．所以y与x的函数关系式为．(3)由(2)得，，因为，所以当x＜6时，y随x的增大而增大，所以“五一”之前，四月份出售这种水产品每千克的利润最大，最大利润为10.5元．【总结升华】在用二次函数知识解决实际问题时，有的同学易忽略自变量的取值范围，有的题目结果中的值看上去有意义，但不一定符合题意，有的题目本身就隐含着对自变量的限制，常常考虑不周而造成错解．举一反三：【变式】某服装公司试销一种成本为每件50元的T恤衫，规定试销时的销售单价不低于成本价，又不高于每件70元，试销中销售量（件）与销售单价（元）的关系可以近似的看作一次函数（如图）．（1）求与之间的函数关系式；（2）设公司获得的总利润为元，求与之间的函数关系式，并写出自变量的取值范围；根据题意判断：当取何值时，的值最大？最大值是多少？（总利润总销售额总成本）                 【答案】（1）设与的函数关系式为：，∵函数图象经过点（60，400）和（70，300）∴  解得∴（2）（50≤x≤70）∵，＜0∴函数图象开口向下，对称轴是直线x=75∵50≤x≤70，此时y随x的增大而增大,∴当x=70时，. 类型二、利用二次函数解决抛物线形建筑问题2.（2020秋•涿州市校级月考）某工厂大门是抛物线形水泥建筑，大门地面宽为4m，顶部距离地面的高度为4.4m，现有一辆满载货物的汽车欲通大门，其装货宽度为2.4m，该车要想过此门，装货后的最大高度应是多少m？ 【思路点拨】     因为校门是抛物线形，不妨将这一问题转化为二次函数进行研究，建立适当的直角坐标系，将已知数据转化为点的坐标，从而确定函数关系式，再根据关系式求高．【答案与解析】解：建立如图平面直角坐标系：设抛物线的解析式为y=ax2，由题意得：点A的坐标为（2，﹣4.4），∴﹣4.4=4a，解得：a=﹣1.1，∴抛物线的解析式为y=﹣1.1x2，当x=1.2时，y=﹣1.1×1.44=﹣1.584，∴线段OB的长为1.584米，∴BC=4.4﹣1.584=2.816米，∴装货后的最大高度为2.816米，故答案为：2.816米．【点评】利用二次函数解决抛物线形建筑问题一般步骤：(1)恰当地建立直角坐标系；(2)将已知条件转化为点的坐标；(3)合理地设出所求函数关系式；(4)代入已知条件或点的坐标，求出关系式；(5)利用关系式求解问题．  类型三、利用二次函数求跳水、投篮等实际问题3. 如图所示，一位运动员在距篮下4米处跳起投篮，球运行的路线是抛物线，当球运行的水平距离为2.5 m时，达到最大高度3.5 m，然后准确落入篮筐，已知篮筐中心到地面的距离为3.05 m，若该运动员身高1.8 m，在这次跳投中，球在头顶上方0.25 m处出手，问：球出手时，他跳离地面的高度是多少? 【答案与解析】解：如图所示，在直角坐标系中，点A(1.5，3.05)表示篮筐，点B(0，3.5)表示球运行的最大高度，点C表示球员篮球出手处，其横坐标为-2.5，                    设C点的纵坐标为n，过点C、B、A所在的抛物线的解析式为，由于抛物线开口向下，则点B(0，3.5)为顶点坐标，∴．    ∵抛物线经过点A(1.5，3.05)，    ∴3.05＝a·1.52+3.5，    ∴．    ∴抛物线解析式为．    ∴，    ∴n＝2.25．    ∴球出手时，球员跳离地面的高度为2.25-(1.8+0.25)＝0.20(米)．【总结升华】首先要建立适当的平面直角坐标系，构造函数模型，将已知数据转化为点的坐标，然后利用待定系数法求出函数解析式，再利用解析式求出抛物线上已知横坐标的点的纵坐标，结合已知条件，得到实际问题的解．举一反三：【变式】某校九年级的一场篮球比赛中，如图队员甲正在投篮，已知球出手时离地面高m，与篮圈中心的水平距离为7m，当球出手后水平距离为4m时到达最大高度4m，设篮球运动的轨迹为抛物线，篮圈距地面3m。（1）建立如图所示的平面坐标系，求抛物线的解析式并判断此球能否准确投中？（2）此时，若对方队员乙在甲前面1米处跳起盖帽拦截，已知乙的最大摸高为3.1m，那么他能否获得成功？【答案】（1）根据题意可知，抛物线经过（0，），顶点坐标为（4，4），则可设其解析式为y＝a（x－4）2＋4，解得a＝－.则所求抛物线的解析式为y＝－（x－4）2＋4.又∵篮圈的坐标是（7，3），代入解析式，y＝－（7－4）2＋4＝3.所以能够投中.（2）当x＝1时，y＝3，此时3.1＞3，故乙队员能够拦截成功.类型四、最大面积是多少4. 一条隧道的截面如图所示，它的上部是一个以AD为直径的半圆O，下部是一个矩形ABCD．    (1)当AD＝4米时，求隧道截面上部半圆O的面积；    (2)已知矩形ABCD相邻两边之和为8米，半圆O的半径为r米．    ①求隧道截面的面积S(m)2关于半径r(m)的函数关系式(不要求写出r的取值范围)；②若2米≤CD≤3米，利用函数图象求隧道截面的面积S的最大值．(π取3.14，结果精确到0.1米)【思路点拨】①根据几何图形的面积公式可求关于面积的函数解析式；②利用二次函数的有关性质，在自变量的取值范围内确定面积的最大值．【答案与解析】(1)(米)；(2)①∵AD＝2r，AD+CD＝8，∴CD＝8-AD＝8-2r，     ∴．②由①知，CD＝8-2r，又∵1.2米≤CD≤3米，∴2≤8-2r≤3，∴2.5≤r≤3．由①知，．∵-2.43＜0，∴函数图象为开口向下的抛物线，函数图象对称轴，又2.5≤r≤3，由函数图象知，在对称轴左侧S随r的增大而增大，故当r＝3时，S有最大值．(米)．【总结升华】解此类问题，一般先应用几何图形的面积公式，写出图形的面积与边长之间的关系，再用配方法或公式法求顶点坐标，结合二次函数性质与自变量的取值范围确定最大面积．举一反三：【变式】（2020•泗洪县校级模拟）如图，矩形纸片ABCD，AD=8，AB=10，点F在AB上，分别以AF、FB为边裁出的两个小正方形纸片面积和S的取值范围是　       　． 【答案】50≤S≤68．【解析】解：设AF=x，则BF=10﹣x，由题意，得S=x2+（10﹣x）2，S=2x2﹣20x+100，S=2（x﹣5）2+50．∴a=2＞0，∴x=5时，S最小=50．∵2≤x≤8，当x=2时，S=68，当x=8时，S=68．∴50≤S≤68．故答案为：50≤S≤68．