二次函数的实际应用(面积最值问题)(教师)
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21.4 二次函数的应用第1课时 二次函数在面积最值问题中的应用1.经历数学建模的根本过程,能分析实际问题中变量之间的二次函数关系;(重点) 2.会运用二次函数的性质,建立二次函数的数学模型求实际问题中的最大值或最小值.(难点)一、情境导入孙大爷要围成一个矩形花圃.花圃的一边利用足够长的墙,另三边用总长为32米的篱笆恰好围成.围成的花圃是如以下图的矩形ABCD .设AB 边的长为x 米.矩形ABCD 的面积为S 平方米.当x 为何值时,S 有最大值?并求出最大值.二、合作探究探究点:利用二次函数求最大面积 【类型一】利用二次函数求最大面积小李想用篱笆围成一个周长为60米的矩形场地,矩形面积S (单位:平方米)随矩形一边长x (单位:米)的变化而变化.(1)求S 与x 之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围; (2)当x 是多少时,矩形场地面积S 最大?最大面积是多少?解析:利用矩形面积公式就可确定二次函数.(1)矩形一边长为x ,那么另一边长为60-2x2,从而表示出面积;(2)利用配方法求出顶点坐标.解:(1)根据题意,得S =60-2x2·x =-x 2+30x .自变量x 的取值范围是0<x <30;(2)S =-x 2+30x =-(x -15)2+225,因为a =-1<0,所以S 有最大值,即当x =15(米)时,S 最大值是225(平方米).方法总结:二次函数与日常生活中的例子还有很多,表达了二次函数这一数学模型应用的广泛性.解决这类问题关键是在不同背景下学会从所给信息中提取有效信息,建立实际问题中变量间的二次函数关系.【类型二】利用二次函数判断面积取值成立的条件用长为32米的篱笆围一个矩形养鸡场,设围成的矩形一边长为x米,面积为y平方米.(1)求y关于x的函数关系式;(2)当x为何值时,围成的养鸡场面积为60平方米?(3)能否围成面积为70平方米的养鸡场?如果能,请求出其边长;如果不能,请说明理由.解析:(1)先表示出矩形的另一边长,再利用矩形的面积公式表示出函数关系式;(2)矩形的面积,可以转化为解一元二次方程;(3)判断能否围成,其实就是利用根的判别式判断一元二次方程是否有实数根,也可用配方法判断.解:(1)y=x(16-x)=-x2+16x(0<x<16);(2)当y=60时,-x2+16x=60,解得x1=10,x2=6.所以当x=10或6时,围成的养鸡场的面积为60平方米;(3)方法一:当y=70时,-x2+16x=70,整理,得x2-16x+70=0,由于Δ=256-280=-24<0,因此此方程无实数根,所以不能围成面积为70平方米的养鸡场.方法二:当y=70时,-x2+16x=70,整理,得x2-16x+70=0,配方,得(x-8)2=-6,因此此方程无实数根,所以不能围成面积为70平方米的养鸡场.方法总结:与面积有关的函数与方程问题,可通过面积公式列出函数关系式或方程.【类型三】利用二次函数确定最大面积的条件现有一块矩形场地,如以下图,长为40m,宽为30m,要将这块地划分为四块分别种植:A.兰花;B.菊花;C.月季;D.牵牛花.(1)求出这块场地中种植B菊花的面积y与B场地的长x之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围;(2)当x是多少时,种植菊花的面积最大?最大面积是多少?解析:这是花草种植面积的最优化问题,先根据矩形的面积公式列出y与x之间的函数关系式,再利用配方法或公式法求得最大值.解:(1)由题意知,B场地宽为(30-x)m,∴y=x(30-x)=-x2+30x,自变量x的取值范围为0<x<30;(2)y=-x2+30x=-(x-15)2+225,当x=15m时,种植菊花的面积最大,最大面积为225m2.【类型四】最大面积方案设计施工队要修建一个横断面为抛物线的公路隧道,其高度为6米,宽度OM为12米.现以O点为原点,OM所在直线为x轴建立直角坐标系(如以下图).(1)直接写出点M 及抛物线顶点P 的坐标; (2)求出这条抛物线的函数关系式;(3)施工队方案在隧道门口搭建一个矩形“脚手架〞ABCD ,使A 、D 点在抛物线上,B 、C 点在地面OM 上.为了筹备材料,需求出“脚手架〞三根木杆AB 、AD 、DC 的长度之和的最大值是多少?请你帮施工队计算一下.解:(1)M (12,0),P (6,6);(2)设这条抛物线的函数关系式为y =a (x -6)2+6,因为抛物线过O (0,0),所以a (0-6)2+6=0,解得a =-16,所以这条抛物线的函数关系式为y =-16(x -6)2+6,即y =-16x 2+2x ;(3)设OB =m ,那么点A 的坐标为(m ,-16m 2+2m ),所以AB =DC =-16m 2+2m .根据抛物线的轴对称,可得OB =CM =m , 所以BC =12-2m ,即AD =12-2m , 所以l =AB +AD +DC=-16m 2+2m +12-2m -16m 2+2m=-13m 2+2m +12=-13(m -3)2+15.所以当m =3,即OB =3米时,三根木杆长度之和l 的最大值为15米.三、板书设计图形面积最大值⎩⎪⎨⎪⎧1.利用二次函数求最大面积2.利用二次函数确定最大面积的条件3.利用函数判断面积取值成立的条件4.最大面积方案设计教学过程中,强调学生自主探索和合作交流,经历将实际问题转化为函数问题,建立二次函数模型,解决实际问题.本章复习【知识与技能】对本章的内容进行回忆和总结,熟练掌握数轴、相反数、绝对值、有理数等有关概念.掌握有理数的加、减、乘、除、乘方及简单的混合运算.【过程与方法】釆用讨论法、练习法、尝试指导法,反思有理数的概念和有理数的运算,培养学生应用数学知识的意识,训练和增强学生运用新知识解决实际问题的能力.【情感态度】通过本章知识的学习,渗透数形结合的思想、辩证唯物主义思想,使学生学会如何归纳知识,反思自己的学习过程.【教学重点】回忆本章知识,构建知识体系.【教学难点】有理数的运算.一、知识框图,整体把握【教学说明】引导学生回忆本章知识点,展示本章知识框图,使学生系统了解本章知识及它们之间的关系.教学时,边回忆边建立知识框图.二、释疑解惑,加深理解1.理解根本概念要注意的一些问题:〔1〕对于正数与负数,不能简单地理解为:带“+〞号的数是正数,带“-〞号的数是负数.例如-a不一定是负数,因为字母a代表任何一个有理数,当a是0时,-a是0,当a是负数时,-a是正数;引入负数后,数的范围扩大为有理数,除π和与π有关的数外,其他的数都是有理数.〔2〕数轴能形象地表示数,所有的有理数都可用数轴上的点表示,但数轴上的点所表示的数并不都是有理数.右边的数总比左边的数大,所以正数都大于0,负数都小于0,正数大于负数.故而可以用数轴来比拟数的大小.〔3〕求相反数的方法:直接在数字前加负号;如果是式子,先把整个式子括起来,再在括号前加负号;在数轴上表示互为相反数的两个数的点分别位于原点的两旁,且与原点的距离相等.0的相反数是0.〔4〕正数的绝对值是它本身;如果a>0,那么|a|=a;一个负数的绝对值是它的相反数;如果a<0,那么|a|=-a;0的绝对值是0,如果a=0,那么|a|=0.2.有理数的运算的说明:〔1〕进行有理数混合运算的关建是熟练掌握加、减、乘、除、乘方的运算法那么、运算律及运算顺序.比拟复杂的混合运算,一般可先根据题中的加减运算,把算式分成几段,计算时,先从每段的乘方开始,按顺序运算,有括号先算括号里的,同时要注意灵活运用运算律简化运算.〔2〕进行有理数的混合运算时,应注意:一是要注意运算顺序,先算高一级的运算,再算低一级的运算;二是要注意观察,灵活运用运算律进行简便运算,以提高运算速度及运算能力.3.关于本章的数学方法:数形结合的思想是数学中一种常用思想方法,在有理数的混合运算中常常与数轴、绝对值的知识融合于一体,画出数轴、观察数轴,从中进行体验,有助于解决问题.三、典例精析,复习新知例1一只蜗牛从数轴上的原点出发,先向右移动2个单位,再向左移动5个单位,这时蜗牛与数轴上的田螺相距1.5个单位,求田螺表示的数.【分析】先画出数轴,如以下图:蜗牛从原点O出发第一次向右移动2个单位,此时蜗牛表示的数为2,第二次向左移动5个单位,这时蜗牛表示的数为-3,又由于田螺与蜗牛相距1.5个单位,根据距离的概念和绝对值的知识,田螺在数轴上位置在点P或P1,即表示的数是-4.5或-1.5.例2假设数a在数轴上的对应点如以下图,请化简|a+1|和|a-1|.【分析】对于绝对值的化简,分析出a+1,a-1的正负是解题的关键.结合数轴很容易得出结论.观察数轴可知a的对应点在原点右侧,所以a为正数.所以a+1为正数,即|a+1|=a+1.因为a的对应点在0和1之间,所以a为小于1的正数.所以a-1<0.解:因为a>0,所以a+1>0.所以|a+1|=a+1.因为0<a<1,所以a-1<0.所以|a-1|=-〔a-1〕=1-a.例3计算:【分析】进行有理数的混合运算时,一定要准确地把握有理数的运算顺序和运算中的符号问题,恰当地运用运算律简化计算.例4下表是七年级〔1〕班第一组学生的体重.以体重50kg为标准〔超出局部为正,缺乏局部为负〕:求:〔1〕这组同学中,哪个同学的身体最重?哪个同学的身体最轻?〔2〕这组同学的平均体重是多少?【分析】〔1〕求哪个同学的身体最重,即求哪个同学的体重超出50kg的最多;〔2〕超出50kg局部的平均值与50kg的和即为这组同学的平均体重.解:〔1〕因为-6<-4<1<3<5<7所以小天同学的身体最重,小丽同学的身体最轻.〔2〕这组同学的平均体重为:50+[〔-6〕+(-4)+1+3+5+7]÷6=50+6÷6=51(kg)【分析】一般情况下,分数计算是先通分.此题通分计算将很繁琐,但我们观察到各个分数分母的后一个因数比前一个大1,且后一个分数的分母含有前一个分数分母的因数,每一个分母中因数之差等于分子,故可利用如下一个关系式:再把每一项拆成两项之差,然后再计算,这种方法叫做裂项法.【教学说明】这一环节是本节课重点所在,这5个例题层次递进,对本章重要知识点进行有效复习和稳固,强化学生对本章重点知识的理解与运用.四、复习训练,稳固提高1.在数轴上的点A、B位置如以下图,那么线段AB的长度为〔〕3.〔1〕12的绝对值是_______,绝对值是12的是_______,绝对值等于它本身的数是_______.〔2〕绝对值小于3的整数有_______个;绝对值不大于3的整数有_______个,分别是______________________.4.粮库3天内进出库的吨数如下:〔“+〞表示进库,“-〞表示出库〕+26、-32、-15、+34、-38、-20.〔1〕经过这3天,库里的粮食是增多还是减少了.〔2〕经过这3天,仓库管理员结算发现库里还存480吨粮,那么3天前库里存粮多少吨?〔3〕如果进出的装卸费都是每吨5元,那么这3天要付多少装卸费?5.一个正方体木块粘合成如以下图形式,它们的棱长分别为1cm、2cm、4cm,要在模型外表涂油漆,如果除去局部不涂外,该油漆的本钱为5元/cm2,求模型涂漆共花费多少元钱?【教学说明】师生共同回忆本章主要知识点,教师适时予以评讲,说明应用各知识点要注意的问题.对于所选例题,可根据需要适当增减.3.〔2〕57-3、-2、-1、0、1、2、34.解:(1)26+〔-32〕+〔-15〕+34+〔-38〕+〔-20〕=-45答:经过这3天,库里的粮食是减少了45吨.〔2〕480-〔-45〕=525答:3天前库里存粮525吨.〔3〕〔26+32+15+34+38+20〕×5=825答:这3天要付装卸费825元.5.解:大正方体的涂漆面积是:42×4+〔42-22〕=64+12=76〔cm2〕棱长为2cm的正方体的涂漆面积是:22×4+〔22-12〕=16+3=19〔cm2〕棱长为1cm的正方体涂漆面积是:12×5=5〔cm2〕所以,总涂漆的面积为:76+19+5=100〔cm2〕总费用为5×100=500〔元〕答:模型的涂漆的总费用为500元.五、师生互动,课堂小结本堂课你能系统地回忆本章所学有关有理数的知识吗?你会用数轴来比拟数的大小吗?你能熟练地进行有理数的混合运算吗?【教学说明】教师引导学生回忆本章知识,尽可能让学生自主交流与反思,对于学生的困惑与疑问,教师应予以补充和点评.1.布置作业:从教材第52页“复习题〞中选取.2.完成同步练习册中本课时的练习.本节复习是首先通过知识框图整体把握,引导学生对本章知识点进行梳理,构建本章知识体系,通过典型例题探究加深学生对主要思想方法的理解,掌握常用解题方法.在教学中,关注学生是否认真思考,相互交流与合作,以及学生对问题的理解情况,使学生在反思和交流的根底上构建合理的知识体系.通过典型例题强化有理数的运算,训练学生的计算能力和分析解决问题的能力,从而提高他们应用数学的意识.。
《实际问题与二次函数》说课稿各位评委:你们好!很高兴有机会参加这次比赛,并能得到各位专家的指导,我说课的课题是:实际问题与二次函数——最大值问题。
所用教材是人民教育出版社九年级上第22章第三节实际问题与二次函数,本节共需四课吋,面积最大是第一节,利润最大是第二节。
下面我将从教材内容的分析、教学目标、重点、难点的确定、教学方法的选择、教学过程的设计和教学效果预测几方面对本节课进行说明。
一、教学内容的分析1、地位与作用:实际问题与二次函数也可以称作二次函数的应用,本身是学习二次函数的图象与性质后,检验学生应用所学知识解决实际问题能力的一个综合考查。
新课标中要求学生能通过对实际问题的情境的分析确定二次函数的表达式,体会其意义,能根据图象的性质解决简单的实际问题,而最值问题乂是生活中利用二次函数知识解决最常见、最有实际应用价值的问题Z-,它生活背景丰富,学生比较感兴趣,对于面积问题、利润问题学生易于理解和接受,故而在这儿作专题讲解。
目的在于让学生通过掌握求最大值这一类题,学会用建模的思想去解决其它和函数有关的应用问题。
此部分内容是学习一次函数及其应用后的巩固与延伸,又为高小乃至以后学习更多函数打下坚实的理论和思想方法基础。
2、课时安排:教材中二次函数的应用只设计了3个例题和一部分习题,无论是例题还是习题都没有归类,不利于学生系统地掌握解决问题的方法,我设计时把它分为面积最人、利润最大、运动小的二次函数、综合应用四课时。
3 •学情及学法分析对九年级学生來说,在学习了一次函数和二次函数图象与性质以后,对函数的思想已有初步认识,对分析问题的方法已会初步模仿,能识别图象的增减性和最値,但在变量超过两个的实际问题中,还不能熟练地应用知识解决问题,本节课正是为了弥补这一不足而设计的,口的是进一步培养学生利用所学知识构建数学模型,解决实际问题的能力,这也符合新课标屮知识与技能呈螺旋式上升的规律。
二、教学目标、重点、难点的确定结合木节课的教学内容和学生现有的学习水平,我确定木节课的教学目标如下:1•知识与技能:通过本节学习,巩固二次函数y=3x? + bx + c QHO)的图象与性质,理解顶点与最值的关系,会求解最值问题。
二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题[例1]:在矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度移动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /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.(1)运动第t 秒时,△PBQ 的面积y(cm²)是多少?(2)此时五边形APQCD 的面积是S(cm²),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量的取值范围.(3)t 为何值时s 最小,最小值时多少?答案:6336333607266126262621)1(2222有最小值等于时;当)()()()()()(S t t S t t t t t S t t t t y =∴+-=<<+-=+--⨯=+-=⋅-=[例2]某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上修建一个矩形花园ABCD ,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m 的栅栏围成.若设花园的宽为x(m) ,花园的面积为y(m²).(1)求y 与x 之间的函数关系,并写出自变量的取值范围;(2)根据(1)中求得的函数关系式,描述其图象的变化趋势;并结合题意判断当x 取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少?解:)240(x x y -=)20(22x x --=200)10(22+--=x∵152400≤-<x∴205.12<≤x∵二次函数的顶点不在自变量x 的范围内,而当205.12<≤x 内,y 随x 的增大而减小,∴当5.12=x 时,5.187200)105.12(22max =+--=y (平方米)答:当5.12=x 米时花园的面积最大,最大面积是187.5平方米.[例3]如图,要建一个长方形养鸡场,鸡场的一边靠墙,如果用50 m 长的篱笆围成中间有一道篱笆隔墙的养鸡场,设它的长度为x 米.(1)要使鸡场面积最大,鸡场的长度应为多少m ?(2)如果中间有n (n 是大于1的整数)道篱笆隔墙,要使鸡场面积最大,鸡场的长应为多少米?比较(1)(2)的结果,你能得到什么结论?解:(1)∵长为x 米,则宽为350x -米,设面积为S 平方米. )50(313502x x x x S --=-⋅= 3625)25(312+--=x ∴当25=x 时,3625max =S (平方米) 即:鸡场的长度为25米时,面积最大.(2) 中间有n 道篱笆,则宽为250+-n x 米,设面积为S 平方米. 则:)50(212502x x n n x x S -+-=+-⋅= 2625)25(212++-+-=n x n ∴当25=x 时,2625max +=n S (平方米) 由(1)(2)可知,无论中间有几道篱笆墙,要使面积最大,长都是25米.即:使面积最大的x 值与中间有多少道隔墙无关.。
合用标准文案二次函数的实质应用——最大利润问题、面积最大 ( 小) 值问题一:最大利润问题知识要点:二次函数的一般式 y ax 2bx c ( a0 )化成极点式 ya( x b ) 24ac b 2 ,若是自变量的2a 4a取值范围是全体实数,那么函数在极点处获取最大值〔或最小值〕 .即当 a0 时,函数有最小值,并且当 xb , y 最小值 4ac b 2 ;2a4a当 a0 时,函数有最大值,并且当x b, y 最大值 4ac b 2 .2a4a若是自变量的取值范围是x 1xx 2 ,若是极点在自变量的取值范围x 1 x x 2 内,那么当xb, y 最值4ac b 2 ,若是极点不在此范围内,那么需考虑函数在自变量的取值范围内的增减2a4a ax 22性;若是在此范围内 y 随 x 的增大而增大,那么当 x x 2 时, y 最大 bx 2 c ,当 x x 1 时, y最小ax 12bx 1 c ;若是在此范围内y 随 x 的增大而减小,那么当 x x 1 时, y 最大ax 12 bx 1 c ,当 xx 2 时,y最小ax 22bx 2 c .商品定价一类利润计算公式:经常出现的数据: 商品进价;商品售价;商品销售量;涨价或降价;销售量变化;其他本钱。
总利润 =总售价 -总进价 - 其他本钱 =单位商品利润 ×总销售量-其他本钱单位商品利润 =商品定价-商品进价总售价 =商品定价 ×总销售量;总进价 =商品进价×总销售量[ 例 1]:某电子厂商投产一种新式电子厂品, 每件制造本钱为 18 元,试销过程中发现, 每个月销售量 y 〔万件〕与销售单价 x 〔元〕之间的关系能够近似地看作一次函数 y= ﹣ 2x+100 .〔利润 = 售价﹣制造本钱〕( 1 〕写出每个月的利润 z 〔万元〕与销售单价 x 〔元〕之间的函数关系式;( 2 〕当销售单价为多少元时,厂商每个月能获取 3502 万元的利润?当销售单价为多少元时,厂商每个月能获取最大利润?最大利润是多少?〔 3 〕依照相关部门规定, 这种电子产品的销售单价不能够高于 32 元,若是厂商要获取每个月不低于 350 万 元的利润,那么制造出这种产品每个月的最低制造本钱需要多少万元? 解:〔 1 〕 z= 〔 x -18 〕 y= 〔x -18 〕〔 -2x+100 〕 = -2x 2+136x-1800 ,∴ z 与 x 之间的函数解析式为 z= -2x 2 +136x-1800;〔 2 〕由 z=350 ,得 350= -2x 2+136x -1800 ,解这个方程得 x 1=25 ,x 2 =43因此,销售单价定为 25 元或 43 元,将 z =-2x 2 +136x-1800配方,得 z=-2 〔 x-34 〕 2+512 ,因此,当销售单价为 34 元时,每个月能获取最大利润,最大利润是 512 万元;(3 〕结合〔 2 〕及函数 z=-2x 2+136x ﹣ 1800 的图象〔以以下列图〕可知,当25≤x ≤43时 z ≥350 ,优秀文档又由限价 32 元,得 25 ≤x ≤32,依照一次函数的性质,得 y=-2x+100 中 y 随 x 的增大而减小,∴当 x=32时,每个月制造本钱最低最低本钱是 18 ×〔 -2 ×32+100 〕 =648 〔万元〕, 因此,所求每个月最低制造本钱为 648 万元.[ 练习 ] :1.某商品现在的售价为每件 60 元,每星期可卖出 300 件,市场检查反响:每涨价 1 元,每星期 少卖出 10 件;每降价 1 元,每星期可多卖出 20 件,商品的进价为每件 40 元,怎样定价才能使利润 最大?解:设涨价〔或降价〕为每件x 元,利润为 y 元,y 1 为涨价时的利润, y 2 为降价时的利润那么: y 1 (60 40 x)(300 10x)10( x 2 10x 600)10( x 5) 26250当 x5 ,即:定价为 65 元时, y max6250 〔元〕y 2 (60 40 x)(30020x)20( x 20)( x15)20( x 2.5) 2 6125当,即:定价为 57.5 元时, y max 6125 〔元〕综合两种情况,应定价为65 元时,利润最大.[ 例 2] : 市 “健益 〞商场购进一批 20 元 /千克的绿色食品,若是以 30?元 /千克销售,那么每天可售出400 千克.由销售经验知,每天销售量y (千克 )?与销售单价 x (元 )( x30 〕存在以以下列图所示的一次函数关系式. ⑴试求出 y 与 x 的函数关系式;⑵设 “健益 〞商场销售该绿色食品每天获取利润 P 元,当销售单价为何值时,每天可获取最大利润?最大利润是多少?⑶依照市场检查,该绿色食品每天可获利润不高出 4480 元, ?现该商场经理要求每天利润不得低于4180 元,请你帮助该商场确定绿色食品销售单价 x 的范围 (?直接写出答案 ).解:⑴设 y=kx+b 由图象可知,30k b 400,k 2040k b 200 解之得 :1000 ,b即一次函数表达式为y20x 1000 (30 x50) .⑵ P(x20) y ( x 20)( 20 x 1000)20 x 2 1 4 0 x0 2 0 0 0 0∵ a 200 ∴ P 有最大值.当 x140035 时, P max4500 〔元〕(2 20)〔或经过配方,P 20( x 35) 24500 ,也可求得最大值〕答:当销售单价为35 元 /千克时,每天可获取最大利润4500 元.⑶∵ 418020( x35) 2 4500 44801 ( x 35) 216∴ 31≤x ?≤34或 36≤x ≤39.练习 2.某公司投资 700 万元购甲、乙两种产品的生产技术和设备后, 进行这两种产品加工. 生产甲种产品每件还需本钱费 30 元,生产乙种产品每件还需本钱费 20 元.经市场调研发2合用标准文案现:甲种产品的销售单价为x〔元〕,年销售量为 y〔万件〕,当 35≤x<50 时, y 与 x 之间的函数关系式为 y=20﹣;当 50≤x≤70 时, y 与 x 的函数关系式以以下列图,乙种产品的销售单价,在 25 元〔含〕到 45 元〔含〕之间,且年销售量牢固在10 万件.物价部门规定这两种产品的销售单价之和为90 元.〔1〕当 50≤x≤70 时,求出甲种产品的年销售量y〔万元〕与 x 〔元〕之间的函数关系式.〔2〕假设公司第一年的年销售量利润〔年销售利润=年销售收入﹣生产本钱〕为W〔万元〕,那么怎样定价,可使第一年的年销售利润最大?最大年销售利润是多少?〔3〕第二年公司可重新对产品进行定价,在〔2〕的条件下,并要求甲种产品的销售单价x 〔元〕在 50≤x≤70 范围内,该公司希望到第二年年终,两年的总盈利〔总盈利=两年的年销售利润之和﹣投资本钱〕不低于85 万元.请直接写出第二年乙种产品的销售单价m〔元〕的范围.解:〔1〕设y与x的函数关系式为 y=kx+b〔k≠0〕,∵函数图象经过点〔 50, 10〕,〔 70, 8〕,∴,解得,因此, y=﹣0.1x+15;〔 2〕∵乙种产品的销售单价在25元〔含〕到 45元〔含〕之间,∴,解之得 45≤x≤65,①45≤x< 50时, W=〔x﹣30〕〔 20﹣〕+10〔90﹣x﹣20〕,=﹣0.2x2+16x+100,=﹣〔x2﹣ 80x+1600〕+320+100,=﹣〔x﹣40〕2+420,∵﹣<0,∴ x> 40时, W随x的增大而减小,∴当 x=45时, W 有最大值, W最大 =﹣〔45﹣ 40〕2+420=415万元;②50≤x≤65时, W=〔x﹣30〕〔﹣ 0.1x+15〕+10〔 90﹣x﹣20〕,=﹣0.1x2+8x+250,=﹣〔x2﹣80x+1600〕 +160+250,=﹣〔x﹣40〕2+410,∵﹣<0,∴ x> 40时, W随x的增大而减小,∴当 x=50时, W 有最大值, W最大 =﹣〔50﹣ 40〕2+410=400万元.综上所述,当 x=45,即甲、乙两种产品定价均为 45元时,第一年的年销售利润最大,最大年销售利润是 415万元;(3〕依照题意得,W=﹣0.1x2+8x+250+415﹣700=﹣0.1x2+8x﹣35,令 W=85,那么﹣ 0.1x2+8x﹣35=85,解得 x1=20,x2=60.又由题意知, 50≤x≤65,依照函数性质解析, 50≤x≤60,即 50≤90﹣m≤60,∴ 30≤m≤40.二、面积最大〔最小〕值问题实责问题中图形面积的最值问题解析思路为:优秀文档〔1〕解析图形的成因〔 2〕鉴别图形的形状〔 3〕找出图形面积的计算方法〔4〕把计算中要用到的所有线段用未知数表示〔5〕把线段长度代入计算方法形成图形面积的函数解析式,注意自变量的取值范围〔6〕依照函数的性质以及自变量的取值范围求出头积的最值。
实际问题与二次函数利用二次函数解决面积最大问题杨店中学九4班王玉倩复习导入1.抛物线y=a x 2+bx +c 的最值问题(1)若a >0,则当x =时,y min =;(2)若a <0,则当x =时,y max =。
2. 填空(1)二次函数y=2(x −3)2+5的对称轴是,顶点坐标是,当x =时,y 的值是.(2)二次函数y=-3(x +4)2-1的对称轴是,顶点坐标是,当x =时,y 的值是.-b2a -b 2a4ac −b 24a 4ac −b 24a 直线x =3(3,5)3最小5直线x =-4(-4,-1)-4最大-13.练习:求出函数的顶点坐标和最值S=-2x2+12x=-2(x2-6x)=-2(x2-6x+9-9)=-2(x−3)2+18所以顶点坐标是(3,18),即x=3时,最大值S=18你能用这个式子想出一个符合条件的实际问题吗?学习目标:知识与技能:能根据具体几何问题中的数量关系,列出二次函数解析式,并能应用二次函数的相关性质解决实际几何问题,体会二次函数是刻画现实世界的有效数学模型。
过程与方法:1.从“数”(解析式)和“形”(图象)的角度理解二次函数与实际生活中“最值”问题之间的联系,体会“数形结合”的思想。
2.通过转化模型,让学生学会合作、交流。
情感态度与价值观:通过用二次函数解决实际生活中的问题,体验函数知识的实际应用价值,感受数学与人类生活的密切关系。
教学重难点:重点:应用二次函数解决几何图形中有关的最值问题难点:函数特征与几何特征的相互转化以及讨论最值在何处取得探究新知例1:如图,一边靠学校院墙,其他三边用12m 长的篱笆围成一个矩形花圃,设矩形ABCD 的边AB=x m ,面积为S m2(1)写出S 与x 之间的函数关系式;(2)当x 取何值时,面积S 最大,最大值是多少?AB CD解:(1)S=x (12-2x )x12-2xx即S=-2x 2+12x(?)(2) S=-2x 2+12x=-2(x −3)2+18 (0<x <6)即:当AB 边长为3m 时,S 的面积最大,为18m20510152002468S/m 2x /mx …12345…S…1016181610…思考:1.解决实际问题中最值问题就是求二次函数的什么量?2.对这种类型的题应该先怎么做?要注意些什么?小结实际问题数学模型(二次函数)数学问题的解(图象、性质)实际问题的解抽象(转化)求解(最值)检验合作探究如图,在一面靠墙的空地上用长为24米的篱笆,围成中间隔有二道篱笆的长方形花圃,设花圃的宽AB 为x 米,面积为S 平方米.(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,最大值时多少?(3)若墙的最大可用长度为8米,则求围成花圃的最大面积.(提示:注意第(2)问与第(3)问区别)ABCDxxx x 24-4x解:(1)∵AB 的长为x 米,篱笆长为24米,∴花圃的宽为(24-4x )米∴S=x (24-4x )=-4x 2+24x (0<x <6)(2)当x =-b2a=3m 时,S 最大值=4ac−b 24a=36m 2(3)∵墙的可用长度为8米,∴0<24-4x ≤8,∴4≤x <6∴当x =4m 时, S 最大值=32m 2.归纳总结求实际问题极值的一般步骤:(1)求出函数解析式,写出自变量取值范围;(2)画出大致图像;(3)用配方法或者公式法求最大值或最小值,或根据自变量的取值范围求最大值或最小值.1.本节课学习的主要内容是什么?2.学习过程中的数学思想有哪些?(1)数学建模思想;(2)数形结合思想课后巩固书:习题22.3 复习巩固第3、4题课时练:第47页要点突破1;第48页要点突破2。
二次函数的应用——面积最大问题》说课稿—获奖说课稿22.过程与方法:培养学生利用所学知识构建数学模型,解决实际问题的能力,掌握建模思想,熟练掌握最值问题的解法。
23.情感态度与价值观:通过实际问题的应用,让学生感受到数学在生活中的实际应用价值,培养学生对数学的兴趣和热爱。
本节课的重点是最值问题的解法和建模思想的培养,难点是对实际问题的分析和建模思想的掌握。
三、教学方法的选择本节课采用“引导发现、归纳总结、启发式教学”等多种教学方法,其中引导发现法是本节课的核心教学方法,通过引导学生发现实际问题中的规律和模式,培养学生独立思考和解决问题的能力;归纳总结法是巩固知识的有效方法,通过对学生已有的知识进行梳理和总结,加深对知识的理解和记忆;启发式教学法则是在教学中采用启发式问题,激发学生的思考和求知欲,提高学生的研究兴趣和积极性。
四、教学过程的设计本节课的教学过程分为四个环节:导入、讲授、练、归纳总结。
导入环节通过引入实际问题,激发学生的兴趣和求知欲,让学生认识到最值问题的实际应用价值;讲授环节通过具体例子和图像分析,讲解最值问题的解法和建模思想;练环节则通过多种形式的练,巩固学生的知识和技能;归纳总结环节则对本节课的知识点进行总结和梳理,加深对知识的理解和记忆。
五、教学效果预测通过本节课的教学,学生将能够掌握最值问题的解法和建模思想,能够熟练应用所学知识解决实际问题,同时也能够感受到数学在生活中的实际应用价值,培养学生对数学的兴趣和热爱,为学生今后的研究打下坚实的理论和思想方法基础。
2、___要在一块长为20米、宽为15米的空地上建一个长方形花园,他想让花园的面积最大,你能帮他算一下最大面积是多少吗?3、某公司生产一种产品,销售价格为每个10元,生产成本为每个5元,每天能生产1000个,你能帮助他们算一下每天的最大利润是多少吗?设计思路]通过这三个问题,引导学生发现实际问题中的最值问题,从而引出二次函数的最值问题。
第4课时 二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题知识要点:在生活实践中,人们经常面对带有“最”字的问题,如在一定的方案中,花费最少、消耗最低、面积最大、产值最高、获利最多等;解数学题时,我们也常常碰到求某个变量的最大值或最小值之类的问题,这就是我们要讨论的最值问题。
求最值的问题的方法归纳起来有以下几点: 1.运用配方法求最值;2.构造一元二次方程,在方程有解的条件下,利用判别式求最值; 3.建立函数模型求最值;4.利用基本不等式或不等分析法求最值.[例1]:在矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度移动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /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.(1)运动第t 秒时,△PBQ 的面积y(cm²)是多少? (2)此时五边形APQCD 的面积是S(cm²),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量的取值范围.(3)t 为何值时s 最小,最小值时多少? 答案:6336333607266126262621)1(2222有最小值等于时;当)()()()()()(S t t S t t t t t S tt t t y =∴+-=<<+-=+--⨯=+-=⋅-=[例2]:小明的家门前有一块空地,空地外有一面长10米的围墙,为了美化生活环境,小明的爸爸准备靠墙修建一个矩形花圃,他买回了32米长的不锈钢管准备作为花圃的围栏,为了浇花和赏花的方便,准备在花圃的中间再围出一条宽为一米的通道及在左右花圃各放一个1米宽的门(木质).花圃的长与宽如何设计才能使花圃的面积最大?解:设花圃的宽为x 米,面积为S 平方米则长为:x x 4342432-=+-(米)则:)434(x x S -=x x 3442+-=4289)417(42+--=x ∵104340≤-<x∴2176<≤x∵6417<,∴S 与x 的二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当2176<≤x 内,S 随x 的增大而减小,∴当6=x 时,604289)4176(42max =+--=S (平方米)答:可设计成宽6米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大.[例3]:已知边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE (如图),其中AF=2,BF=1.试在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积. 解:设矩形PNDM 的边DN=x ,NP=y , 则矩形PNDM 的面积S=xy (2≤x≤4) 易知CN=4-x ,EM=4-y .过点B 作BH ⊥PN 于点H 则有△AFB ∽△BHP ∴PHBHBF AF =,即3412--=y x , ∴521+-=x y , x x xy S 5212+-==)42(≤≤x ,此二次函数的图象开口向下,对称轴为x=5, ∴当x≤5时,函数值y 随x 的增大而增大, 对于42≤≤x 来说,当x=4时,12454212=⨯+⨯-=最大S . 【评析】本题是一道代数几何综合题,把相似三角形与二次函数的知识有机的结合在一起,能很好考查学生的综合应用能力.同时,也给学生探索解题思路留下了思维空间.[例4]:某人定制了一批地砖,每块地砖(如图(1)所示)是边长为0.4米的正方形ABCD ,点E 、F 分别在边BC 和CD 上,△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 均由单一材料制成,制成△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 的三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,若将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影部分组成四边形EFGH .(1)判断图(2)中四边形EFGH 是何形状,并说明理由;(2)E 、F 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省? 解:(1) 四边形EFGH 是正方形.图(2)可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C 点 按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的, 故CE =CF =CG .∴△CEF 是等腰直角三角形因此四边形EFGH 是正方形. (2)设CE =x , 则BE =0.4-x ,每块地砖的费用为y 元 那么:y =x ×30+×0.4×(0.4-x )×20+[0.16-x-×0.4×(0.4-x )×10])24.02.0(102+-=x x3.2)1.0(102+-=x )4.00(<<x当x =0.1时,y 有最小值,即费用为最省,此时CE =CF =0.1.答:当CE =CF =0.1米时,总费用最省.作业布置:1.(2008浙江台州)某人从地面垂直向上抛出一小球,小球的高度h (单位:米)与小球运动时间t (单位:秒)的函数关系式是,那么小球运动中的最大高度=最大h 4.9米 .2.(2008庆阳市)兰州市“安居工程”新建成的一批楼房都是8层高,房子的价格y (元/平方米)随楼层数x (楼)的变化而变化(x =1,2,3,4,5,6,7,8);已知点(x ,y )都在一个二次函数的图像上,(如图所示),则6楼房子的价格为 元/平方米.提示:利用对称性,答案:2080.3.如图所示,在一个直角△MBN 的内部作一个长方形ABCD ,其中AB 和BC分别在两直角边上,设AB =x m ,长方形的面积为y m 2,要使长方形的面积最大,其边长x 应为( D )A .424m B .6 m C .15 m D .25m 解:AB =x m ,AD=b ,长方形的面积为y m 2∵AD ∥BC ∴△MAD ∽△MBN ∴MB MA BN AD =,即5512x b -=,)5(512x b -=)5(512)5(5122x x x x xb y --=-⋅==, 当5.2=x 时,y 有最大值.4.(2008湖北恩施)将一张边长为30㎝的正方形纸片的四角分别剪去一个边长为x㎝的小正方形,然后折叠成一个无盖的长方体.当x取下面哪个数值时,长方体的体积最大( C ) A .7 B .6 C .5 D .45.如图,铅球运动员掷铅球的高度y (m)与水平距离x (m)之间的函数关系式是:35321212++-=x x y ,则该运动员此次掷铅球的成绩是( D ) A .6 mB .12 mC .8 mD .10m解:令0=y ,则:02082=--x x 0)10)(2(=-+x x(图5) (图6) (图7)6.某幢建筑物,从10 m 高的窗口A ,用水管向外喷水,喷出的水流呈抛物线状(抛物线所在的平面与墙面垂直,如图6,如果抛物线的最高点M 离墙1 m ,离地面340m ,则水流落地点B 离墙的距离OB 是( B )A .2 mB .3 mC .4 mD .5 m解:顶点为)340,1(,设340)1(2+-=x a y ,将点)10,0(代入,310-=a 令0340)1(3102=+--=x y ,得:4)1(2=-x ,所以OB=37.(2007乌兰察布)小明在某次投篮中,球的运动路线是抛物线21 3.55y x =-+的一部分,如图7所示,若命中篮圈中心,则他与篮底的距离L 是( B ) A .4.6m B .4.5m C .4m D .3.5m8.某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上修建一个矩形花园ABCD ,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m 的栅栏围成.若设花园的宽为x(m) ,花园的面积为y(m²).(1)求y 与x 之间的函数关系,并写出自变量的取值范围;(2)根据(1)中求得的函数关系式,描述其图象的变化趋势;并结合题意判断当x 取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少? 解:)240(x x y -=)20(22x x --=200)10(22+--=x∵152400≤-<x ∴205.12<≤x∵二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当205.12<≤x 内,y 随x 的增大而减小, ∴当5.12=x 时,5.187200)105.12(22max =+--=y (平方米)答:当5.12=x 米时花园的面积最大,最大面积是187.5平方米.9.如图,要建一个长方形养鸡场,鸡场的一边靠墙,如果用50 m 长的篱笆围成中间有一道篱笆隔墙的养鸡场,设它的长度为x 米.(1)要使鸡场面积最大,鸡场的长度应为多少m ? (2)如果中间有n (n 是大于1的整数)道篱笆隔墙,要使鸡场面积最大,鸡场的长应为多少米?比较(1)(2)的结果,你能得到什么结论?解:(1)∵长为x 米,则宽为350x-米,设面积为S 平方米. )50(313502x x x x S --=-⋅= 3625)25(312+--=x ∴当25=x 时,3625max =S (平方米)即:鸡场的长度为25米时,面积最大. (2) 中间有n 道篱笆,则宽为250+-n x米,设面积为S 平方米.则:)50(212502x x n n x x S -+-=+-⋅= 2625)25(212++-+-=n x n ∴当25=x 时,2625max +=n S (平方米)由(1)(2)可知,无论中间有几道篱笆墙,要使面积最大,长都是25米. 即:使面积最大的x 值与中间有多少道隔墙无关.10.如图,矩形ABCD 的边AB=6 cm ,BC=8cm ,在BC 上取一点P ,在CD 边上取一点Q ,使∠APQ 成直角,设BP=x cm ,CQ=y cm ,试以x 为自变量,写出y 与x 的函数关系式.ABCD PQ解:∵∠APQ=90°, ∴∠APB+∠QPC=90°. ∵∠APB+∠BAP=90°,∴∠QPC=∠BAP ,∠B=∠C=90° .∴△ABP ∽△PCQ.,86,yxx CQ BP PC AB =-= ∴x x y 34612+-=.11.(2006年南京市)如图,在矩形ABCD 中,AB=2AD ,线段EF=10.在EF 上取一点M ,•分别以EM 、MF 为一边作矩形EMNH 、矩形MFGN ,使矩形MFGN ∽矩形ABCD .令MN=x ,当x 为何值时,矩形EMNH 的面积S 有最大值?最大值是多少? 解:∵矩形MFGN ∽矩形ABCD ∴MF=2MN =2x ∴ EM=10-2x ∴S=x (10-2x )=-2x 2+10x=-2(x-2.5)2+12.5 ∵1020<<x ,∴50<<x当x=2.5时,S 有最大值12.512.(2008四川内江)如图,小明的父亲在相距2米的两棵树间拴了一根绳子,给他做了一个简易的秋千,拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部刚好接触到绳子,则绳子的最低点距地面的距离为 0.5 米.答案:如图所示建立直角坐标系则:设c ax y +=2将点)1,5.0(-,)5.2,1(代入,⎩⎨⎧+=+-⨯=ca c a 5.2)5.0(12,解得⎩⎨⎧==5.02c a 5.022+=x y 顶点)5.0,0(,最低点距地面0.5米.13.(2008黑龙江哈尔滨)小李想用篱笆围成一个周长为60米的矩形场地,矩形面积S(单位:平方米)随矩形一边长x(单位:米)的变化而变化.(1)求S 与x 之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围; (2)当x 是多少时,矩形场地面积S 最大?最大面积是多少? 解:(1)根据题意,得x x x xS 3022602+-=⋅-=自变量的取值范围是(2)∵01<-=a ,∴S 有最大值当时,答:当为15米时,才能使矩形场地面积最大,最大面积是225平方米.14.(2008年南宁市)随着绿城南宁近几年城市建设的快速发展,对花木的需求量逐年提高.某园林专业户计划投资种植花卉及树木,根据市场调查与预测,种植树木的利润与投资量成正比例关系,如图12-①所示;种植花卉的利润与投资量成二次函数关系,如图12-②所示(注:利润与投资量的单位:万元)(1)分别求出利润与关于投资量的函数关系式;(2)如果这位专业户以8万元资金投入种植花卉和树木,他至少获得多少利润?他能获取的最大利润是多少? 解:(1)设=,由图12-①所示,函数=的图像过(1,2),所以2=,故利润关于投资量的函数关系式是=;因为该抛物线的顶点是原点,所以设2y =,由图12-②所示,函数2y =的图像过(2,2),所以,故利润2y 关于投资量的函数关系式是2221x y =; (2)设这位专业户投入种植花卉万元(),则投入种植树木(x -8)万元,他获得的利润是万元,根据题意,得==+21y y +== ∵021>=a ∴当时,的最小值是14;∴他至少获得14万元的利润. 因为,所以在对称轴2=x 的右侧, z 随x 的增大而增大所以,当8=x 时,z 的最大值为32.15.(08山东聊城)如图,把一张长10cm ,宽8cm 的矩形硬纸板的四周各剪去一个同样大小的正方形,再折合成一个无盖的长方体盒子(纸板的厚度忽略不计).(1)要使长方体盒子的底面积为48cm2,那么剪去的正方形的边长为多少?(2)你感到折合而成的长方体盒子的侧面积会不会有更大的情况?如果有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;如果没有,请你说明理由;(3)如果把矩形硬纸板的四周分别剪去2个同样大小的正方形和2个同样形状、同样大小的矩形,然后折合成一个有盖的长方体盒子,是否有侧面积最大的情况;如果有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;如果没有,请你说明理由.解:(1)设正方形的边长为cm,则.即.解得(不合题意,舍去),.剪去的正方形的边长为1cm.(2)有侧面积最大的情况.设正方形的边长为cm,盒子的侧面积为cm2,则与的函数关系式为:.即.改写为.当时,.即当剪去的正方形的边长为2.25cm时,长方体盒子的侧面积最大为40.5cm2.(3)有侧面积最大的情况.设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2.若按图1所示的方法剪折, 则与的函数关系式为:x xx x y ⋅-⋅+-=22102)28(2 即.当时,.若按图2所示的方法剪折, 则与的函数关系式为:x xx x y ⋅-⋅+-=2282)210(2. 即.当时,.比较以上两种剪折方法可以看出,按图2所示的方法剪折得到的盒子侧面积最大,即当剪去的正方形的边长为cm 时,折成的有盖长方体盒子的侧面积最大,最大面积为cm 2.16.(08兰州)一座拱桥的轮廓是抛物线型(如图16所示),拱高6m ,跨度20m ,相邻两支柱间的距离均为5m .(1)将抛物线放在所给的直角坐标系中(如图17所示),求抛物线的解析式; (2)求支柱的长度;(3)拱桥下地平面是双向行车道(正中间是一条宽2m 的隔离带),其中的一条行车道能否并排行驶宽2m 、高3m 的三辆汽车(汽车间的间隔忽略不计)?请说明你的理由.解:(1)根据题目条件,的坐标分别是.设抛物线的解析式为,月 日11 将的坐标代入, 得 解得. 所以抛物线的表达式是.(2)可设,于是从而支柱的长度是米.(3)设是隔离带的宽,是三辆车的宽度和,则点坐标是. 过点作垂直交抛物线于, 则.根据抛物线的特点,可知一条行车道能并排行驶这样的三辆汽车.。
二次函数的应用—面积最值问题教学设计【学习目标】:1、能根据不同的实际问题,建立二次函数数学模型,进一步发展数学建模应用意识;2、会求几何图形面积的最值,并能注意到自变量对最值的影响;3、体会数学建模、转化、数形结合等数学思想方法。
【学习重点】:应用二次函数数学模型解决实际问题中的面积最值问题。
【学习难点】:把实际问题转化成二次函数的数学模型;自变量对最值的影响。
【学习过程】:一、热身展身手(学好数学,用好数学)问题1:在美化校园的活动中,某兴趣小组想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用28m长的篱笆围成一个矩形花园ABCD(篱笆只围AB,BC两边)若设AB=x,则BC=花园面积y= (写顶点式),x的取值范围是,当x= 时,y有最值是㎡。
问题:2:如图,在△ABC 中,∠C=90°,AC=6cm ,BC=8cm ,点P 从点A 沿AC 向点C 以1cm/s 的速度运动,同时点Q 从点C 沿CB 向点B 以2cm/s 的速度运动(点Q 运动到点B 停止),求运动过程中,△CPQ 的面积最大值。
.二、动手又动脑 (合作探究,体验成功)例题学习:例1、如图,抛物线的图象与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,点M 是第四象限抛物线上一点,求四边形MAOC 的面积的最大值.A B 213222y x x =--自变量的取值范围对最值的影响问题1的变式训练:例2、在美化校园的活动中,某兴趣小组想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用28m长的篱笆围成一个矩形花园ABCD(篱笆只围AB,BC两边),若在P处有一棵树与墙CD,AD的距离分别是6m 和15m,要将这棵树围在花园内(含边界,不考虑树的粗细),求花园面积y的最大值和最小值.巩固练习:问题2变式训练如图,在△ABC 中,∠C=90°,AC=6cm ,BC=4cm ,点P 从点A 沿AC 向点C 以1cm/s 的速度运动,同时点Q 从点C 沿CB 向点B 以2cm/s 的速度运动(点Q 运动到点B 停止),若运动时间为t ,求运动过程中,△CPQ 的面积y 最大值.*2. 巩固提升已知:如图,在RT △ABC 中,∠C=90°,AC =8cm ,BC =6cm .点P 由B 出发沿BA 的方向向点A 匀速平移,速度为1cm/s ;同时点Q 从点A 出发,沿AC 方向匀速运动,速度为2cm/s ,连接PQ,当其中一点停止,另一点也停止运动.⑴求△APQ 面积的最大值;C A B⑵求四边形BPQC 面积的最小值.三、总结见提升 (分享所得,提高更大!)你在知识和方法上有哪些收获和提高?你还有什么需要继续请教的地方?四、成果展示 (收获硕果,满载而归!)1、如图,矩形ABCD 的两边长AB =18cm ,AD =4cm ,点P 、Q 分别从A 、B 同时出发,P 在边AB 上沿AB 方向以每秒2cm 的速度匀速运动,Q 在边BC 上沿BC方向以每秒1cm 的速度匀速运动.设运动时间为x 秒,△PBQ 的面积为y (cm 2).(1)求y 关于x 的函数关系式,并写出x 的取值范围;(2)求△PBQ 的面积的最大值. C A BPQ*2、如图,现要用长度为6m的材料制作上部为两个正方形,下部为一个矩形组成的矩形窗户,求窗户的最大面积.五、课后作业整理补充导学案.二次函数的应用面积最值问题学情分析1、学生年龄特点:初四学生具有丰富的想象力、好胜心理。
第4课时 二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题[例1]:在矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度移动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /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.(1)运动第t 秒时,△PBQ 的面积y(cm²)是多少? (2)此时五边形APQCD 的面积是S(cm²),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量的取值范围.(3)t 为何值时s 最小,最小值时多少? 答案:6336333607266126262621)1(2222有最小值等于时;当)()()()()()(S t t S t t t t t S tt t t y =∴+-=<<+-=+--⨯=+-=⋅-=[例2]:小明的家门前有一块空地,空地外有一面长10米的围墙,为了美化生活环境,小明的爸爸准备靠墙修建一个矩形花圃,他买回了32米长的不锈钢管准备作为花圃的围栏,为了浇花和赏花的方便,准备在花圃的中间再围出一条宽为一米的通道及在左右花圃各放一个1米宽的门(木质).花圃的长与宽如何设计才能使花圃的面积最大?解:设花圃的宽为x 米,面积为S 平方米则长为:x x 4342432-=+-(米)则:)434(x x S -= x x 3442+-=4289)417(42+--=x ∵104340≤-<x∴2176<≤x∵6417<,∴S 与x 的二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当2176<≤x 内,S 随x 的增大而减小,∴当6=x 时,604289)4176(42m ax =+--=S (平方米)答:可设计成宽6米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大.[例3]:已知边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE (如图),其中AF=2,BF=1.试在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积. 解:设矩形PNDM 的边DN=x ,NP=y , 则矩形PNDM 的面积S=xy (2≤x≤4) 易知CN=4-x ,EM=4-y .过点B 作BH ⊥PN 于点H 则有△AFB ∽△BHP ∴PHBHBF AF =,即3412--=y x , ∴521+-=x y , x x xy S 5212+-==)42(≤≤x ,此二次函数的图象开口向下,对称轴为x=5, ∴当x≤5时,函数值y 随x 的增大而增大, 对于42≤≤x 来说,当x=4时,12454212=⨯+⨯-=最大S . 【评析】本题是一道代数几何综合题,把相似三角形与二次函数的知识有机的结合在一起,能很好考查学生的综合应用能力.同时,也给学生探索解题思路留下了思维空间.[例4]:某人定制了一批地砖,每块地砖(如图(1)所示)是边长为0.4米的正方形ABCD ,点E 、F 分别在边BC 和CD 上,△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 均由单一材料制成,制成△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 的三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,若将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影部分组成四边形EFGH .(1)判断图(2)中四边形EFGH 是何形状,并说明理由;(2)E 、F 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省? 解:(1) 四边形EFGH 是正方形.图(2)可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C 点按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的, 故CE =CF =CG .∴△CEF 是等腰直角三角形因此四边形EFGH 是正方形. (2)设CE =x , 则BE =0.4-x ,每块地砖的费用为y 元 那么:y =x ×30+×0.4×(0.4-x )×20+[0.16-x-×0.4×(0.4-x )×10])24.02.0(102+-=x x3.2)1.0(102+-=x )4.00(<<x当x =0.1时,y 有最小值,即费用为最省,此时CE =CF =0.1.答:当CE =CF =0.1米时,总费用最省.作业布置:1.(2008浙江台州)某人从地面垂直向上抛出一小球,小球的高度h (单位:米)与小球运动时间t (单位:秒)的函数关系式是,那么小球运动中的最大高度=最大h4.9米 .2.(2008庆阳市)兰州市“安居工程”新建成的一批楼房都是8层高,房子的价格y (元/平方米)随楼层数x (楼)的变化而变化(x =1,2,3,4,5,6,7,8);已知点(x ,y )都在一个二次函数的图像上,(如图所示),则6楼房子的价格为 元/平方米.提示:利用对称性,答案:2080.3.如图所示,在一个直角△MBN 的内部作一个长方形ABCD ,其中AB 和BC 分别在两直角边上,设AB =x m ,长方形的面积为y m 2,要使长方形的面积最大,其边长x 应为( D )A .424m B .6 m C .15 m D .25m 解:AB =x m ,AD=b ,长方形的面积为y m 2∵AD ∥BC ∴△MAD ∽△MBN∴MB MA BN AD =,即5512x b -=,)5(512x b -=)5(512)5(5122x x x x xb y --=-⋅==, 当5.2=x 时,y 有最大值.4.(2008湖北恩施)将一张边长为30㎝的正方形纸片的四角分别剪去一个边长为x㎝的小正方形,然后折叠成一个无盖的长方体.当x取下面哪个数值时,长方体的体积最大( C ) A .7 B .6 C .5 D .45.如图,铅球运动员掷铅球的高度y (m)与水平距离x (m)之间的函数关系式是:35321212++-=x x y ,则该运动员此次掷铅球的成绩是( D ) A .6 mB .12 mC .8 mD .10m解:令0=y ,则:02082=--x x 0)10)(2(=-+x x(图5) (图6) (图7)6.某幢建筑物,从10 m 高的窗口A ,用水管向外喷水,喷出的水流呈抛物线状(抛物线所在的平面与墙面垂直,如图6,如果抛物线的最高点M 离墙1 m ,离地面340m ,则水流落地点B 离墙的距离OB 是( B )A .2 mB .3 mC .4 mD .5 m解:顶点为)340,1(,设340)1(2+-=x a y ,将点)10,0(代入,310-=a 令0340)1(3102=+--=x y ,得:4)1(2=-x ,所以OB=37.(2007乌兰察布)小明在某次投篮中,球的运动路线是抛物线21 3.55y x =-+的一部分,如图7所示,若命中篮圈中心,则他与篮底的距离L 是( B ) A .4.6m B .4.5m C .4m D .3.5m8.某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上修建一个矩形花园ABCD ,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m 的栅栏围成.若设花园的宽为x(m) ,花园的面积为y(m²).(1)求y 与x 之间的函数关系,并写出自变量的取值范围;(2)根据(1)中求得的函数关系式,描述其图象的变化趋势;并结合题意判断当x 取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少?解:)240(x x y -=)20(22x x --=200)10(22+--=x∵152400≤-<x ∴205.12<≤x∵二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当205.12<≤x 内,y 随x 的增大而减小, ∴当5.12=x 时,5.187200)105.12(22m ax =+--=y (平方米)答:当5.12=x 米时花园的面积最大,最大面积是187.5平方米.9.如图,要建一个长方形养鸡场,鸡场的一边靠墙,如果用50 m 长的篱笆围成中间有一道篱笆隔墙的养鸡场,设它的长度为x 米.(1)要使鸡场面积最大,鸡场的长度应为多少m ? (2)如果中间有n (n 是大于1的整数)道篱笆隔墙,要使鸡场面积最大,鸡场的长应为多少米?比较(1)(2)的结果,你能得到什么结论?解:(1)∵长为x 米,则宽为350x-米,设面积为S 平方米. )50(313502x x x x S --=-⋅= 3625)25(312+--=x ∴当25=x 时,3625max =S (平方米)即:鸡场的长度为25米时,面积最大. (2) 中间有n 道篱笆,则宽为250+-n x米,设面积为S 平方米. 则:)50(212502x x n n x x S -+-=+-⋅= 2625)25(212++-+-=n x n∴当25=x 时,2625m ax +=n S (平方米) 由(1)(2)可知,无论中间有几道篱笆墙,要使面积最大,长都是25米. 即:使面积最大的x 值与中间有多少道隔墙无关.10.如图,矩形ABCD 的边AB=6 cm ,BC=8cm ,在BC 上取一点P ,在CD 边上取一点Q ,使∠APQ 成直角,设BP=x cm ,CQ=y cm ,试以x 为自变量,写出y 与x 的函数关系式.ABCD PQ解:∵∠APQ=90°, ∴∠APB+∠QPC=90°. ∵∠APB+∠BAP=90°,∴∠QPC=∠BAP ,∠B=∠C=90° .∴△ABP ∽△PCQ.,86,yxx CQ BP PC AB =-= ∴x x y 34612+-=.11.(2006年南京市)如图,在矩形ABCD 中,AB=2AD ,线段EF=10.在EF 上取一点M ,•分别以EM 、MF 为一边作矩形EMNH 、矩形MFGN ,使矩形MFGN ∽矩形ABCD .令MN=x ,当x 为何值时,矩形EMNH 的面积S 有最大值?最大值是多少? 解:∵矩形MFGN ∽矩形ABCD ∴MF=2MN =2x ∴ EM=10-2x ∴S=x (10-2x )=-2x 2+10x=-2(x-2.5)2+12.5 ∵1020<<x ,∴50<<x当x=2.5时,S 有最大值12.512.(2008四川内江)如图,小明的父亲在相距2米的两棵树间拴了一根绳子,给他做了一个简易的秋千,拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部刚好接触到绳子,则绳子的最低点距地面的距离为 0.5 米. 答案:如图所示建立直角坐标系则:设c ax y +=2将点)1,5.0(-,)5.2,1(代入,⎩⎨⎧+=+-⨯=ca c a 5.2)5.0(12,解得⎩⎨⎧==5.02c a 5.022+=x y 顶点)5.0,0(,最低点距地面0.5米.13.(2008黑龙江哈尔滨)小李想用篱笆围成一个周长为60米的矩形场地,矩形面积S(单位:平方米)随矩形一边长x(单位:米)的变化而变化.(1)求S 与x 之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围; (2)当x 是多少时,矩形场地面积S 最大?最大面积是多少? 解:(1)根据题意,得x x x xS 3022602+-=⋅-=自变量的取值范围是(2)∵01<-=a ,∴S 有最大值当时,答:当为15米时,才能使矩形场地面积最大,最大面积是225平方米.14.(2008年南宁市)随着绿城南宁近几年城市建设的快速发展,对花木的需求量逐年提高.某园林专业户计划投资种植花卉及树木,根据市场调查与预测,种植树木的利润与投资量成正比例关系,如图12-①所示;种植花卉的利润与投资量成二次函数关系,如图12-②所示(注:利润与投资量的单位:万元)(1)分别求出利润与关于投资量的函数关系式;(2)如果这位专业户以8万元资金投入种植花卉和树木,他至少获得多少利润?他能获取的最大利润是多少? 解:(1)设=,由图12-①所示,函数=的图像过(1,2),所以2=,故利润关于投资量的函数关系式是=;因为该抛物线的顶点是原点,所以设2y =,由图12-②所示,函数2y =的图像过(2,2),所以,故利润2y 关于投资量的函数关系式是2221x y =; (2)设这位专业户投入种植花卉万元(),则投入种植树木(x -8)万元,他获得的利润是万元,根据题意,得==+21y y +== ∵021>=a ∴当时,的最小值是14;∴他至少获得14万元的利润.因为,所以在对称轴2=x 的右侧, z 随x 的增大而增大所以,当8=x 时,z 的最大值为32.15.(08山东聊城)如图,把一张长10cm ,宽8cm 的矩形硬纸板的四周各剪去一个同样大小的正方形,再折合成一个无盖的长方体盒子(纸板的厚度忽略不计).(1)要使长方体盒子的底面积为48cm 2,那么剪去的正方形的边长为多少?(2)你感到折合而成的长方体盒子的侧面积会不会有更大的情况?如果有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;如果没有,请你说明理由;(3)如果把矩形硬纸板的四周分别剪去2个同样大小的正方形和2个同样形状、同样大小的矩形,然后折合成一个有盖的长方体盒子,是否有侧面积最大的情况;如果有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;如果没有,请你说明理由.解:(1)设正方形的边长为cm ,则.即.解得(不合题意,舍去),.剪去的正方形的边长为1cm .(2)有侧面积最大的情况.设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2,则与的函数关系式为:.即.改写为.当时,.即当剪去的正方形的边长为2.25cm 时, 长方体盒子的侧面积最大为40.5cm 2.(3)有侧面积最大的情况.设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2.若按图1所示的方法剪折, 则与的函数关系式为:x xx x y ⋅-⋅+-=22102)28(2 即.当时,.若按图2所示的方法剪折, 则与的函数关系式为:x xx x y ⋅-⋅+-=2282)210(2. 即.当时,.比较以上两种剪折方法可以看出,按图2所示的方法剪折得到的盒子侧面积最大,即当剪去的正方形的边长为cm 时,折成的有盖长方体盒子的侧面积最大,最大面积为cm 2.16.(08兰州)一座拱桥的轮廓是抛物线型(如图16所示),拱高6m ,跨度20m ,相邻两支柱间的距离均为5m .(1)将抛物线放在所给的直角坐标系中(如图17所示),求抛物线的解析式; (2)求支柱的长度;(3)拱桥下地平面是双向行车道(正中间是一条宽2m 的隔离带),其中的一条行车道能否并排行驶宽2m 、高3m 的三辆汽车(汽车间的间隔忽略不计)?请说明你的理由.解:(1)根据题目条件,的坐标分别是.设抛物线的解析式为,将的坐标代入,得 解得.深圳实验培训中心2009年暑期初二培训资料 姓名 月 日11 所以抛物线的表达式是.(2)可设,于是从而支柱的长度是米.(3)设是隔离带的宽,是三辆车的宽度和,则点坐标是. 过点作垂直交抛物线于, 则.根据抛物线的特点,可知一条行车道能并排行驶这样的三辆汽车.。