人教版 九年级数学讲义 二次函数的应用(含解析)
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第7讲二次函数的应用知识定位讲解用时:3分钟A、适用范围:人教版初三,基础一般B、知识点概述:本讲义主要用于人教版初三新课,本节课我们主要学习二次函数在实际问题以及几何图形中的应用,重点掌握常见的几类二次函数题型的分析过程和处理方法。
本节课的部分内容属于中考常考知识点,同时也是中考难点之一,需要同学们灵活运用二次函数解析式及图像性质解决实际问题、代数问题和几何问题。
知识梳理讲解用时:20分钟二次函数的应用题型(1)利润问题在商品经营活动中,经常会遇到求最大利润,最大销量等问题,解此类题的关键是通过题意,确定出二次函数的解析式,然后再通过配方的方式确定其最大值;实际问题中自变量x的取值要使实际问题有意义,因此在求二次函数的最值时,一定要注意自变量x的取值范围。
(2)几何图形中的最值问题几何图形中的二次函数问题常见的有:几何图形中面积的最值以及动态几何中的最值的讨论;求解二次函数与面积结合的问题时,基本方法上与利润最大化是相同的,也是通过配方的方式求解相关面积的最值,当然也需要注意自变量的取值范围;而与利润最大化问题不同的是,面积问题中可能会涉及到三角形、四边形或者圆等图形,也可能会出现动点与面积相结合的类型,变化较多。
课堂精讲精练【例题1】如图,用长为10米的篱笆,一面靠墙(墙的长度超过10米),围成一个矩形花圃,设矩形垂直于墙的一边长为x 米,花圃面积为S 平方米,则S 关于x 的函数解析式是 (不写定义域)。
【答案】S=﹣2x 2+10x【解析】本题考查了根据实际问题抽象出二次函数关系式,设平行于墙的一边为(10﹣2x )米,则垂直于墙的一边为x 米,根据题意得:S=x (10﹣2x )=﹣2x 2+10x 。
讲解用时:2分钟解题思路:根据题意分别表示出每条边的长度,然后根据矩形面积公式列出S 与x 的二次函数解析式即可。
教学建议:根据题意列出S 与x 的二次函数解析式即可。
难度:3 适应场景:当堂例题 例题来源:浦东新区一模 年份:2018【练习1】如图,隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长为12m ,宽为5m ,抛物线的最高点C 离路面AA 1的距离为8m ,过AA 1的中点O 建立如图所示的直角坐标系.则该抛物线的函数表达式为 。
【答案】y=121-x 2+8 【解析】本题考查了根据实际问题抽象出二次函数关系式,由题意可得,点C 的坐标为(0,8),点B 的坐标为(﹣6,5),设此抛物线的解析式为y=ax 2+8,5=a×(﹣6)2+8,解得a=121-, ∴此抛物线的解析式为y=121-x 2+8. 讲解用时:3分钟解题思路:根据题意可以得到抛物线的顶点C 的坐标和所经过的点B 的坐标,然后设出顶点式,即可求得该抛物线的解析式。
教学建议:利用二次函数的顶点式解答。
难度:3 适应场景:当堂练习 例题来源:城阳区一模 年份:2018【例题2】烟花厂为雁荡山旅游节特别设计制作一种新型礼炮,这种礼炮的升空高度h (m )与飞行时间t (s )的关系式是h=﹣25t 2+20t+1,若这种礼炮在点火升空到最高点处引爆,则从点火升空到引爆需要的时间为( )。
A .3sB .4sC .5sD .6s【答案】B【解析】本题考查二次函数应用中的“运动轨迹问题”,∴h=﹣25t 2+20t+1,∴h=﹣25(t ﹣4)2+41, ∴当t=4秒时,礼炮达到最高点爆炸,故选:B .讲解用时:3分钟解题思路:将一般式化为顶点式,由二次函数的性质就可以求出结论。
教学建议:注意将一般式化成顶点式,再根据题意解答。
难度:3 适应场景:当堂例题 例题来源:古冶区一模 年份:2017【练习2】烟花厂某种礼炮的升空高度h (m )与飞行时间t (s )间的关系是h=﹣2t 2+20t+1,若这种礼炮在点升空到最高处引爆,测从点升空到引爆需要的时间为 s 。
【答案】5【解析】本题考查二次函数应用中的“运动轨迹问题”,∴h=﹣2t 2+20t+1=﹣2(t ﹣5)2+51,∴当t=5时,礼炮升到最高点。
讲解用时:3分钟解题思路:将h 关于t 的函数关系式变形为顶点式,即可得出升到最高点的时间,从而得出结论。
教学建议:注意将一般式化成顶点式,再根据题意解答。
难度:3 适应场景:当堂练习例题来源:梁子湖区期末年份:2017秋【例题3】如图是一座抛物形拱桥,当水面的宽为12m时,拱顶离水面4m,当水面下降3m 时,水面的宽为m。
【答案】67【解析】此题主要考查了二次函数应用中的“拱桥问题”,以抛物线顶点为原点建立平面直角坐标系,设抛物线的解析式为y=ax2,∴点(6,﹣4)在函数图象上,∴﹣4=a×62,得a=,∴y=,当y=﹣7时,﹣7=,得,,∴当水面下降3m时,水面的宽为:m。
讲解用时:3分钟解题思路:根据题意可以建立相应的平面直角坐标系,求得抛物线的解析式,进而求得当水面下降3m时,水面的宽。
教学建议:建立合适的平面直角坐标系,求出相应的函数解析式,利用二次函数的性质解答。
难度:3 适应场景:当堂例题例题来源:秦淮区期末年份:2017秋【练习3】如图,拱门的地面宽度为200米,两侧距地面高150米处各有一个观光窗,两窗的水平距离为100米,则拱门的最大高度()。
A.100米B.150米C.200米D.300米【答案】C【解析】此题主要考查了二次函数应用中的“拱桥问题”,如图所示建立平面直角坐标系(以CD所在的直线为x轴,CD的垂直平分线为y轴建立直角坐标系),此时,抛物线与x轴的交点为C(﹣100,0),D(100,0),设这条抛物线的解析式为y=a(x﹣100)(x+100),∴抛物线经过点B(50,150),可得150=a(50﹣100)(50+100),解得a=﹣,∴y=﹣(x﹣100)(x+100),即抛物线的解析式为y=﹣x2+200,顶点坐标是(0,200),∴拱门的最大高度为200米,故选:C.讲解用时:8分钟解题思路:因为拱门是抛物线形,所以符合抛物线的性质,以CD的中垂线为y 轴,CD所在的直线为x轴,可列出含有未知量的抛物线解析式,由A、B的坐标可求出抛物线的解析式,然后就变成求抛物线的顶点坐标的问题。
教学建议:建立适当的坐标系,由待定系数法求出函数解析式,即可得出结果。
难度:4 适应场景:当堂练习例题来源:古冶区期末年份:2016秋【例题4】已知如图,用长为18m的篱笆(3AB+BC),围成矩形花圃,一面利用墙(墙足够长),则围成的矩形花圃ABCD的占地面积最大为m2。
【答案】27【解析】本题主要考查二次函数应用中的“面积最值问题”,设AB=x,则BC=18﹣3x,则围成的矩形花圃ABCD的面积为:S=x(18﹣3x)=﹣3x2+18x=﹣3(x2﹣6x)=﹣3(x﹣3)2+27,即围成的矩形花圃ABCD的占地面积最大为27m2.讲解用时:5分钟解题思路:首先表示出矩形的长与宽,进而利用二次函数最值求法得出答案。
教学建议:表示出矩形的长与宽,利用矩形面积公式求出函数解析式。
难度:3 适应场景:当堂例题例题来源:建昌县二模年份:2017【练习4】如图,利用成直角的墙角(墙足够长),用10m长的栅栏围成一个矩形的小花园,花园的面积S(m2)与它一边长a(m)的函数关系式是,面积S的最大值是。
【答案】S=﹣a2+10a,25【解析】本题主要考查二次函数应用中的“面积最值问题”,当矩形的一边长为am时,另一边的长度为(10﹣a)m,则矩形的面积S=a(10﹣a)=﹣a2+10a=﹣(a﹣5)2+25,∴当a=5时,矩形的面积取得最大值,最大值为25m2。
讲解用时:3分钟解题思路:由一边长为am知另一边的长度为(10﹣a)m,再根据矩形的面积公式得出函数解析式,将其配方成顶点式可得面积最大值。
教学建议:二次函数的最值问题归根结底考查配方法。
难度:3 适应场景:当堂练习例题来源:顺义区期末年份:2017秋【例题5】如图,排球运动员站在点O处练习发球,将球从D点正上方2m的A处发出,把球看成点,其运行的高度y(m)与运行的水平距离x(m)满足关系式y=a(x ﹣k)2+h,已知球与D点的水平距离为6m时,达到最高2.6m,球网与D点的水平距离为9m,高度为2.43m,球场的边界距O点的水平距离为18m,则下列判断正确的是()。
A.球不会过网B.球会过球网但不会出界C.球会过球网并会出界D.无法确定【答案】C【解析】此题主要考查了二次函数应用中的“抛球问题”,(1)∴球与O点的水平距离为6m时,达到最高2.6m,∴抛物线为y=a(x﹣6)2+2.6过点,∴抛物线y=a(x﹣6)2+2.6过点(0,2),∴2=a (0﹣6)2+2.6,解得:a=﹣601, 故y 与x 的关系式为:y=﹣601(x ﹣6)2+2.6, 当x=9时,y=﹣601(x ﹣6)2+2.6=2.45>2.43,所以球能过球网; 当y=0时,﹣601(x ﹣6)2+2.6=0,解得:x 1=6+2>18,x 2=6﹣2(舍去) 故会出界,故选:C .讲解用时:8分钟解题思路:利用球与O 点的水平距离为6m 时,达到最高2.6m ,可得k=6,h=2.6,由于球从O 点正上方2m 的A 处发出,将点(0,2)代入解析式求出函数解析式;利用当x=9时,y=﹣601(x ﹣6)2+2.6=2.45,当y=0时,﹣601(x ﹣6)2+2.6=0,分别得出即可。
教学建议:注意从已知题意中建立二次函数模型,提炼出相关的坐标信息,从而求解相关问题。
难度:4 适应场景:当堂例题 例题来源:沂水县一模 年份:2018 【练习5】如图,一场篮球赛中,篮球运动员跳起投篮,已知球出手时离地面高 2.2m ,与篮圈中心的水平距离为8m ,当球出手后水平距离为4m 时达到最大高度4m ,篮圈运行的轨迹为抛物线的一部分,篮圈中心距离地面3m ,运动员发现未投中,若假设出手的角度和力度都不变,要使此球恰好通过篮圈中心,运动员应该跳得( )。
A .比开始高0.8mB .比开始高0.4mC .比开始低0.8mD .比开始低0.4m【答案】A【解析】此题主要考查了二次函数应用中的“抛球问题”,由题意可得,运动员出手的位置距地面的高度应该与篮圈中心距地面的高度一样, ∴运动员出手的位置距地面的高度为3m ,∴3﹣2.2=0.8,∴要使此球恰好通过篮圈中心,运动员应该跳得比开始高0.8m,故选:A.讲解用时:3分钟解题思路:根据二次函数的图象具有对称性即可解答本题教学建议:利用二次函数图象的对称性解答。
难度:3 适应场景:当堂练习例题来源:江北区模拟年份:2017 【例题6】“白马服饰城”某服装柜的某款裤子每条的成本是50元,经市场调查发现,当销售单价是100元时,每天可以卖掉50条,每降低1元,可多卖5条。