類型一:利潤問題(2018年22題,2017年22題,2013年22題)
類型二:拋物線形問題(2022年23題,2012年23題)
類型三:幾何圖形面積問題(2015年22題)
類型一:利潤問題
求實際問題中二次函數(shù)的最值問題需注意:若頂點在已知給定的自變量取值范圍內(nèi),則二次函數(shù)在頂點處取最大值或最小值;若頂點不在已知給定的自變量取值范圍內(nèi),則根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)判斷所給自變量取值范圍的兩端點處對應的函數(shù)值大小,從而確定最值。
一.解答題(共9小題)
1.(2023?明光市一模)合肥市某公司投入40輛同型號汽車準備成立汽車租賃分公司.市運管所規(guī)定每輛汽車的日租金按10元的整數(shù)倍收取但不得超過250元.汽車租賃分公司試運營了一段時間后發(fā)現(xiàn)營運規(guī)律如下:當每輛汽車的日租金不超過150元時,40輛汽車可以全部租賃出去;當每輛汽車的日租金超過150元時,每增加10元,租賃出去的汽車數(shù)量將減少2輛.已知租賃出去的汽車每輛一天各項支出共需20元,沒有租賃出去的汽車每輛一天各項支出共需10元,另外公司每天還需支出的管理費及其他各項經(jīng)費共1800元.
(1)汽車租賃分公司正式運營的第一周實行優(yōu)惠活動,在40輛汽車能全部租出的前提下,要求保證每天總租金不低于總支出,則每輛汽車的日租金至少為多少元?
(2)每輛汽車的日租金定為多少元時,可使汽車租賃分公司每天的總利潤最大?這個最大利潤是多少?(總利潤=總租金﹣總支出)
【分析】(1)設每輛汽車的日租金為x元,根據(jù)“40輛汽車能全部租出,且每天總租金不低于總支出”,即可得出關(guān)于x的一元一次不等式組,解之即可得出x的取值范圍,再結(jié)合x為10的整數(shù)倍即可得出結(jié)論;
(2)設每輛汽車的日租金為m元,該汽車租賃公司一天總利潤為w元,分m≤150及m>150兩種情況考慮,當m≤150時,利用總利潤=總租金﹣總支出,即可得出w關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式,再利用一次函數(shù)的性質(zhì)即可找出w的最大值;當m>150時,每天可租出輛,利用總利潤=總租金﹣總支出,即可得出w關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式,再利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可找出w的最大值.再將兩個最大值比較后即可得出結(jié)論.
【解答】解:(1)設每輛汽車的日租金為x元,
依題意得:{x≤15040x≥20×40+1800,
解得:65≤x≤150,
又∵x為10的整數(shù)倍,
∴x的最小值為70.
答:每輛汽車的日租金至少為70元;
(2)設每輛汽車的日租金為m元,該汽車租賃公司一天總利潤為w元,
當m≤150時,w=40m﹣20×40﹣1800=40m﹣2600,
∵40>0,
∴w隨m的增大而增大,
∴當m=150時,w取得最大值,最大值=40×150﹣2600=3400(元);
當m>150時,每天可租出輛,


=,
∵,
∴當m=180時,w取得最大值,最大值為3580.
又∵3400<3580,
∴每輛汽車的日租金定為180元時,可使汽車租賃分公司每天的總利潤最大;這個最大利潤是3580元.
答:每輛汽車的日租金定為180元時,可使汽車租賃分公司每天的總利潤最大;這個最大利潤是3580元.
【點評】本題考查了一元一次不等式組的應用、一次函數(shù)的應用以及二次函數(shù)的應用,解題的關(guān)鍵是:(1)根據(jù)各數(shù)量之間的關(guān)系,正確列出一元一次不等式組;(2)分m≤150及m>150兩種情況,找出w關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式.
2.(2023?安慶一模)某公司生產(chǎn)的一種季節(jié)性產(chǎn)品,其單件成本與售價隨季節(jié)的變化而變化.據(jù)調(diào)查:
①該種產(chǎn)品一月份的單件成本為6.6元/件,且單件成本每月遞增0.2元/件;
②該種產(chǎn)品一月份的單件售價為5元/件,六月份的單件售價最高可達到10元/件,單件售價y(元/件)與時間x(月)的二次函數(shù)圖象如圖所示.
(1)求該產(chǎn)品在六月份的單件生產(chǎn)成本;
(2)該公司在哪個月生產(chǎn)并銷售該產(chǎn)品獲得的單件收益w最大?
(3)結(jié)合圖象,求在全年生產(chǎn)與銷售中一共有幾個月產(chǎn)品的單件收益不虧損?(注:單件收益=單件售價﹣單件成本)
【分析】(1)由題意,可列出式子求出六月份的單件生產(chǎn)成本;
(2)先求出單件成本的函數(shù)(題意)和單件售價的函數(shù)(待定系數(shù)法),從而表示出單件收益W,進而由二次函數(shù)的性質(zhì)求出結(jié)果;
(3)由題意列出W>0解出x的范圍,進而得出全年生產(chǎn)與銷售中一共有幾個月產(chǎn)品的單件收益不虧損.
【解答】解析:(1)由題意知:該種產(chǎn)品的單件成本n與月份x之間的關(guān)系滿足:n=0.2x+b,
當x=1時,n=6.6,可得b=6.4.
∴六月份的單件生產(chǎn)成本為:0.2×6+6.4=7.6(元/件);
答L該產(chǎn)品在六月份的單件生產(chǎn)成本為7.6元/件.
(2)設單件售價y與月份x之間的函數(shù)關(guān)系式為:y=a(x﹣6)2+10,
∵x=1時,y=5,
∴a(1﹣6)2+10=5,解得:.
所以單件收益,
配方得:w=,
∴當x=5或6時,w值最大,
答:該企業(yè)在5月份或6月份生產(chǎn)并銷售該產(chǎn)品獲得的單件收益最大;
(3)單件收益不虧損需滿足:,
由,得(x﹣2)(x﹣9)=0,即x=2或x=9,
結(jié)合圖象可知:當x=2,3,4,5,6,7,8,9時,w≥0,
即全年一共有8個月單件收益不虧損.
答:求在全年生產(chǎn)與銷售中一共有8個月產(chǎn)品的單件收益不虧損.
【點評】本題主要考查了二次函數(shù)的應用,解題的關(guān)鍵是理解題意,學會構(gòu)建方程或函數(shù)解決問題,屬于中考??碱}型.
3.(2023?蜀山區(qū)校級一模)某快餐店給顧客提供A,B兩種套餐.套餐A每份利潤8元,每天能賣90份;套餐B每份利潤10元,每天能賣70份.若每份套餐A價格提高1元,每天少賣出4份;每份套餐B價格提高1元,每天少賣出2份.(注:兩種套餐的成本不變)
(1)若每份套餐價格提高了x元,求銷售套餐A,B每天的總利潤wA元,wB元與x之間的函數(shù)關(guān)系式;
(2)物件部門規(guī)定這兩種套餐提高的價格之和為10元,問套餐A提高多少元時,這兩種套餐每天利潤之和最大?
【分析】(1)根據(jù)每份A或B的利潤×銷售量=每天銷售的A套餐或B套餐的利潤列出函數(shù)解析式即可;
(2)根據(jù)每天的總利潤=A,B套餐的利潤之和列出函數(shù)解析式,由函數(shù)的性質(zhì)求最值.
【解答】解:(1)根據(jù)題意得:wA=(8+x)×(90﹣4x)=﹣4x2+58x+720;
wB=(10+x)(70﹣2x)=﹣2x2+50x+700;
∴銷售套餐A總利潤wA元與x之間的函數(shù)關(guān)系式為wA=﹣4x2+58x+720;銷售套餐B總利潤wB元與x之間的函數(shù)關(guān)系式為wB=﹣2x2+50x+700;
(2)設每份套餐A提高x元,每份套餐B提高(10﹣x)元,兩種套餐每天利潤之和為w元,
根據(jù)題意得:w=wA+wB
=﹣4x2+58x+720﹣2(10﹣x)2+50(10﹣x)+700
=﹣4x2+58x+720﹣200+40x﹣2x2+500﹣50x+700
=﹣6x2+48x+1720
=﹣6(x﹣4)2+1816,
∵﹣6<0,
∴當x=4時,w有最大值,最大值為1816,
答:套餐A提高4元時,這兩種套餐每天利潤之和最大.
【點評】本題考查二次函數(shù)的應用,關(guān)鍵是找到等量關(guān)系列出函數(shù)解析式.
4.(2023?蚌山區(qū)校級二模)某水果店一種水果的日銷售量y(千克)與銷售價格x(元/千克)滿足一次函數(shù)關(guān)系,部分數(shù)據(jù)如表.
(1)求這種水果日銷售量y與銷售價格x之間的函數(shù)關(guān)系式;
(2)若將這種水果每千克的價格限定在6元~12元的范圍,求這種水果日銷售量的范圍;
(3)已知這種水果購進的價格為4元/千克,求這種水果在日銷售量不超過10千克的條件下可獲得的最大毛利潤.(假設:毛利潤=銷售額﹣購進成本)
【分析】(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),用待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式;
(2)根據(jù)(1)中函數(shù)解析式的性質(zhì)求出y的取值范圍;
(3)設毛利潤為w元,根據(jù)毛利潤=銷售額﹣購進成本列出函數(shù)解析式,利用函數(shù)的性質(zhì)求最值.
【解答】解:(1)設這種水果日銷售量y與銷售價格x之間的函數(shù)關(guān)系式為y=kx+b(k≠0),
把x=6,y=20;x=8,y=18代入解析式,
則,
解得,
∴這種水果日銷售量y與銷售價格x之間的函數(shù)關(guān)系式為y=﹣x+26;
(2)當x=6時,y=﹣6+26=20,
當x=12時,y=﹣12+26=14,
∵在y=﹣x+26中,﹣1<0,
∴y隨x的增大而減小,
∴14≤y≤20,
∴這種水果每千克的價格限定在6元~12元的范圍時,這種水果日銷售量的范圍為14千克~20千克;
(3)設毛利潤為w元,
根據(jù)題意得:w=x(﹣x+26)﹣4(﹣x+26)=﹣x2+30x﹣104=﹣(x﹣15)2+121,
∵這種水果在日銷售量不超過10千克,
∴﹣x+26≤10,
解得x≥16,
∵﹣1<0,
∴當x>15時,y隨x的增大而減小,
∴當x=16時,y有最大值,最大值為120元,
答:最大毛利潤為120元.
【點評】本題考查了二次函數(shù)的應用和待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式,關(guān)鍵是求出函數(shù)解析式.
5.(2023春?蕭縣月考)某景區(qū)商店銷售一種紀念品,每件的進貨價為40元.經(jīng)市場調(diào)研,當該紀念品每件的銷售價為50元時,每天可銷售200件;當每件的銷售價每增加1元,每天的銷售數(shù)量將減少10件.
(1)當每件的銷售價為52元時,該紀念品每天的銷售數(shù)量為 180 件;
(2)物價部門規(guī)定,該紀念品每件的利潤不允許高于進貨價的35%,當每件的銷售價x為多少時,銷售該紀念品每天獲得的利潤y最大?并求出最大利潤.
【分析】(1)根據(jù)“當每件的銷售價每增加1元,每天的銷售數(shù)量將減少10件”即可解答;
(2)根據(jù)等量關(guān)系“利潤=(售價﹣進價)×銷量”列出函數(shù)關(guān)系式,再根據(jù)該紀念品每件的利潤不允許高于進貨價的35%求出x的取值范圍,由二次函數(shù)的性質(zhì)即可解答.
【解答】解:(1)由題意得:200﹣10×(52﹣50)=200﹣20=180(件),
故答案為:180;
(2)由題意得:
y=(x﹣40)[200﹣10(x﹣50)]
=﹣10x2+1100x﹣28000
=﹣10(x﹣55)2+2250,
∵﹣10<0,
∴當x<55時,y隨x的增大而增大,
∵該紀念品每件的利潤不允許高于進貨價的35%,
∴≤35%,
解得x≤54,
∴當x=54時,y最大,最大值為2240,
答:當每件的銷售價x為54元時,銷售該紀念品每天獲得的利潤y最大,最大利潤2240元.
【點評】此題主要考查了二次函數(shù)的應用,根據(jù)已知得出二次函數(shù)的最值是中考中考查重點,同學們應重點掌握.
6.(2023?懷寧縣一模)懷寧縣為了“創(chuàng)建文明城市,建設美麗家園”,某社區(qū)將轄區(qū)內(nèi)的一塊面積為1000m2的空地進行綠化,一部分種草,剩余部分栽花.設種草部分的面積為x(m2),種草所需費用y1(元)與x(m2)的函數(shù)解析式為y1=;栽花所需費用y2(元)與x(m2)的函數(shù)關(guān)系式為y2=﹣0.01x2﹣32x+33400(0≤x≤1000).
(1)設這塊1000m2空地的綠化總費用為W(元),請利用W與x的函數(shù)關(guān)系式,幫社區(qū)求出W的最大值;
(2)若種草部分的面積不少于700m2,栽花部分的面積不少于200m2,請求出W的最小值.
【分析】(1)分0≤x<600和600≤x≤1000兩種情況,根據(jù)“綠化總費用=種草所需總費用+種花所需總費用”列出函數(shù)解析式,結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)可得答案;
(2)先根據(jù)種草部分的面積不少于700m2,栽花部分的面積不少于200m2,求出x的取值范圍,然后根據(jù)函數(shù)解析式以及函數(shù)的性質(zhì)求最值.
【解答】解:(1)①當0≤x<600時,
W=40x+(﹣0.01x2﹣32x+33400)=﹣0.01x2+8x+33400=﹣0.01(x﹣400)2+35000,
∵﹣0.01<0,
∴當x=400時,W最大值,最大值為35000;
②當600≤x≤1000時,
W=30x+3200+(﹣0.01x2﹣32x+33400)=﹣0.01x2﹣2x+36600=﹣0.01(x+100)2+36700,
∵﹣0.01<0,
∴當600≤x≤1000時,W隨x的增大而減小,
∴當x=600時,W最大,最大值為31800,
∵31800<35000,
∴W的最大值為35000元;
(2)由題意,得 1000﹣x≥200,
解得x≤800,
又∵x≥700,
∴700≤x≤800,
此時W=﹣0.01x2﹣2x+36600,
∴當700≤x≤800時,W隨x的增大而減小,
∴當x=800時,W取得最小值,最小值為28600元.
答:W的最小值28600元.
【點評】本題主要考查二次函數(shù)的應用,掌握分類討論依據(jù)相等關(guān)系列出函數(shù)解析式是解題的關(guān)鍵.
7.(2013?安徽)某大學生利用暑假40天社會實踐參與了一家網(wǎng)店的經(jīng)營,了解到一種成本為20元/件的新型商品在第x天銷售的相關(guān)信息如表所示.
(1)請計算第幾天該商品的銷售單價為35元/件?
(2)求該網(wǎng)店第x天獲得的利潤y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式;
(3)這40天中該網(wǎng)店第幾天獲得的利潤最大?最大的利潤是多少?
【分析】(1)在每個x的取值范圍內(nèi),令q=35,分別解出x的值即可;
(2)利用利潤=售價﹣成本,分別求出在1≤x≤20和21≤x≤40時,y與x的函數(shù)關(guān)系式;
(3)當1≤x≤20時,y=﹣x2+15x+500=﹣(x﹣15)2+612.5,求出一個最大值y1,當21≤x≤40時,求出一個最大值y2,然后比較兩者的大?。?br>【解答】解:(1)當1≤x≤20時,令30+x=35,得x=10,
當21≤x≤40時,令20+=35,得x=35,經(jīng)檢驗得x=35是原方程的解且符合題意
即第10天或者第35天該商品的銷售單價為35元/件.
(2)當1≤x≤20時,y=(30+x﹣20)(50﹣x)=﹣x2+15x+500,
當21≤x≤40時,y=(20+﹣20)(50﹣x)=﹣525,
即y=,
(3)當1≤x≤20時,y=﹣x2+15x+500=﹣(x﹣15)2+612.5,
∵﹣<0,
∴當x=15時,y有最大值y1,且y1=612.5,
當21≤x≤40時,∵26250>0,
∴隨x的增大而減小,
當x=21時,最大,
于是,x=21時,y=﹣525有最大值y2,且y2=﹣525=725,
∵y1<y2,
∴這40天中第21天時該網(wǎng)店獲得利潤最大,最大利潤為725元.
【點評】本題主要考查二次函數(shù)的應用的知識點,解答本題的關(guān)鍵是熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)和反比例函數(shù)的性質(zhì)以及最值得求法,此題難度不大.
8.(2023?懷遠縣二模)某網(wǎng)店銷售一種兒童玩具,進價為每件30元,物價部規(guī)定每件兒童玩具的銷售利潤不高于進價的50%.在銷售過程中發(fā)現(xiàn):當銷售單價為35元時,每天可售出350件,若銷售單價每提高5元,則每天銷售量減少50件.設銷售單價為x元(銷售單價不低于35元)
(1)求這種兒童玩具每天獲得的利潤w(元)與銷售單價x(元)之間的函數(shù)表達式;
(2)當銷售單價為多少元時,該網(wǎng)店銷售這種兒童玩具每天獲得的利潤最大,最大利潤是多少元?
【分析】(1)根據(jù)兒童玩具進價為每件30元,每件兒童玩具的銷售利潤不高于進價的50%,求出x的取值范圍;根據(jù)總利潤=每件利潤×銷售量列出函數(shù)解析式;
(2)根據(jù)(1)中解析式,由函數(shù)的性質(zhì)和x的取值范圍求出最大值.
【解答】解:(1)∵x≤30×(1+50%)=45,
∴x≤45,
當x=45時,每天的銷售量為350﹣50×=250(件),
∴當這種兒童玩具以每件最高價出售時,每天的銷售量為250件;
根據(jù)題意得,w=(350﹣×50)(x﹣30)=(﹣10x+700)(x﹣30)=﹣10x2+1000x﹣21000,
∴這種兒童玩具每天獲得的利潤w(元)與銷售單價x(元)之間的函數(shù)表達式為
w=﹣10x2+1000x﹣21000;
(2)∵w=﹣10x2+1000x﹣21000=﹣10(x﹣50)2+4000,
∵a=﹣10<0,對稱軸x=50,
∵x≤45,
∴當x=45時,w最大=﹣10×(45﹣50)2+4000=3750,
答:當銷售單價為45元時,該網(wǎng)店銷售這種兒童玩具每天獲得的利潤最大,最大利潤是3750元.
【點評】本題考查二次函數(shù)的實際應用,解題的關(guān)鍵是明確題意,找出所求問題需要的條件.
9.(2018?安徽)小明大學畢業(yè)回家鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè),第一期培植盆景與花卉各50盆.售后統(tǒng)計,盆景的平均每盆利潤是160元,花卉的平均每盆利潤是19元.調(diào)研發(fā)現(xiàn):
①盆景每增加1盆,盆景的平均每盆利潤減少2元;每減少1盆,盆景的平均每盆利潤增加2元;
②花卉的平均每盆利潤始終不變.
小明計劃第二期培植盆景與花卉共100盆,設培植的盆景比第一期增加x盆,第二期盆景與花卉售完后的利潤分別為w1,w2(單位:元).
(1)用含x的代數(shù)式分別表示w1,w2;
(2)當x取何值時,第二期培植的盆景與花卉售完后獲得的總利潤w最大,最大總利潤是多少?
【分析】(1)設培植的盆景比第一期增加x盆,則第二期盆景有(50+x)盆,花卉有(50﹣x)盆,根據(jù)“總利潤=盆數(shù)×每盆的利潤”可得函數(shù)解析式;
(2)將盆景的利潤加上花卉的利潤可得總利潤關(guān)于x的函數(shù)解析式,配方成頂點式,利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解可得.
【解答】解:(1)設培植的盆景比第一期增加x盆,
則第二期盆景有(50+x)盆,花卉有(50﹣x)盆,
所以w1=(50+x)(160﹣2x)=﹣2x2+60x+8000,
w2=19(50﹣x)=﹣19x+950;
(2)根據(jù)題意,得:
w=w1+w2
=﹣2x2+60x+8000﹣19x+950
=﹣2x2+41x+8950
=﹣2(x﹣)2+,
∵﹣2<0,且x為整數(shù),
∴當x=10時,w最大值為9160,
當x=11時,w最大值為9159,
9159<9160,
∴當x=10時,w取得最大值,最大值為9160,
答:當x=10時,第二期培植的盆景與花卉售完后獲得的總利潤w最大,最大總利潤是9160元.
【點評】本題主要考查二次函數(shù)的應用,解題的關(guān)鍵是理解題意,找到題目蘊含的相等關(guān)系,據(jù)此列出函數(shù)解析式及二次函數(shù)的性質(zhì).
類型二:拋物線形問題
一.解答題(共10小題)
1.(2023?安徽二模)某校為了豐富校園生活,提高學生身體素質(zhì)特舉行定點投籃比賽.某學生站在與籃框水平距離6米的A處進行定點站立投籃比賽,學校利用激光跟蹤測高儀測量籃球運動中的高度.已知籃圈中心B到地面的距離為3.05米,籃球每一次投出時離地面的距離都為2.05米.圖中所示拋物線的一部分是某次投籃訓練中籃球飛行的部分軌跡,當籃球與籃框水平距離為3米時離地面最高,最大高度為3.55米.
(1)建立如圖所示的直角坐標系,求拋物線的表達式;
(2)判斷本次訓練籃球能否直接投中籃圈中心B?若能,請說明理由;若不能,那么在保持投籃力度和方向(即籃球飛行的拋物線形狀不變)的情況下,求該球員只要向前或向后移動多少米,就能使籃球直接投中籃圈中心B.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)先根據(jù)對稱軸求出原拋物線與y軸的交點,即可判斷出本次訓練不能投中籃圈中心;設移動后的拋物線的表達式為,把B(0,3.05)代入求出h的值即可得到答案.
【解答】解:(1)由題意得,拋物線的頂點坐標是(﹣3,3.55),
設拋物線的表達式為y=a(x+3)2+3.55,
∵點(﹣6,2.05)在拋物線上,
∴a(﹣6+3)2+3.55=2.05,
解得,
∴拋物線的表達式為;
(2)由(1)可知拋物線的對稱軸為直線x=﹣3,
∵點(﹣6,2.05)在拋物線上,
∴拋物線與y軸的交點為(0,2.05),
∵籃圈中心B坐標為(0,3.05),
∴本次訓練不能投中,
設移動后的拋物線的表達式為,
∵籃球要直接投中籃圈中心B(0,3.05),
∴,
解得,(舍去),
∵.
∴,
∴該球員只要向前移動米.
【點評】本題主要考查了二次函數(shù)的實際應用,正確求出對應的函數(shù)關(guān)系式是解題的關(guān)鍵.
2.(2012?安徽)如圖,排球運動員站在點O處練習發(fā)球,將球從O點正上方2m的A處發(fā)出,把球看成點,其運行的高度y(m)與運行的水平距離x(m)滿足關(guān)系式y(tǒng)=a(x﹣6)2+h.已知球網(wǎng)與O點的水平距離為9m,高度為2.43m,球場的邊界距O點的水平距離為18m.
(1)當h=2.6時,求y與x的關(guān)系式(不要求寫出自變量x的取值范圍)
(2)當h=2.6時,球能否越過球網(wǎng)?球會不會出界?請說明理由;
(3)若球一定能越過球網(wǎng),又不出邊界,求h的取值范圍.
【分析】(1)利用h=2.6將點(0,2),代入解析式求出即可;
(2)利用當x=9時,y=﹣(x﹣6)2+2.6=2.45,當y=0時,,分別得出即可;
(3)根據(jù)當球正好過點(18,0)時,拋物線y=a(x﹣6)2+h還過點(0,2),以及當球剛能過網(wǎng),此時函數(shù)解析式過(9,2.43),拋物線y=a(x﹣6)2+h還過點(0,2)時分別得出h的取值范圍,或根據(jù)不等式即可得出答案.
【解答】解:(1)∵h=2.6,球從O點正上方2m的A處發(fā)出,
∴拋物線y=a(x﹣6)2+h過點(0,2),
∴2=a(0﹣6)2+2.6,
解得:a=﹣,
故y與x的關(guān)系式為:y=﹣(x﹣6)2+2.6,
(2)當x=9時,y=﹣(x﹣6)2+2.6=2.45>2.43,
所以球能過球網(wǎng);
當y=0時,,
解得:x1=6+2>18,x2=6﹣2(舍去)
故會出界;
(3)當球正好過點(18,0)時,拋物線y=a(x﹣6)2+h還過點(0,2),代入解析式得:
,
解得:,
此時二次函數(shù)解析式為:y=﹣(x﹣6)2+,
此時球若不出邊界h≥,
當球剛能過網(wǎng),此時函數(shù)解析式過(9,2.43),拋物線y=a(x﹣6)2+h還過點(0,2),代入解析式得:
,
解得:,
此時球要過網(wǎng)h≥,
故若球一定能越過球網(wǎng),又不出邊界,h的取值范圍是:h≥.
解法二:y=a(x﹣6)2+h過點(0,2)點,代入解析式得:
2=36a+h,
若球越過球網(wǎng),則當x=9時,y>2.43,即9a+h>2.43,
解得h>
球若不出邊界,則當x=18時,y≤0,解得h≥.
故若球一定能越過球網(wǎng),又不出邊界,h的取值范圍是:h≥.
【點評】此題主要考查了二次函數(shù)的應用題,求范圍的問題,可以利用臨界點法求出自變量的值,再根據(jù)題意確定范圍.
3.(2023?鳳陽縣二模)如圖是某隧道截面示意圖,它是由拋物線和長方形構(gòu)成,已知OA=12米,OB=4米,拋物線頂點D到地面OA的垂直距離為10米,以OA所在直線為x軸,以OB所在直線為y軸建立直角坐標系.
(1)求拋物線的解析式;
(2)一輛特殊貨運汽車載著一個長方體集裝箱,集裝箱寬為4米,最高處與地面距離為6米,隧道內(nèi)設雙向行車道,雙向行車道間隔距離為2米,交通部門規(guī)定,車載貨物頂部距離隧道壁的豎直距離不少于0.5米,才能安全通行,問這輛特殊貨車能否安全通過隧道?
【分析】(1)拋物線頂點坐標為D(6,10),設拋物線的解析式為y=a(x﹣6)2+10,把點B的坐標代入即可,
(2)由圖象結(jié)合題意可知,集裝箱與隧道最接近的位置在此坐標系中的縱坐標為x=6.25+4,代入(1)所得解析式,判斷是夠大于6.5即可.
【解答】解:(1)根據(jù)題意,頂點D的坐標為(6,10),點B的坐標為(0,4),
設拋物線的解析式為y=a(x﹣6)2+10,
把點B(0,4)代入得:36a+10=4,
解得:a=﹣,
即所求拋物線的解析式為:y=﹣(x﹣6)2+10;
(2)根據(jù)題意,當x=7+4=11時,
y=﹣(11﹣6)2+10=<6.5,
∴能安全通過隧道,
答:這輛特殊貨車能安全通過隧道.
【點評】本題考查了二次函數(shù)的應用,解題的關(guān)鍵是分析題意并結(jié)合圖象列式求解,難度較大,綜合程度較高.
4.(2023?全椒縣模擬)如圖(1),一塊鋼板余料截面的兩邊為線段OA,OB,另一邊曲線ACB為拋物線的一部分,其中C點為拋物線的頂點,CD⊥OA于D,以OA邊所在直線為x軸,OB邊所在直線為y軸,建立平面直角坐標系xOy,規(guī)定一個單位代表1米.已知OD=1米,DA=2米,CD=4米.
(1)求曲線ACB所在拋物線的函數(shù)表達式;
(2)若在該鋼板余料中截取一個一邊長為3米的矩形,設該矩形的另一邊長為h米,求h的取值范圍;
(3)如圖(2),若在該鋼板余料中截取一個△PBD,其中點P在拋物線ACB上,記△PBD的面積為S,求S的最大值.
【分析】(1)由OD=1米,CD=4米,設曲線ACB所在拋物線的函數(shù)表示式為y=a(x﹣1)2﹣4,將A(3,0),代入可得答案;
(2)在y=(x﹣1)2﹣4中,得B(0,﹣3),若在該鋼板余料中截取其中一個邊長為3米的矩形,則OB必為此矩形的一邊,點B關(guān)于CD所在直線的對稱點B'一定在拋物線y=(x﹣1)2﹣4上,根據(jù)拋物線y=(x﹣1)2﹣4的對稱軸為直線x=1,即可得該矩形的另一邊長h的取值范圍為0<h≤2;
(3)設P(m,m2﹣2m﹣3),設直線BP的函數(shù)表達式為y=kx﹣3,將P(m,m2﹣2m﹣3)代入得直線BP的函數(shù)表達式為y=(m﹣2)x﹣3,設對稱軸x=1與直線BP的交點為E,可得E(1,m﹣5),DE=5﹣m,故S=m(5﹣m)=﹣(m﹣)2+,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)可得答案.
【解答】解:(1)∵C點為拋物線ACB的頂點,CD⊥OA于D,
∴CD所在直線為拋物線ACB的對稱軸,
由OD=1米,CD=4米,設曲線ACB所在拋物線的函數(shù)表示式為y=a(x﹣1)2﹣4,
∵DA=2米,
∴OA=3米,A(3,0),
∴a(3﹣1)2﹣4=0,
解得a=1,
∴曲線ACB所在拋物線的函數(shù)表達式y(tǒng)=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3;
(2)在y=(x﹣1)2﹣4中,令x=0,得y=(0﹣1)2﹣4=﹣3,
∴B(0,﹣3),
∴OA=OB=3米,
若在該鋼板余料中截取其中一個邊長為3米的矩形,則OB必為此矩形的一邊,點B關(guān)于CD所在直線的對稱點B'一定在拋物線y=(x﹣1)2﹣4上,
∵拋物線y=(x﹣1)2﹣4的對稱軸為直線x=1,
∴BB'=2,
∴該矩形的另一邊長h的取值范圍為0<h≤2;
(3∵拋物線y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3,
∴B(0,﹣3).
設P(m,m2﹣2m﹣3),
設直線BP的函數(shù)表達式為y=kx﹣3,將P(m,m2﹣2m﹣3)代入得:
km﹣3=m2﹣2m﹣3,
解得k=m﹣2,
∴直線BP的函數(shù)表達式為y=(m﹣2)x﹣3,
設對稱軸x=1與直線BP的交點為E,
在y=(m﹣2)x﹣3中,令x=1得y=m﹣5,
∴E(1,m﹣5),
∴DE=5﹣m,
∴S=m(5﹣m)=﹣(m﹣)2+,
∵﹣<0,
∴當m=時,S取最大值,最大值為.
∴S的最大值為.
【點評】本題考查二次函數(shù)的應用,解題的關(guān)鍵是讀懂題意,求出二次函數(shù)的解析式.
5.(2022?安徽)如圖1,隧道截面由拋物線的一部分AED和矩形ABCD構(gòu)成,矩形的一邊BC為12米,另一邊AB為2米.以BC所在的直線為x軸,線段BC的垂直平分線為y軸,建立平面直角坐標系xOy,規(guī)定一個單位長度代表1米.E(0,8)是拋物線的頂點.
(1)求此拋物線對應的函數(shù)表達式;
(2)在隧道截面內(nèi)(含邊界)修建“”型或“”型柵欄,如圖2、圖3中粗線段所示,點P1,P4在x軸上,MN與矩形P1P2P3P4的一邊平行且相等.柵欄總長l為圖中粗線段P1P2,P2P3,P3P4,MN長度之和,請解決以下問題:
(?。┬藿ㄒ粋€“”型柵欄,如圖2,點P2,P3在拋物線AED上.設點P1的橫坐標為m(0<m≤6),求柵欄總長l與m之間的函數(shù)表達式和l的最大值;
(ⅱ)現(xiàn)修建一個總長為18的柵欄,有如圖3所示的“”型和“”型兩種設計方案,請你從中選擇一種,求出該方案下矩形P1P2P3P4面積的最大值,及取最大值時點P1的橫坐標的取值范圍(P1在P4右側(cè)).
【分析】(1)通過分析A點坐標,利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;
(2)(?。┙Y(jié)合矩形性質(zhì)分析得出P2的坐標為(m,﹣m2+8),然后列出函數(shù)關(guān)系式,利用二次函數(shù)的性質(zhì)分析最值;
(ⅱ)設P2P1=n,分別表示出方案一和方案二的矩形面積,利用二次函數(shù)的性質(zhì)分析最值,從而利用數(shù)形結(jié)合思想確定取值范圍.
【解答】解:(1)由題意可得:A(﹣6,2),D(6,2),
又∵E(0,8)是拋物線的頂點,
設拋物線對應的函數(shù)表達式為y=ax2+8,將A(﹣6,2)代入,
(﹣6)2a+8=2,
解得:a=﹣,
∴拋物線對應的函數(shù)表達式為y=﹣x2+8;
(2)(?。唿cP1的橫坐標為m(0<m≤6),且四邊形P1P2P3P4為矩形,點P2,P3在拋物線AED上,
∴P2的坐標為(m,﹣m2+8),
∴P1P2=P3P4=MN=﹣m2+8,P2P3=2m,
∴l(xiāng)=3(﹣m2+8)+2m=﹣m2+2m+24=﹣(m﹣2)2+26,
∵﹣<0,
∴當m=2時,l有最大值為26,
即柵欄總長l與m之間的函數(shù)表達式為l=﹣m2+2m+24,l的最大值為26;
(ⅱ)方案一:設P2P1=n,則P2P3=18﹣3n,
∴矩形P1P2P3P4面積為(18﹣3n)n=﹣3n2+18n=﹣3(n﹣3)2+27,
∵﹣3<0,
∴當n=3時,矩形面積有最大值為27,
此時P2P1=3,P2P3=9,
令﹣x2+8=3,
解得:x=±,
∴此時P1的橫坐標的取值范圍為﹣+9≤x≤,
方案二:設P2P1=n,則P2P3==9﹣n,
∴矩形P1P2P3P4面積為(9﹣n)n=﹣n2+9n=﹣(n﹣)2+,
∵﹣1<0,
∴當n=時,矩形面積有最大值為,
此時P2P1=,P2P3=,
令﹣x2+8=,
解得:x=±,
∴此時P1的橫坐標的取值范圍為﹣+≤x≤.
【點評】本題考查二次函數(shù)的應用,掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,準確識圖,確定關(guān)鍵點的坐標,利用數(shù)形結(jié)合思想解題是關(guān)鍵.
6.(2023?蕪湖模擬)某大型樂園包含多項主題演出與游樂項目,其中過山車“沖上云霄”是其經(jīng)典項目之一.如圖所示,A→B→C為過山車“沖上云霄”的一部分軌道(B為軌道最低點),它可以看成一段拋物線.其中米,米(軌道厚度忽略不計).
(1)求拋物線A→B→C的函數(shù)關(guān)系式;
(2)在軌道距離地面5米處有兩個位置P和C,當過山車運動到C處時,又進入下坡段C→E(接口處軌道忽略不計).已知軌道拋物線C→E→F的大小形狀與拋物線A→B→C完全相同,求OE的長度;
(3)現(xiàn)需要對軌道下坡段A→B進行安全加固,架設某種材料的水平支架和豎直支架GD、GM、HI、HN,且要求OM=MN.如何設計支架,可使得所需用料最少?最少需要材料多少米?
【分析】(1)用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式即可;
(2)先求出P,C坐標,再求出PC長度,通過拋物線C→E→F的形狀與拋物線A→B→C完全相同,平移長度為PC,可得拋物線C→E→F解析式,可得結(jié)論;
(3)先設出M,N橫坐標,再代入解析式,分別求出G,H的縱坐標,然后求出GD、GM、HI、HN之和的最小值,從而求出最少所需材料.
【解答】解:(1)由圖象可設拋物線解析式為:y=a(x﹣)2,
把A(0,)代入,得:=a(0﹣)2,
解得:a=,
∴拋物線A→B→C的函數(shù)關(guān)系式為y=(x﹣)2;
(2)當y=5時,5=(x﹣)2,
解得:x1=,x2=,
∴P(,5),C(,5),
∴PC==10,
∵拋物線C→E→F的形狀與拋物線A→B→C完全相同,
∴拋物線C→E→F由拋物線A→B→C右平移PC個單位,
∴拋物線C→E→F為:y=,
當y=0時,x=,
∴OE=;
(3)設OM=MN=m,M(m,0),N(2m,0),
yG=,yH=,
∴l(xiāng)=GD+GM+HI+HN=m+=m2﹣12m+=(m﹣6)2+,
∵a=1>0,
∴開口向上,
∴當m=6時,l最短,最短為米,
即當OM=MN=6時用料最少,最少需要材料米.
【點評】本題考查二次函數(shù)的應用以及平移的性質(zhì),關(guān)鍵用拋物線的性質(zhì)解決實際問題.
7.(2023?亳州二模)如圖1,灌溉車沿著平行于綠化帶底部邊線的方向行駛,為綠化帶澆水.噴水口H離地豎直高度為hm,如圖2,可以把灌溉車噴出水的上、下邊緣抽象為平面直角坐標系中兩條拋物線的部分圖象.把綠化帶橫截面抽象為矩形DEFG.下邊緣拋物線是由上邊緣拋物線向左平移得到的,上邊緣拋物線最高點A離噴水口的水平距離為2m,高出噴水口0.5m.灌溉車到綠化帶的距離OD為dm.當OH=1.5m,DE=3m,EF=0.5時,解答下列問題.
(1)①求上邊緣拋物線的函數(shù)解析式,并求噴出水的最大射程OC;
②求出點B的坐標;
(2)要使灌溉車行駛時噴出的水能澆灌到整個綠化帶,試求出d的取值范圍.
【分析】(1)①由頂點A(2,2)得,設y=a(x﹣2)2+2,再根據(jù)拋物線過點(0,1.5),可得a的值,從而解決問題;
②由對稱軸知點(0,1.5)的對稱點為(4,1.5),則下邊緣拋物線是由上邊緣拋物線向左平移4cm得到的,可得點B的坐標;
(2)根據(jù)EF=0.5,求出點F的坐標,利用增減性可得d的最大值為最小值,從而得出答案.
【解答】解:(1)①如圖1,由題意得A(2,2)是上邊緣拋物線的頂點,
設y=a(x﹣2)2+2,
又∵拋物線過點(0,1.5),
∴1.5=4a+2,
∴a=﹣,
∴上邊緣拋物線的函數(shù)解析式為y=﹣(x﹣2)2+2,
當y=0時,0=﹣(x﹣2)2+2,
解得x1=6,x2=﹣2(舍去),
∴噴出水的最大射程OC為6m;
②∵對稱軸為直線x=2,
∴點(0,1.5)的對稱點為(4,1.5),
∴下邊緣拋物線是由上邊緣拋物線向左平移4m得到的,
∴點B的坐標為(2,0);
(2)∵EF=0.5,
∴點F的縱坐標為0.5,
∴0.5=﹣(x﹣2)2+2,
解得x=2±2,
∵x>0,
∴x=2+2,
當x>2時,y隨x的增大而減小,
∴當2≤x≤6時,要使y≥0.5,
則x≤2+2,
∵當0≤x≤2時,y隨x的增大而增大,且x=0時,y=1.5>0.5,
∴當0≤x≤6時,要使y≥0.5,則0≤x≤2+2,
∵DE=3,灌溉車行駛時噴出的水能澆灌到整個綠化帶,
∴d的最大值為2+2﹣3=2﹣1,
再看下邊緣拋物線,噴出的水能澆灌到綠化帶底部的條件是d≥OB,
∴d的最小值為2,
綜上所述,d的取值范圍是2≤d≤2﹣1.
【點評】本題是二次函數(shù)的實際應用,主要考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),二次函數(shù)與方程的關(guān)系等知識,讀懂題意,建立二次函數(shù)模型是解題的關(guān)鍵.
8.(2023?廬陽區(qū)校級二模)某公園要在小廣場建造一個噴泉景觀.在小廣場中央O處垂直于地面安裝一個高為1.25米的花形柱子OA,安置在柱子頂端A處的噴頭向外噴水,水流在各個方向上沿形狀相同的拋物線路徑落下,且在過OA的任一平面上拋物線路徑如圖1所示,為使水流形狀較為美觀,設計成水流在距OA的水平距離為1米時達到最大高度,此時離地面2.25米.
(1)以點O為原點建立如圖2所示的平面直角坐標系,水流到OA水平距離為x米,水流噴出的高度為y米,求出在第一象限內(nèi)的拋物線解析式(不要求寫出自變量的取值范圍);
(2)張師傅正在噴泉景觀內(nèi)維修設備期間,噴水管意外噴水,但是身高1.76米的張師傅卻沒有被水淋到,此時他離花形柱子OA的距離為d米,求d的取值范圍;
(3)為了美觀,在離花形柱子4米處的地面B、C處安裝射燈,射燈射出的光線與地面成45°角,如圖3所示,光線交匯點P在花形柱子OA的正上方,其中光線BP所在的直線解析式為y=﹣x+4,求光線與拋物線水流之間的最小垂直距離.
【分析】(1)根據(jù)題意得到第一象限內(nèi)的拋物線的頂點坐標,將拋物線設成頂點式,再將點A坐標代入即可求出第一象限內(nèi)的拋物線解析式;
(2)直接令y=1.76,解方程求出x的值,再根據(jù)函數(shù)的圖象和性質(zhì),求出y>1.76時x的取值范圍即可;
(3)先作輔助線,作出直線BP的平行線l,使它與拋物線相切于點D,然后設出直線l的解析式,聯(lián)立直線與拋物線解析式,利用相切,方程只有一個解,解出直線l的解析式,從而得到直線與x軸交點,最后利用銳角三角函數(shù)求出直線l與直線BP之間的距離.
【解答】解:(1)根據(jù)題意第一象限內(nèi)的拋物線的頂點坐標為(1,2.25),A(0,1.25),
設第一象限內(nèi)的拋物線解析式為y=a(x﹣1)2+2.25,
將點A(0,1.25)代入物線解析式,
1.25=a(0﹣1)2+2.25,
解得α=﹣1,
∴第一象限內(nèi)的拋物線解析式為y=﹣(x﹣1)2+2.25;
(2)根據(jù)題意,令y=1.76,
即﹣(x﹣1)2+2.25=1.76,
解得x1=0.3,x2=1.7,
∵﹣1<0,拋物線開口向下,
∴當0.3<x<1.4時,y>1.76,
∴d的取值范圍為0.3<x<1.7;
(3)作直線BP的平行線l,使它與拋物線相切于點D,分別交x軸,y軸于點E,F(xiàn),過點E,作EG⊥PB,垂足為G,如圖所示,
∵l∥PB,
設直線l的解析式為y=﹣x+m,
聯(lián)立直線與拋物線解析式,

整理得x2﹣3x+m﹣1.25=0,
∵直線l與拋物線相切,
∴方程只有一個根,
∴Δ=32﹣4×1×(m﹣1.25)=0,
解得m=3.5,
∴直線l的解析式為y=﹣x+3.5,
令y=0,則x=3.5,
∴E(3.5,0),
∴BE=4﹣3.5=0.5,
即EB=,
∵射燈射出的光線與地面成45°角,
∴∠EBG45°,
∵∠EGB=90°,
sin∠EBG==,
∴EG=×=,
∴光線與拋物線水流之間的最小垂直距離為米.
【點評】本題考查二次函數(shù)的應用,直線的平移,直線和拋物線相切等知識,關(guān)鍵是求拋物線解析式.
9.(2023?滁州二模)如圖是某家具廠的拋物線型木板余料,其最大高度為9dm,最大寬度為12dm,現(xiàn)計劃將此余料進行切割.
(1)如圖1,根據(jù)已經(jīng)建立的平面直角坐標系,求木板邊緣所對應的拋物線的函數(shù)表達式;
(2)如圖2,若切割成矩形HGNM,求此矩形的最大周長;
(3)若切割成寬為2dm的矩形木板若干塊,然后拼接成一個寬為2dm的矩形,如何切割才能使拼接后的矩形的長邊最長?請在備用圖上畫出切割方案,并求出拼接后的矩形的長邊長.(結(jié)果保留根號)
【分析】(1)根據(jù)已知可得拋物線頂點坐標為(0,9),A(﹣6,0),B(6,0),再設拋物線對應的函數(shù)表達式為y=ax2+9,把B(6,0)代入,可求出a,即可得出拋物線的函數(shù)表達式;
(2)在矩形HGNM中,設,由拋物線的對稱性可知,所以矩形HGNM的周長為,由于,且0<m<6,當m=4時,矩形HGNM的周長有最大值,最大值為26;
(3)如圖是畫出的切割方案,分別令y=2,y=4,y=6,y=8,即可求出,,,再加起來即為拼接后的矩形的長邊長.
【解答】解:(1)根據(jù)已知可得,拋物線頂點坐標為(0,9),A(﹣6,0),B(6,0),
設拋物線對應的函數(shù)表達式為y=ax2+9,
把B(6,0)代入,得0=36a+9,解得,
∴木板邊緣所對應的拋物線的函數(shù)表達式為.
(2)在矩形HGNM中,設,
由拋物線的對稱性可知,
∴矩形HGNM的周長為.
∵,且0<m<6,
∴當m=4時,矩形HGNM的周長有最大值,最大值為26,
即矩形HGNM的最大周長為26dm.
(3)如圖是畫出的切割方案:
在中,令y=2,解得,
∴;
在中,令y=4,解得,
∴;
在中,令y=6,解得,
∴;
在中,令y=8,解得x=±2,
∴KI=4,
∴拼接后的矩形的長邊長為.
【點評】本題考查了求二次函數(shù)的表達式和二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),熟練應用二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵.
10.(2023?黃山一模)如圖,國家會展中心大門的截面圖是由拋物線ADB和矩形OABC構(gòu)成.矩形OABC的邊米,OC=9米,以OC所在的直線為x軸,以OA所在的直線為y軸建立平面直角坐標系,拋物線頂點D的坐標為.
(1)求此拋物線對應的函數(shù)表達式;
(2)近期需對大門進行粉刷,工人師傅搭建一木板OM,點M正好在拋物線上,支撐MN⊥x軸,ON=7.5米,點E是OM上方拋物線上一動點,且點E的橫坐標為m,過點E作x軸的垂線,交OM于點F.
①求EF的最大值.
②某工人師傅站在木板OM上,他能刷到的最大垂直高度是米,求他不能刷到大門頂部的對應點的橫坐標的范圍.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可求出函數(shù)表達式;
(2)①先求出點M坐標為,再求出直線OM的解析式為,進而求出EF==,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)即可求出當時,EF有最大值;
②根據(jù)師傅能刷到的最大垂直高度是米,得到當時,他就不能刷到大門頂部,令,得到,解得,結(jié)合二次函數(shù)性質(zhì)即可得到他不能刷到大門頂部的對應點的橫坐標m的范圍是.
【解答】解:(1)由題意知,拋物線頂點D的坐標為,
設拋物線的表達式為,
將點代入拋物線解析式得,
解得,
∴拋物線對應的函數(shù)的表達式為;
(2)①將x=7.5代入中,得y=3,
∴點,∴設直線OM的解析式為y=kx(k≠0),
將點代入得,
∴,
∴直線OM的解析式為,
∴==,∵,
∴當時,EF有最大值,為;
②∵師傅能刷到的最大垂直高度是米,
∴當時,他就不能刷到大門頂部,
令,即,
解得,
又∵EF是關(guān)于m的二次函數(shù),且圖象開口向下,
∴他不能刷到大門頂部的對應點的橫坐標m的范圍是.
【點評】本題主要考查的是二次函數(shù)的實際應用,同時考查了待定系數(shù)法求解析式,二次函數(shù)的性質(zhì)、應用等知識,熟知二次函數(shù)的性質(zhì)并靈活應用是解題關(guān)鍵.
類型三:幾何圖形面積問題
一.解答題(共6小題)
1.(2023?蜀山區(qū)校級模擬)春回大地,萬物復蘇,又是一年花季到.某花圃基地計劃將如圖所示的一塊長40m,寬20m的矩形空地劃分成五塊小矩形區(qū)域.其中一塊正方形空地為育苗區(qū),另一塊空地為活動區(qū),其余空地為種植區(qū),分別種植A,B,C三種花卉.活動區(qū)一邊與育苗區(qū)等寬,另一邊長是10m.A,B,C三種花卉每平方米的產(chǎn)值分別是2百元、3百元、4百元.
(1)設育苗區(qū)的邊長為xm,用含x的代數(shù)式表示下列各量:花卉A的種植面積是 (x2﹣60x+800) m2,花卉B的種植面積是 (﹣x2+30x) m2,花卉C的種植面積是 (﹣x2+20x) m2.
(2)育苗區(qū)的邊長為多少時,A,B兩種花卉的總產(chǎn)值相等?
(3)若花卉A與B的種植面積之和不超過560m2,求A,B,C三種花卉的總產(chǎn)值之和的最大值.
【分析】(1)根據(jù)正方形和長方形的面積計算公式可直接得到答案;
(2)根據(jù)A,B兩種花卉的總產(chǎn)值相等建立一元二次方程,解方程即可得到答案;
(3)先根據(jù)花卉A與B的種植面積之和不超過560m2建立不等式,得到x≥8,再設A,B,C三種花卉的總產(chǎn)值之和y百元,得到y(tǒng)關(guān)于x的二次函數(shù),根據(jù)二次函數(shù)的圖形性質(zhì)即可得到答案.
【解答】解:(1)∵育苗區(qū)的邊長為x m,活動區(qū)的邊長為10m,
∴花卉A的面積為:(40﹣x)(20﹣x)=(x2﹣60x+800)m2,
花卉B的面積為:x(40﹣x﹣10)=(﹣x2+30x)m2,
花卉C的面積為:x(20﹣x)=(﹣x2+20x)m2,
故答案為:(x2﹣60x+800);(﹣x2+30x);(﹣x2+20x);
(2)∵A,B花卉每平方米的產(chǎn)值分別是2百元、3百元,
∴A,B兩種花卉的總產(chǎn)值分別為2×(x2﹣60x+800)百元和3×(﹣x2+30x)百元,
∵A,B兩種花卉的總產(chǎn)值相等,
∴200×(x2﹣60x+800)=300×(﹣x2+30x),
∴x2﹣42x+320=0,
解方程得x=32(舍去)或x=10,
∴當育苗區(qū)的邊長為10m時,A,B兩種花卉的總產(chǎn)值相等;
(3)∵花卉A與B的種植面積之和為:x2﹣60x+800+(﹣x2+30x)=(﹣30x+800)m2,
∴﹣30x+800≤560,
∴x≥8,
∵設A,B,C三種花卉的總產(chǎn)值之和y百元,
∴y=2(x2﹣60x+800)+3(﹣x2+30x)+4(﹣x2+20x),
∴y=﹣5x2+50x+1600,
∴y=﹣5(x﹣5)2+1725,
∴當x≥8時,y隨x的增加而減小,
∴當x=8時,y最大,且y=﹣5(8﹣5)2+1725=1680(百元),
故A,B,C三種花卉的總產(chǎn)值之和的最大值168000元.
【點評】本題考查一元二次方程和二次函數(shù)的應用,解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意建立正確的方程和函數(shù)表達式.
2.(2022?安徽三模)小明將小球從斜坡O點處拋出,球的拋出路線可以用二次函數(shù)y=﹣+bx刻畫,斜坡可以用一次函數(shù)y=x刻畫,如圖建立直角坐標系,小球能達到的最高點的坐標(3,n).
(1)請求出b和n的值;
(2)小球在斜坡上的落點為M,求點M的坐標;
(3)點P是小球從起點到落點拋物線上的動點,連接PO,PM,當點P的坐標為何值時?△POM的面積最大,最大面積是多少?
【分析】(1)根據(jù)對稱軸為x=3可得b的值,再根據(jù)關(guān)系式可得n的值;
(2)根據(jù)二次函數(shù)的解析式和一次函數(shù)的解析式,列出一元二次方程,求得的方程的解就是點M的坐標;
(3)作PN⊥x軸,交OM于點N,設P(a,﹣a2+3a),則N(a,a),可得△POM的面積S關(guān)于a的關(guān)系式,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可得答案.
【解答】解:(1)∵﹣=3,
∴b=3,即關(guān)系式為y=﹣+3x,
當x=3時,n=﹣×9+9=,
∴b=3,n=;
(2)由題意得﹣+3x=x,
解得x=5或0(舍去),
即點M的坐標為(5,);
(3)作PN⊥x軸,交OM于點N,
設P(a,﹣a2+3a),則N(a,a),
∴PN=(﹣a2+3a)﹣a=﹣a2+a,
∴S△POM=?PN?5=﹣a2+a=﹣(a﹣)2+,
∵0<a≤5,
∴當a=時,S有最大值為,此時P(,).
【點評】本題考查二次函數(shù)的應用,解答本題的關(guān)鍵是明確題意,利用二次函數(shù)的性質(zhì)和數(shù)形結(jié)合的思想解答.
3.(2021?霍邱縣一模)一段長為30m的墻MN前有一塊矩形ABCD空地,用100m長的籬笆圍成如圖所示的圖形(靠墻的一邊不用籬笆,籬笆的厚度忽略不計),其中四邊形AEFH和四邊形CDHG是矩形,四邊形EBGF是邊長為10m的正方形,設CD=xm.
(1)若矩形CDHG面積為125m2,求CD長;
(2)當CD長為多少m時,矩形ABCD的面積最大,最大面積是多少?
【分析】(1)由題意得:3x+20+GC=100,可得CG=(80﹣3x)m,根據(jù)矩形CDHG面積=GC?CD=(80﹣3x)x=125,即可求解;
(2)設矩形ABCD的面積為s,則s=BC?CD=x(10+80﹣3x)=﹣3(x﹣15)2+675,進而根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)即可求解.
【解答】解:(1)由題意得:3x+20+GC=100,
解得:GC=(80﹣3x)m,
∵BC=BG+GC=10+80﹣3x,
而0<BC≤30,即0<10+80﹣3x≤30,解得20≤x<30,
矩形CDHG面積=GC?CD=(80﹣3x)x=125,解得x=25或(舍去),
∴CD長為25m;
(2)設矩形ABCD的面積為s,則s=BC?CD=x(10+80﹣3x)=﹣3x2+90x=﹣3(x﹣15)2+675,
∵﹣3<0,故拋物線開口向下,
而20≤x<30,
當x>15時,s隨x的增大而減小,
故當x=20(m)時,s取得最大值為﹣3×(20﹣15)2+675=600(m2).
答:當CD長為20m時,矩形ABCD的面積最大,最大面積是600m2.
【點評】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì)在實際生活中的應用,確定GC的長度并求出x的取值范圍是本題的關(guān)鍵.
4.(2022?瑤海區(qū)三模)如圖1是一架菱形風箏,它的骨架由如圖2的4條竹棒AC,BD,EF,GH組成,其中E,F(xiàn),G,H分別是菱形ABCD四邊的中點,現(xiàn)有一根長為80cm的竹棒,正好鋸成風箏的四條骨架,設AC=xcm,菱形ABCD的面積為ycm2.
(1)寫出y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式;
(2)為了使風箏在空中有較好的穩(wěn)定性,要求25cm≤AC≤BD,那么當骨架AC的長為多少時,這風箏即菱形ABCD的面積最大?此時最大面積為多少?
【分析】(1)E、F、G、H分別是菱形ABCD四邊的中點,得出BD=40﹣x,根據(jù)菱形面積公式求出關(guān)于的畫數(shù)關(guān)系式;
(2)求出的取值范圍,整理y=﹣x2+20x=﹣(x﹣40)2+400,函數(shù)圖象開口向下,自變量的取值在對稱軸左側(cè),所以x取最大值時,面積有最大值.
【解答】解:(1)∵E、F為AB、AD中點,
∴EF=BD.
同理:GH=BD,
∵EF+BD+GH+AC=80,
∴BD=40﹣x,
∵四邊形ABCD是菱形,
∴y=(40﹣x)x=﹣x2+20x.
(2)∵AC≤BD,
∴x≤(40﹣x),
∴x≤32,
∴25≤x≤32,
∴y=﹣x2+20x=﹣(x﹣40)2+400.
又∵﹣<0,
∴當x=32即AC為32cm時面積最大,此時最大面積為384cm2.
【點評】本題考查二次函數(shù)的實際應用,主要用菱形面積公式(菱形的面積等于對角線乘積的一半)列出函數(shù)關(guān)系式,解題關(guān)鍵是判出取值范圍與對稱軸的關(guān)系,得出最值對應的自變量的取值.
5.(2015?安徽)為了節(jié)省材料,某水產(chǎn)養(yǎng)殖戶利用水庫的岸堤(岸堤足夠長)為一邊,用總長為80m的圍網(wǎng)在水庫中圍成了如圖所示的①②③三塊矩形區(qū)域,而且這三塊矩形區(qū)域的面積相等.設BC的長度為xm,矩形區(qū)域ABCD的面積為ym2.
(1)求y與x之間的函數(shù)關(guān)系式,并注明自變量x的取值范圍;
(2)x為何值時,y有最大值?最大值是多少?
【分析】(1)根據(jù)三個矩形面積相等,得到矩形AEFD面積是矩形BCFE面積的2倍,可得出AE=2BE,設BE=a,則有AE=2a,表示出a與2a,進而表示出y與x的關(guān)系式,并求出x的范圍即可;
(2)利用二次函數(shù)的性質(zhì)求出y的最大值,以及此時x的值即可.
【解答】解:(1)∵三塊矩形區(qū)域的面積相等,
∴矩形AEFD面積是矩形BCFE面積的2倍,
∴AE=2BE,
設BE=FC=am,則AE=HG=DF=2am,
∴DF+FC+HG+AE+EB+EF+BC=80,即8a+2x=80,
∴a=﹣x+10,3a=﹣x+30,
∴y=(﹣x+30)x=﹣x2+30x,
∵a=﹣x+10>0,
∴x<40,
則y=﹣x2+30x(0<x<40);
(2)∵y=﹣x2+30x=﹣(x﹣20)2+300(0<x<40),且二次項系數(shù)為﹣<0,
∴當x=20時,y有最大值,最大值為300平方米.
【點評】此題考查了二次函數(shù)的應用,以及列代數(shù)式,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵.
6.(2021?安徽模擬)如圖,某小區(qū)有一塊靠墻(墻的長度不限)的矩形ABCD,為美化環(huán)境,用總長為90m的籬笆圍成四塊矩形,其中S1=S2=S3=S4(靠墻一側(cè)不用籬笆,籬笆的厚度不計).
(1)若AE=a,用含有a的式子表示BE的長,并直接寫出a的取值范圍;
(2)求矩形ABCD的面積y關(guān)于a的解析式,并求出面積的最大值.
【分析】(1)根據(jù)面積之間的關(guān)系得到線段之間的關(guān)系,設未知數(shù),代入并整理即可;
(2)利用矩形的面積公式得到y(tǒng)關(guān)于a的函數(shù)關(guān)系式,再根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)求函數(shù)最值.
【解答】解:(1)∵,
∴NC=2BH=2NN,
設EG=b米,則EF=4b米,
∵S2=S1,
∴BE?b=a?4b,
∴BE=4a(0<a<5);
(2)由(1)知,AB+GH+MN+CD=5a+4a+4a+5a=18a,
∴BC==45﹣9a,
∴y=5a(45﹣9a)=﹣45a2+225a=﹣45,
∵﹣45<0,
∴當a=時,y有最大值,此時最大值為m2.
【點評】本題考查二次函數(shù)的應用,關(guān)鍵是根據(jù)矩形的面積公式列出函數(shù)關(guān)系式.
售價x(元/千克)
6
8
10
日銷售量y(千克)
20
18
16
銷售量p(件)
p=50﹣x
銷售單價q(元/件)
當1≤x≤20時,q=30+x
當21≤x≤40時,q=20+

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