(思維導圖+考點+11種題型(含4種解題技巧))
TOC \ "1-1" \n \h \z \u \l "_Tc186031250" 01考情透視·目標導航
\l "_Tc186031251" 02知識導圖·思維引航
\l "_Tc186031252" 03考點突破·考法探究
\l "_Tc186031253" 04題型精研·考向洞悉
\l "_Tc186031254" ?題型01 最大利潤問題
\l "_Tc186031255" ?題型02 方案選擇問題
\l "_Tc186031256" ?題型03 行程問題
\l "_Tc186031257" ?題型04 拱橋問題
\l "_Tc186031258" ?題型05 隧道通車問題
\l "_Tc186031259" ?題型06 噴水問題
\l "_Tc186031260" ?題型07 投球問題
\l "_Tc186031261" ?題型08 利用圖像構(gòu)建函數(shù)模型解決問題
\l "_Tc186031262" ?題型09 圖形最大面積問題
\l "_Tc186031263" ?題型10 圖形問題
\l "_Tc186031264" ?題型11 圖形運動問題
01考情透視·目標導航
\l "_Tc186016241" 02知識導圖·思維引航
\l "_Tc186016242" 03考點突破·考法探究
1. 用二次函數(shù)解決實際問題的一般步驟:
1)審:仔細審題,理清題意;
2)設(shè):找出題中的變量和常量,分析它們之間的關(guān)系,與圖形相關(guān)的問題要結(jié)合圖形具體分析,設(shè)出適當?shù)奈粗獢?shù);
3)列:用二次函數(shù)表示出變量和常量之間的關(guān)系,建立二次函數(shù)模型,寫出二次函數(shù)的解析式;
4)解:依據(jù)已知條件,借助二次函數(shù)的解析式、圖像和性質(zhì)等求解實際問題;
5)檢:檢驗結(jié)果,進行合理取舍,得出符合實際意義的結(jié)論.
【注意】二次函數(shù)在實際問題中的應用通常是在一定的取值范圍內(nèi),一定要注意是否包含頂點坐標,如果頂點坐標不在取值范圍內(nèi),應按照對稱軸一側(cè)的增減性探討問題結(jié)論.
2. 利用二次函數(shù)解決實際問題的常見類型
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,對此類問題要正確地建立模型,選擇合理的位置建立平面直角坐標系是解決此類問題的關(guān)鍵,然后用待定系數(shù)法求出函數(shù)表達式,利用函數(shù)性質(zhì)解決問題.
\l "_Tc186016247" 04題型精研·考向洞悉
?題型01 最大利潤問題
利用二次函數(shù)解決利潤最值的方法:利潤問題主要涉及兩個等量關(guān)系:利潤=售價-進價,總利潤=單件商品的利潤x銷售量,在解答此類問題時,應建立二次函數(shù)模型,轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題,然后列出相應的函數(shù)解析式,從而解決問題.
1.(2024·貴州·中考真題)某超市購入一批進價為10元/盒的糖果進行銷售,經(jīng)市場調(diào)查發(fā)現(xiàn):銷售單價不低于進價時,日銷售量y(盒)與銷售單價x(元)是一次函數(shù)關(guān)系,下表是y與x的幾組對應值.
(1)求y與x的函數(shù)表達式;
(2)糖果銷售單價定為多少元時,所獲日銷售利潤最大,最大利潤是多少?
(3)若超市決定每銷售一盒糖果向兒童福利院贈送一件價值為m元的禮品,贈送禮品后,為確保該種糖果日銷售獲得的最大利潤為392元,求m的值.
【答案】(1)y=?2x+80
(2)糖果銷售單價定為25元時,所獲日銷售利潤最大,最大利潤是450元
(3)2
【分析】本題考查了二次函數(shù)的應用,解題的關(guān)鍵是:
(1)利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)設(shè)日銷售利潤為w元,根據(jù)利潤=單件利潤×銷售量求出w關(guān)于x的函數(shù)表達式,然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可;
(3)設(shè)日銷售利潤為w元,根據(jù)利潤=單件利潤×銷售量-m×銷售量求出w關(guān)于x的函數(shù)表達式,然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可.
【詳解】(1)解∶設(shè)y與x的函數(shù)表達式為y=kx+b,
把x=12,y=56;x=20,y=40代入,得12k+b=5620k+b=40,
解得k=?2b=80,
∴y與x的函數(shù)表達式為y=?2x+80;
(2)解:設(shè)日銷售利潤為w元,
根據(jù)題意,得w=x?10?y
=x?10?2x+80
=?2x2+100x?800
=?2x?252+450,
∴當x=25時,w有最大值為450,
∴糖果銷售單價定為25元時,所獲日銷售利潤最大,最大利潤是450元;
(3)解:設(shè)日銷售利潤為w元,
根據(jù)題意,得w=x?10?m?y
=x?10?m?2x+80
=?2x2+100+2mx?800?80m,
∴當x=?100+2m2×?2=50+m2時,w有最大值為?250+m22+100+2m50+m2?800?80m,
∵糖果日銷售獲得的最大利潤為392元,
∴?250+m22+100+2m50+m2?800?80m=392,
化簡得m2?60m+116=0
解得m1=2,m2=58
當m=58時,x=?b2a=54,
則每盒的利潤為:54?10?58S2
【分析】本題考查二次函數(shù)的應用,解題的關(guān)鍵是讀懂題意,求出函數(shù)關(guān)系式.
(1)由題意知拋物線的頂點P6,4,設(shè)頂點式用待定系數(shù)法可得方案一中拋物線的函數(shù)表達式;
(2)令y=3可得x=3或x=9,故BC=6m,S1=AB·BC=18m2;再比較S1,S2的大小即可.
【詳解】(1)解:由題意知,方案一中拋物線的頂點P6,4,
設(shè)拋物線的函數(shù)表達式為y=ax?62+4,
把O0,0代入得0=a0?62+4,
解得:a=?19,
∴ y=?19x?62+4=?19x2+43x,
∴方案一中拋物線的函數(shù)表達式為y=?19x2+43x;
(2)在y=?19x2+43x中,令y=3得:3=?19x2+43x;
解得x=3或x=9,
∴ BC=9?3=6m,
∴ S1=AB·BC=3×6=18m2,
∵ 18>122,
∴ S1>S2.
15.(2024·貴州黔南·模擬預測)貴州都勻是一座以河為伴、山水交融的“山水橋城”,大大小小的橋梁隨處可見,被譽為“橋梁博物館”.都勻市某石拱橋如圖1,拱橋截面可視為拋物線的一部分,若拱頂?shù)剿娴木嚯x為2m,水面寬度為4m,以水面與橋截面左側(cè)的交點為原點,水面為橫軸建立平面直角坐標系(如圖2).
(1)求橋拱所在拋物線的函數(shù)解析式.
(2)若水位下降1m,有一只寬為2m,高為2.4m的清潔船能否順利通過該石拱橋?請說明理由.
(3)某相關(guān)部門要對石拱橋進行維護,為了安全,現(xiàn)將一塊三角形形狀的安全圍布△CDE通過平移后遮住橋體(如圖3).已知C9,0,CD=7m,且tan∠ECD=43,tan∠CDE=1.若安全圍布△CDE向橋拱所在拋物線方向平移a個單位長度后,橋體全部在安全圍布△CDE內(nèi)部(不包括邊界),求a的取值范圍.
【答案】(1)y=?12x2+2x
(2)能,理由見解析
(3)556≤a≤232
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)當船從橋的正中間經(jīng)過時,即x=1,y=?12x2+2x=1.5,當水面下降1米時,水面距離橋的距離為1+1.5=2.5(米)>2.4米,即可求解;
(3)當CE向左平移a個單位和拋物線相切時,則平移后的CE的表達式為:y=43(x+a)?12,聯(lián)立上式和拋物線的表達式為:43(x+a)?12=?12x2+2x,則Δ=(23)2?4×12(?43a+12)=0,求出a=556;同理可得:DE的表達式為:y=?x+16,當DE向左平移a個單位和拋物線相切時,則平移后的DE的表達式為:y=?(x+a)+16,同理可得a=232,即可求解.
【詳解】(1)解:由題意得:y=a(x?2)2+2,
將O(0,0)代入上式得:0=a(0?2)2+2,
則a=?12,
則拋物線的表達式為:y=?12(x?2)2+2=?12x2+2x;
(2)解:可以,理由:
當船從橋的正中間經(jīng)過時,即x=1,y=?12x2+2x=1.5,
當水面下降1米時,水面距離橋的距離為1+1.5=2.5(米)>2.4米,
故清潔船能順利通過該石拱橋;
(3)解:過點E作EF⊥CD于點F,
在△CEF中,tan∠ECD=43,tan∠CDE=1.
故設(shè)FE=FD=4x,則CF=3x,
則CD=7x=7,則x=1,
即FE=FD=4,則CF=3,
如圖3,則點D、E的坐標分別為:(16,0)、(12,4),
由點C、E的坐標得,直線CE的表達式為:y=43x?12,
當CE向左平移a個單位和拋物線相切時,
則平移后的CE的表達式為:y=43(x+a)?12,
聯(lián)立上式和拋物線的表達式為:43(x+a)?12=?12x2+2x,
則Δ=(23)2?4×12(?43a+12)=0,
解得:a=556;
由點D、E的坐標得,
設(shè)DE的表達式為y=kx+b
把D(16,0)、E(12,4),
DE的表達式為:y=?x+16,
當DE向左平移a個單位和拋物線相切時,
則平移后的DE的表達式為:y=?(x+a)+16,
聯(lián)立上式和拋物線的表達式為:?(x+a)+16=?12x2+2x,
則Δ=9?4×(?12)×(a?16)=0,
解得:a=232;
故556≤a≤232.
【點睛】本題考查的是二次函數(shù)綜合運用,一次函數(shù)的實際應用,平移性質(zhì),涉及到解直角三角形、二次函數(shù)的應用,分類求解是解題的關(guān)鍵.
16.(2024九年級上·全國·專題練習)大棚經(jīng)濟“金鑰匙”,激活鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興新引擎.劉叔叔計劃在自家菜地修建一個蔬菜大棚,圖1是其橫截面的示意圖,其中AB,CD為兩段垂直于地面的墻體,兩段墻體之間的水平距離為9米,大棚的頂部用拋物線形鋁合金骨架作支撐.已知骨架的一端固定在離地面3.5米的墻體A處,另一端固定在墻體D處,骨架最高點P到墻體AB的水平距離為2米,且點P離地面的高度為3.75米.

數(shù)學建模
(1)在圖1中,以B為原點,水平直線BC為x軸,AB所在直線為y軸,建立平面直角坐標系.設(shè)大棚頂部骨架上某處離地面的高度為y(米),該處離墻體AB的水平距離為x(米),求y與x之間的函數(shù)關(guān)系式;
問題解決
(2)為了大棚頂部更加穩(wěn)固,劉叔叔計劃在棚頂安裝“丁”字形鋁合金支架,如圖2所示,支架可以看成是由線段AE,F(xiàn)G組成,其中點E,F(xiàn)在頂棚拋物線形骨架上,F(xiàn)G⊥AE于點G.為不影響耕作,將點E到地面的距離定為1.5米.
①點E的坐標為______,AE的長為______;
②請你計算做一個“丁”字形支架所需鋁合金材料的最大長度.(結(jié)果精確到0.1米.參考數(shù)據(jù):17≈4.12)
【答案】(1)y=?116x2+14x+3.50≤x≤9;
(2)① 8,1.5,217;②9.3米
【分析】本題考查了二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),一次函數(shù)的圖象及性質(zhì),解直角三角形,熟練掌握知識點的應用是解題的關(guān)鍵.
(1)根據(jù)題意得,拋物線的頂點P的坐標為2,3.75,設(shè)y與x之間的函數(shù)關(guān)系式為y=ax?22+3.75,然后用待定系數(shù)法即可求解;
(2)①當y=1.5時,1.5=?116x2+14x+3.5,解得:x=8即可求出E8,1.5,再用兩點之間的距離公式求出AE;
②過點E作EH⊥AB于點H,過點F作FM⊥BC于點M,交AE于點N,求出AE所在直線的函數(shù)表達式y(tǒng)=?14x+3.5,設(shè)點F的橫坐標為m,則FN=?116m2+12m=?116m?42+1,當m=4時,F(xiàn)N最大=1,再根據(jù)sin∠HAE=sin∠FNG=HEAE=8217=41717,得出FG=41717FN,最后根據(jù)線段和差即可求解;
【詳解】(1)解:根據(jù)題意得,拋物線的頂點P的坐標為2,3.75,
∴設(shè)y與x之間的函數(shù)關(guān)系式為y=ax?22+3.75,
由題意得,點A的坐標為0,3.5,
將A0,3.5代入y=ax?22+3.75,
得4a+3.75=3.5,
解得:a=?116,
∴y=?116x?22+3.75=?116x2+14x+3.5,
即y與x之間的函數(shù)關(guān)系式為y=?116x2+14x+3.50≤x≤9,
(2)解:①由(1)得y=?116x2+14x+3.5,
當y=1.5時,1.5=?116x2+14x+3.5,
解得:x=8或x=?4(舍去),
∴E8,1.5,
∵A0,3.5,
∴AE=0?82+3.5?1.52=217,
故答案為:8,1.5,217;
②過點E作EH⊥AB于點H,過點F作FM⊥BC于點M,交AE于點N,

設(shè)AE所在直線的函數(shù)表達式為y=kx+b,
將A0,3.5,E8,1.5分別代入y=kx+b,
得b=3.5,8k+b=1.5,
解得k=?14b=3.5,
∴AE所在直線的函數(shù)表達式為y=?14x+3.5,
設(shè)點F的橫坐標為m,
∵點F在拋物線y=?116x2+14x+3.5的圖象上,
∴Fm,?116m2+14m+3.5,Nm,?14m+3.5,
∴FN=?116m2+14m+3.5??14m+3.5=?116m2+12m=?116m?42+1,
∵?1165,即可得出結(jié)論;
(3)設(shè)OB=x,則BC=16?2x,根據(jù)矩形的性質(zhì)得出AD=BC=16?2x,AB=DC=?18x2+2x,設(shè)l=AB+AD+DC,進而表示出l的長,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),即可求解.
【詳解】(1)解:依題意:拋物線形的公路隧道,其高度為8米,寬度OM為16米,現(xiàn)在O點為原點,
∴點M16,0,頂點P8,8,
設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx.
把點M16,0,點P8,8代入得:
64a+8b=8256a+16b=0
解得a=?18b=2
∴拋物線的解析式為y=?18x2+2x
∵OM=16,M16,0,
∴自變量x的取值范圍為:0≤x≤16;
(2)解:當x=8?2.5?1=92時,y=?18×922+2×92=20732>5,
∴能同時并行兩輛寬2.5米、高5米的特種車輛.
(3)解:設(shè)OB=x,則BC=16?2x,
∵四邊形ABCD是矩形,
∴AD=BC=16?2x,AB=DC=?18x2+2x
設(shè)l=AB+AD+DC,則l=?14x2+4x+16?2x
∴l(xiāng)=?14x2+2x+16
∵?144.2m,
∴這輛貨車的高度不否符合規(guī)定.
20.(2024·河南周口·二模)如圖,隧道的截面由拋物線和長方形構(gòu)成,其中長方形的長OA=12m,寬OB=4m.按照圖中所示的平面直角坐標系,拋物線可以用y=?16x2+bx+c表示,且拋物線上的點C到墻面OB的水平距離為3m時,到地面OA的距離為172m.為安全起見,隧道正中間有寬為0.4m的隔離帶.
(1)求b,c的值,并計算出拱頂D到地面OA的距離.
(2)一輛貨運汽車載一長方體集裝箱后高為6m,寬為4m,如果隧道內(nèi)設(shè)雙向行車道,那么這輛貨車能否安全通過?
(3)在拋物線型拱壁上需要安裝兩排燈,且它們離地面的高度相等,如果燈離地面的高度不超過8m,那么兩排燈的水平距離最小是多少米?
【答案】(1)b=2,c=4,拱頂D到地面OA的距離為10m
(2)這輛貨車能安全通過
(3)兩排燈的水平距離最小是43m.
【分析】本題考查了二次函數(shù)的應用:構(gòu)建二次函數(shù)模型解決實際問題,利用二次函數(shù)解決拋物線形的隧道、大橋和拱門等實際問題時,要恰當?shù)匕堰@些實際問題中的數(shù)據(jù)落實到平面直角坐標系中的拋物線上,從而確定拋物線的解析式,通過解析式可解決一些測量問題或其他問題.
(1)先確定B點和C點坐標,然后利用待定系數(shù)法求出拋物線解析式,再利用配方法確定頂點D的坐標,從而得到點D到地面OA的距離;
(2)由于拋物線的對稱軸為直線x=6,而隧道內(nèi)設(shè)雙向行車道,車寬為4m,則貨運汽車最外側(cè)與地面OA的交點為1.8,0或10.2,0,然后計算自變量為x=1.8或x=10.2時的函數(shù)值,再把函數(shù)值與6進行大小比較即可判斷;
(3)拋物線開口向下,函數(shù)值越大,對稱點之間的距離越小,于是計算函數(shù)值為8所對應的自變量的值即可得到兩排燈的水平距離最小值.
【詳解】(1)解:根據(jù)題意得B0,4,C3,172,
把B0,4,C3,172代入y=?16x2+bx+c得
c=4,172=?16×32+3b+c,解得c=4b=2
∴拋物線的解析式為y=?16x2+2x+4=?16x?62+10,
∴D6,10,
∴拱頂D到地面OA的距離為10m.
(2)解:由題意得隧道中每側(cè)行車道的寬度為12?0.4÷2=5.8m,
∴貨運汽車最外側(cè)與地面OA的交點為1.8,0或10.2,0,
當x=1.8或x=10.2時,y=7.06≥6,
∴這輛貨車能安全通過.
(3)解:令y=8,
則?16x?62+10=8,
解得x1=6+23,x1=6?23,
則x1?x2=43,
∴兩排燈的水平距離最小是43m.
21.(2023·廣東深圳·模擬預測)按要求解答
(1)某市計劃修建一條隧道,已知隧道全長2400米,一工程隊在修了1400米后,加快了工作進度,每天比原計劃多修5米,結(jié)果提前10天完成,求原計劃每天修多長?
(2)隧道建成后的截面圖如圖所示,它可以抽象成如圖所示的拋物線.已知兩個車道寬度OC=OD=4米,人行道地基AC,BD寬均為2米,拱高OM=10.8米.建立如圖所示的直角坐標系.
①此拋物線的函數(shù)表達式為________.(函數(shù)表達式用一般式表示)
②按規(guī)定,車頂部與隧道頂部在豎直方向上的高度差至少0.5米,則此隧道限高________米.
③已知人行道臺階CE,DF高均為0.3米,按照國家標準,人行道寬度不得低于1.25米,該隧道的人行道寬度設(shè)計是否達標?說明理由.
+
【答案】(1)原計劃每天修20米
(2)①y=?0.3x2+10.8;②5.5米;③達標,理由見解析
【分析】(1)設(shè)原計劃每天修x米,然后根據(jù)題意列分式方程求解即可;
(2)①由題意可得E?4,0,F4,0,A?6,0,B6,0,M0,10.8,然后運用待定系數(shù)法解答即可;②車的寬度為4米,令x=4時求得y=6,然后再減去0.5即可解答;③如圖:由CE,DF高均為0.3米,則點G的縱坐標為0.3,令y=0.3可解答點G的橫坐標為35,然后求出FG的長度即可解答.
【詳解】(1)解:設(shè)原計劃每天修x米
則根據(jù)題意可得:2400x?1400x+2400?1400x+5=10
解得:x=?25或x=20
經(jīng)檢驗,x=20是分式方程的解.
答:原計劃每天修20米.
(2)解:①根據(jù)題意可得:C?4,0,D4,0,A?6,0,B6,0,M0,10.8
設(shè)拋物線的函數(shù)表達式為y=ax2+bx+c
由題意可得:0=36a?6b+c0=36a+6b+c10.8=c,解得:a=?0.3b=0c=10.8
所以拋物線的函數(shù)表達式為y=?0.3x2+10.8
②∵車的寬度為4米,車從正中通過,
∴令x=4時,y=?0.3×16+10.8=6,
∴貨車安全行駛裝貨的最大高度為6?0.5=5.5(米).
③如圖:由CE,DF高均為0.3米,則點G的縱坐標為0.3,
令y=0.3,則有:0.3=?0.3x2+10.8,解得:x=35(舍棄負值)
∴人行道臺階的寬度為:FG=35?4≈5.92?4=1.92>1.25
∴人行道寬度設(shè)計達標.
【點睛】本題主要考查了二次函數(shù)的應用、待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)圖像上點的坐標特征等知識點,正確求得函數(shù)解析式是解答本題的關(guān)鍵.
?題型06 噴水問題
22.(2023·山東·中考真題)城建部門計劃修建一條噴泉步行通道.圖1是項目俯視示意圖.步行通道的一側(cè)是一排垂直于路面的柱形噴水裝置,另一側(cè)是方形水池.圖2是主視示意圖.噴水裝置OA的高度是2米,水流從噴頭A處噴出后呈拋物線路徑落入水池內(nèi),當水流在與噴頭水平距離為2米時達到最高點B,此時距路面的最大高度為3.6米.為避免濺起的水霧影響通道上的行人,計劃安裝一個透明的傾斜防水罩,防水罩的一端固定在噴水裝置上的點M處,另一端與路面的垂直高度NC為1.8米,且與噴泉水流的水平距離ND為0.3米.點C到水池外壁的水平距離CE=0.6米,求步行通道的寬OE.(結(jié)果精確到0.1米)參考數(shù)據(jù):2≈1.41

【答案】3.2米
【分析】先以點O為坐標原點,OC所在直線為x軸,OA所在直線為y軸,建立平面直角坐標系,則A0,2,B2,3.6,設(shè)設(shè)拋物線的解析式為y=ax?22+3.6,把A0,2代入,求得a=?0.4,即1.8=?0.4x?22+3.6,再求出點D的坐標,即可求解.
【詳解】解:如圖,建立平面直角坐標系,

由題意知:A0,2,B2,3.6,
∵拋物線的最高點B,
∴設(shè)拋物線的解析式為y=ax?22+3.6,
把A0,2代入,得2=a0?22+3.6,
解得a=?0.4,
∴拋物線的解析式為y=?0.4x?22+3.6,
令y=1.8,則1.8=?0.4x?22+3.6,
解得:x=2±322,
∴D2+322,1.8,
∴OE=xD?ND?CE=2+322?0.3?06≈3.2 (米),
答:步行通道的寬OE的長約為3.2米.
【點睛】本題考查拋物線的實際應用.熟練掌握用待定系數(shù)法求拋物線解析式和拋物線的圖象性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
23.(2022·浙江臺州·中考真題)如圖1,灌溉車沿著平行于綠化帶底部邊線l的方向行駛,為綠化帶澆水.噴水口H離地豎直高度為?(單位:m).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,其水平寬度DE=3m,豎直高度為EF的長.下邊緣拋物線是由上邊緣拋物線向左平移得到,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l的距離OD為d(單位:m).
(1)若?=1.5,EF=0.5m;
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求下邊緣拋物線與x軸的正半軸交點B的坐標;
③要使灌溉車行駛時噴出的水能澆灌到整個綠化帶,求d的取值范圍;
(2)若EF=1m.要使灌溉車行駛時噴出的水能澆灌到整個綠化帶,請直接寫出?的最小值.
【答案】(1)①y=?18x?22+2,6m;②(2,0);③2≤d≤23?1
(2)6532
【分析】(1)①根據(jù)頂點式求上邊緣二次函數(shù)解析式即可;
②設(shè)根據(jù)對稱性求出平移規(guī)則,再根據(jù)平移規(guī)則由C點求出B點坐標;
③要使灌溉車行駛時噴出的水能澆灌到整個綠化帶,則上邊緣拋物線至少要經(jīng)過F點,下邊緣拋物線OB≤d,計算即可;
(2)當噴水口高度最低,且恰好能澆灌到整個綠化帶時,點D,F(xiàn)恰好分別在兩條拋物線上,設(shè)出D、F坐標計算即可.
【詳解】(1)(1)①如圖1,由題意得A(2,2)是上邊緣拋物線的頂點,
設(shè)y=a(x?2)2+2.
又∵拋物線經(jīng)過點(0,1.5),
∴1.5=4a+2,
∴a=?18.
∴上邊緣拋物線的函數(shù)解析式為y=?18(x?2)2+2.
當y=0時,?18(x?2)2+2=0,
∴x1=6,x2=?2(舍去).
∴噴出水的最大射程OC為6m.
圖1
②∵對稱軸為直線x=2,
∴點(0,1.5)的對稱點的坐標為(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,
即點B是由點C向左平移4m得到,則點B的坐標為(2,0).
③如圖2,先看上邊緣拋物線,
∵EF=0.5,
∴點F的縱坐標為0.5.
拋物線恰好經(jīng)過點F時,
?18(x?2)2+2=0.5.
解得x=2±23,
∵x>0,
∴x=2+23.
當x>0時,y隨著x的增大而減小,
∴當2≤x≤6時,要使y≥0.5,
則x≤2+23.
∵當0≤x0.5,
∴當0≤x≤6時,要使y≥0.5,則0≤x≤2+23.
∵DE=3,灌溉車噴出的水要澆灌到整個綠化帶,
∴d的最大值為(2+23)?3=23?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OB≤d,
∴d的最小值為2.
綜上所述,d的取值范圍是2≤d≤23?1.
(2)?的最小值為6532.
由題意得A(2,?+0.5)是上邊緣拋物線的頂點,
∴設(shè)上邊緣拋物線解析式為y=a(x?2)2+?+0.5.
∵上邊緣拋物線過出水口(0,h)
∴y=4a+?+0.5=?
解得a=?18
∴上邊緣拋物線解析式為y=?18(x?2)2+?+0.5
∵對稱軸為直線x=2,
∴點(0,?)的對稱點的坐標為(4,?).
∴下邊緣拋物線是由上邊緣拋物線向左平移4m得到的,
∴下邊緣拋物線解析式為y=?18(x+2)2+?+0.5.
當噴水口高度最低,且恰好能澆灌到整個綠化帶時,點D,F(xiàn)恰好分別在兩條拋物線上,
∵DE=3
∴設(shè)點Dm,0,Em+3,0,F(xiàn)m+3,?18(m+3?2)2+?+0.5,
∵D在下邊緣拋物線上,
∴?18(m+2)2+?+0.5=0
∵EF=1
∴?18(m+3?2)2+?+0.5=1
∴?18(m+3?2)2+?+0.5? ?18(m+2)2+?+0.5=1,
解得m=2.5,
代入?18(m+2)2+?+0.5=0,得?=6532.
所以?的最小值為6532.
【點睛】本題考查二次函數(shù)的實際應用中的噴水問題,構(gòu)造二次函數(shù)模型并把實際問題中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二次函數(shù)上的坐標是解題的關(guān)鍵.
24.(2022·河南·中考真題)小紅看到一處噴水景觀,噴出的水柱呈拋物線形狀,她對此展開研究:測得噴水頭P距地面0.7m,水柱在距噴水頭P水平距離5m處達到最高,最高點距地面3.2m;建立如圖所示的平面直角坐標系,并設(shè)拋物線的表達式為y=ax??2+k,其中x(m)是水柱距噴水頭的水平距離,y(m)是水柱距地面的高度.
(1)求拋物線的表達式.
(2)爸爸站在水柱正下方,且距噴水頭P水平距離3m,身高1.6m的小紅在水柱下方走動,當她的頭頂恰好接觸到水柱時,求她與爸爸的水平距離.
【答案】(1)y=?0.1x?52+3.2
(2)2或6m
【分析】(1)根據(jù)頂點5,3.2,設(shè)拋物線的表達式為y=ax?52+3.2,將點P0,0.7,代入即可求解;
(2)將y=1.6代入(1)的解析式,求得x的值,進而求與點3,0的距離即可求解.
【詳解】(1)解:根據(jù)題意可知拋物線的頂點為5,3.2,
設(shè)拋物線的解析式為y=ax?52+3.2,
將點0,0.7代入,得0.7=25a+3.2,
解得a=?0.1,
∴拋物線的解析式為y=?0.1x?52+3.2,
(2)由y=?0.1x?52+3.2,令y=1.6,
得1.6=?0.1x?52+3.2,
解得x1=1,x2=9,
∵爸爸站在水柱正下方,且距噴水頭P水平距離3m,
∴當她的頭頂恰好接觸到水柱時,她與爸爸的水平距離為3?1=2(m),或9?3=6(m).
【點睛】本題考查了二次函數(shù)的實際應用,掌握頂點式求二次函數(shù)解析式是解題的關(guān)鍵.
25.(2024·廣西南寧·三模)美麗邕城四季常青,這與南寧市重視城市綠化密不可分,市區(qū)很多公園廣場都安裝有綠地噴淋系統(tǒng).現(xiàn)準備在某草坪上安裝一個自動噴水裝置,其示意圖如圖1,噴水裝置噴射出來的水流可以近似的看成拋物線,點A、M在拋物線上,A為出水口,M為水流與地面的交點.如圖2,若水流距離地面的高度y(單位m)與水流距離出水口的水平距離x(單位m)之間具有函數(shù)關(guān)系:y=13x?12+34.
(1)自動噴水裝置噴水口距離地面的高度OA=_____m;
(2)如圖1,該自動噴水裝置能旋轉(zhuǎn)240°,它的噴灌區(qū)域是一個扇形,求它能噴灌的草坪面積(結(jié)果保留π);
(3)如圖3,若噴水口正后方1米處有一條人行步道l,為行人安全,水流不能噴濺到步道上,請通過計算說明噴水裝置安裝位置是否合理?
【答案】(1)512;
(2)它能噴灌的草坪面積為256πm2;
(3)噴水裝置安裝位置不合理,過程見解析.
【分析】本題考查解直角三角形的應用,二次函數(shù)的應用等.
(1)當x=0時,求出y的值即可;
(2)令y=0求出x的值,根據(jù)扇形的面積公式求解即可.
(3)連接BC,過O作OD⊥BC于點D,求出∠BOD=∠COD=60°,在Rt△OBD中,解直角三角形即可求解.
【詳解】(1)解:當x=0時,y=?13+34=512,
故答案為:512;
(2)當y=0時,?13x?12+34=0,
解得:x=52或x=?12(舍去),
∴240×2.52π360=256π,
答:它能噴灌的草坪面積為256πm2;
(3)連接BC,過O作OD⊥BC于點D,
則BD=CD,∠BOD=∠COD= 3602?240°2=60°,
在Rt△OBD中,cs∠BOD=ODOB,
∴OD=OBcs∠BOD=52×12=1.25>1,
∴噴水裝置安裝位置不合理.
26.(2024·湖北武漢·二模)某廣場建了一座圓形音樂噴水池,在池中心豎直安裝一根水管OA,安裝在水管頂端A處的圓形噴頭向四周噴水,且各個方向噴出的拋物線形水柱形狀相同.如圖1,以池中心O點為坐標原點,水平方向為x軸,OA所在的直線為y軸,建立平面直角坐標系.x軸上的點C,D為水柱的落水點,若落地直徑CD=8m,使噴出的拋物線形水柱在與池中心的水平距離為32m處達到最高258m.
(1)求圖1中右邊拋物線的解析式;
(2)計劃在圖1中的線段OD上的點B處豎立一座雕像,雕像高BE=98m,若想雕像不碰到水柱,請求出線段OB的取值范圍;
(3)圓形水池的直徑為12m,噴水造型會隨著音樂節(jié)奏起伏而變化,從而產(chǎn)生一組不同的拋物線(如圖2),若右側(cè)拋物線頂點始終在直線y=2512x上,當噴出的拋物線水柱最大高度為254m時,水柱會噴到圓形水池之外嗎?請說明理由.
【答案】(1)y=?12x?322+258
(2)0

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