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[组图]二次函数解析式的确定及应用

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二次函数解析式的确定及应用
            编稿老师:郭伦   审稿老师:董嵩   责编:张杨
本周学习内容:
  二次函数解析式的确定,用函数的观点看一元二次方程,二次函数的应用题

学习要求:
  1.经历用三种方式表示变量之间二次函数关系的过程,体会联系与不同的特点,利用不同条件,确定
    二次函数的解析式.
  2.经历探索二次函数与一元二次方程的关系的过程,体会二次函数与一元二次方程之间的联系.
  3.通过经历探索最大利润问题、拱形等问题、透光最大面积等实际问题的过程,体会二次函数是一
    类最优化问题的数学模型,感受数学的应用价值,提高用数学知识解决问题的能力.

内容分析:
1.二次函数的常用表示形式:
  (1)一般式
  (2)顶点式
  (3)(当时)双根式,其中的两根;
    可通过不同的已知条件列方程组求出待定系数,从而确定二次函数解析式.

2.函数的观点看一元二次方程
  一般的,从二次函数的图象可知:
  (1)如果抛物线与x轴有公共点,公共点的横坐标是,那么当时,函数的值为
    O,因此就是方程的一个根.
  (2)二次函数的图象与x轴的位置关系有三种:没有公共点,有一个公共点,有两个公共点.这对应着一
    元二次方程根的三种情况:没有实数根,有两个相等的实数根,有两个不相等的实数根.判别式
    △=分别是小于O,等于0,大于O.
  (3)当x=0时y=c.与y轴交点(0,c).
  利用上面的结论,我们可以利用二次函数的图象求一元二次方程的根.由于作图观察可能存在误差,由图象求得的根,一般是近似的.由此可以看出二次函数与一元二次方程关系密切.比如,已知二次函数的值为3,求自变量x的值,可以解一元二次方程.反过来,解方程又可以看做已知二次函数)的值为0,求自变量的值.

补充例题:
  1.己知抛物线经过A(1,0),B(0,-3),且对称轴x=2,求出函数解析式.
  解:(1)用一般式
      设所求的函数解析式为
      抛物线经过点A(1,0),B(0,-3),且对称轴
      解得
      所以所求的函数解析式为
    (2)用顶点式
      设所求的函数解析式为
      因为抛物线经过A(1,0),B(O,-3),代入上式得
      ,所以函数解析式为,即
    (3)用双根式
      抛物线经过点A(1,0),且对称轴x=2,所以与x轴另一交点为C(3,0)
      设所求的函数解析式为
      因为抛物线经过B(O,-3),代入上式得a=-1
      所以函数解析式为.

  2.某玩具厂计划生产一种玩具熊,每日最高产量为40只,且每日生产的玩具熊全部售出,已知生产x只玩具熊的成本为R(元),售价为每只P(元),且R、P与之间的函数关系式分别为.
  (1)当日产量为多少时,每日获得的利润为1750元?
  (2)当日产量为多少时,每日获得的利润最大? 最大利润是多少?
  解:设每日产量为x只,获得利润元,则
    即,其中0≤≤40,且是整数.
    (1)当y=1750时,,解得(舍)
      所以,当日产量为25只时,每日获得的利润为1750元;
    (2)因为-2<0,所以当x=35时,利润y最大=1950(元)
      当日产量为35只时,每日获得的利润最大,最大利润是1950元.

  3.某旅行社有客房120间,每间客房的日租金为50元,每天都客满.装修后欲提高租金,经调查,一间客房的日租金每增加5元,则客房每天少租6间,不考虑其他因素,每间客房的日租金提高到多少元时,客房的日租金的总收入最高?比装修前的日租金的总收入增加多少元?
  解:设日租金增加5x元,则收入y=(50+5x)(120-6x),是非负整数.
    即(是非负整数).
    当时,(元).
    即日租金提高到75元时,总收入最高,比装修前增加750元.

  4.如图,从一张矩形纸较短的一边上找一点E,过这点剪下两个正方形,它们的边长分别是AE,DE.要使剪下的两个正方形的面积和最小,点E应选在何处?为什么?
  讨论:
  不妨设矩形短边长为,AE为,则DE为
  设两个正方形面积的和为
  则有,即
  即当时,有最小值;即当E为矩形短边的中点时,两个正方形面积的和最小.

  5.一单杠高2.2米,两立柱之间的距离为1.6米,将一根绳子的两端拴于立柱与铁杠的结合处,绳子自然下垂成抛物线状.一身高为0.7米的小孩站在离立柱0.4米处,其头部正好触上绳子,求绳子最低点到地面的距离.
  解:以铁杠中点为原点,如图建立坐标系.
    设解析式为
    则由题可知当时,
    解得,即,其顶点为(0,-2).
    所以绳子最低点到地面的距离是(米).

  6.有一座抛物线形拱,在正常水位时水面AB的宽为20米,如果水位上升3米时,水面CD的宽是10米.
  (1)建立以抛物线顶点为原点的直角坐标系,求此抛物线的解析式;
  (2)现有一辆载有救灾物质的货车从甲地经此桥到乙地,己知甲地到此桥280km(桥身忽略不计).货车正以每小时40km/h的速度开往乙地,当行驶一小时时,忽然接到紧急通知,前方连降暴雨,造成水位以每小时0.25m的速度持续上涨(货车接到通知时水位在CD处,当水位达到桥拱最高点时,禁止车辆通行).问:货车以原来的速度行驶,能否安全通过此桥?若能,说明理由;若不能,要使货车安全通过此,速度应超过每小时多少千米?
  解:如图,设AB、CD分别交y轴于E、F,抛物线顶点为O点.
           
  (1)设解析式,根据题意,D(5,25a),B(10,100a).
    则EF=25a-100a=3,所以,即解析式为
  (2)由(1)可知,
    即水位距离桥顶还有1m,所以水位达到拱最高点还要(h);
    货车以原速行驶,可以行驶40×(4+1)=200km<280km,说明不能通过此
    要想通过此,速度应超过(km/h).

  7.用18米长的木方做一个有一条横档的矩形窗子:
  (1)若横档为2米,面积为多少平方米?
  (2)若横档为4米,面积为多少平方米?
  (3)为使透进的光线最多,则窗子的长、宽应各为多少米?
  矩形是我们非常熟悉的图形,当其周长一定时,正方形面积最大.现在这个图形呢?请同学们先解决前面两个问题,第3问呢?
  解:(1)横档为2米时,长为6米,面积为12平方米.
    (2)横档为4米,长为3米,面积为12平方米.
    (3)设每条水平窗框的长为x米,矩形窗户的面积为y平方米.
      则有,其中.
      即
      当时,y最大值为.

  8.一位运动员在距篮下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米时,达到最大高度3.5米,然后准确落入篮框,已知篮圈中心到地面的距离为3.05米.若该运动员身高1.8米,球在头顶上方0.25米出手,问:球出手时,他跳离地面的高度是多少?
  猜想:
  由于篮球运行的路线是抛物线,可建立适当的直角坐标系,并把相关的数据写成点的坐标,再利用点的坐标及待定系数法求出运行路线的解析式.最后算出跳离地面的高度.
  解答:
  如图,建立平面直角坐标系,点A(1.5,3.05)表示篮框,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,设点C、B、A所在的抛物线的解析式为
  由于抛物线的开口向下,则点B(0,3.5)为顶点坐标,
  所以
  ∵ 抛物线经过点A(1.5,3.05).
  ∴ ,解得
  ∴ 抛物线的解析式为.
  ∴
  所以,球员跳离地面的高度为2.25-(1.8+0.25)=0.2(m).
  注意:在解题过程中把实际语言转化为数学语言.

来源:中国哲士网

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