全国人教版数学九年级上册课课练:22.3 实际问题与二次函数(word版含答案)

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名称 全国人教版数学九年级上册课课练:22.3 实际问题与二次函数(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 数学
更新时间 2022-07-30 21:36:11

文档简介

[二次函数与拱桥类问题]
一、选择题
1.某广场有一喷水池,水从地面喷出,以水平地面为x轴,出水点为原点,建立如图图所示的平面直角坐标系,水在空中划出的曲线是抛物线y=-x2+4x(单位:米)的一部分,则水喷出的最大高度是(  )
A.4米 B.3米 C.2米 D.1米
2.如图图,铅球运动员掷铅球的高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数解析式是y=-x2+x+,则该运动员此次掷铅球的成绩是(  )
A.6 m B.12 m C.8 m D.10 m
3.一位篮球运动员在距离篮圈中心水平距离4 m处起跳投篮,球沿一条抛物线运动,当球运动的水平距离为2.5 m时,达到最大高度3.5 m,然后准确落入篮筐内.已知篮圈中心距离地面的高度为3.05 m,在如图图(示意图)所示的平面直角坐标系中,下列说法正确的是(  )
A.此抛物线的解析式是y=-x2+3.5
B.篮圈中心的坐标是(4,3.05)
C.此抛物线的顶点坐标是(3.5,0)
D.篮球出手时离地面的高度是2 m
4.某公园草坪的防护栏是由100段形状相同的抛物线组成的.为了牢固起见,每段防护栏需要间距0.4 m加设一根不锈钢的支柱,防护栏的最高点距底部0.5 m(如图图),则这条防护栏需要不锈钢支柱的总长度至少为(  )
A.50 m B.100 m C.160 m D.200 m
5.2020·绵阳如图图,三孔桥横截面的三个孔都呈抛物线形,两小孔形状、大小完全相同.当水面刚好淹没小孔时,大孔水面宽度为10米,孔顶离水面1.5米;当水位下降,大孔水面宽度为14米时,单个小孔的水面宽度为4米.若大孔水面宽度为20米,则单个小孔的水面宽度为(  )
A.4 米 B.5 米 C.2 米 D.7米
二、填空题
6.飞机着陆后滑行的距离s(单位:米)关于滑行时间t(单位:秒)的函数解析式是s=60t-t2,则飞机着陆后滑行的最长时间为________秒.
7.如图图是一座抛物线形拱桥,当水面宽为12 m时,桥拱顶部离水面4 m,以水平方向为x轴,建立平面直角坐标系.若选取点A为坐标原点时的抛物线解析式为y=-(x-6)2+4,则选取点B为坐标原点时的抛物线解析式为________________.
8.如图图是某地一座抛物线形拱桥,桥拱在竖直平面内与水平桥面相交于A,B两点,桥拱最高点C到AB的距离为9 m,AB=36 m,D,E为桥拱底部的两点,且DE∥AB,点E到直线AB的距离为7 m,则DE的长为________m.
三、解答题
9.一自动喷灌设备的喷流情况如图图所示,设水管AB在高出地面1.5米的B处有一自动旋转的喷水头,一瞬间喷出的水流是抛物线状,喷头B与水流最高点C的连线与水平线成45°角,水流最高点C比喷头高2米.求:
(1)点C的坐标;
(2)此抛物线的解析式;
(3)水流落点D到点A的距离.
10.已知一条双向公路隧道,其横断面由抛物线和矩形ABCD的三边组成,隧道的最大高度为4.9米,AB=10米,BC=2.4米,现把隧道横断面放在如图图所示的平面直角坐标系中,有一辆高为4米,宽为2米的装有集装箱的汽车要通过该隧道,如图图果不考虑其他因素,汽车的右侧至少离开隧道石壁多少米才不至于碰到隧道顶部?
建模思想2020·绍兴如图图①,排球场长为18 m,宽为9 m,网高为2.24 m.队员站在底线点O处发球,球从点O的正上方1.9 m的点C发出,运动路线是抛物线的一部分,当球运动到最高点A时,高度为2.88 m,即BA=2.88 m,这时水平距离OB=7 m,以直线OB为x轴,直线OC为y轴,建立平面直角坐标系,如图图图②.
(1)若球向正前方运动(即x轴垂直于底线),求球运动的高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数解析式(不必写出x的取值范围),并判断这次发球能否过网?是否出界?说明理由;
(2)若球过网后的落点是对方场地①号位内的点P(如图图图①,点P距底线1 m,边线0.5 m),则发球点O在底线上的哪个位置?(参考数据:取1.4)
 
答案
1.A  y=-x2+4x=-(x-2)2+4,∴水喷出的最大高度是4米.
2.D  把y=0代入y=-x2+x+,得-x2+x+=0,
解得x1=10,x2=-2.又∵x>0,∴x=10.
故选D.
3.A  ∵抛物线的顶点坐标为(0,3.5),
∴可设抛物线的函数解析式为y=ax2+3.5.
∵篮圈中心(1.5,3.05)在抛物线上,∴3.05=a×1.52+3.5,解得a=-,∴y=-x2+3.5.可见选项A正确.
由图示知,篮圈中心的坐标是(1.5,3.05),可见选项B错误.
由图示知,此抛物线的顶点坐标是(0,3.5),可见选项C错误.
将x=-2.5代入抛物线的解析式,得y=-×(-2.5)2+3.5=2.25,∴这次跳投时,篮球出手时离地面的高度是2.25 m,可见选项D错误.
故选A.
4.C  以2 m长线段所在直线为x轴,以其垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系,求出抛物线的解析式,再求出不锈钢支柱的长度.
5.B 
6.20  求滑行的最长时间实际上是求图象顶点的横坐标.∵s=60t-t2=-(t-20)2+600,∴当t=20时,s的最大值为600.
7.y=-(x+6)2+4
8.48  建立如图图图所示的平面直角坐标系,设AB与y轴交于点H.
∵AB=36 m,
∴AH=BH=18 m.
由题可知:OH=7 m,CH=9 m,
∴OC=9+7=16(m),
则C(0,16),B(18,7).
设该抛物线的解析式为y=ax2+k.
∵抛物线的顶点为C(0,16),
∴抛物线的解析式为y=ax2+16.
把(18,7)代入解析式,得7=182×a+16,
解得a=-,
∴y=-x2+16.
当y=0时,0=-x2+16,
解得x=±24,
∴E(24,0),D(-24,0),
∴OE=OD=24 m,
∴DE=OD+OE=24+24=48(m).
9.解:(1)过点C作CE⊥y轴于点E,CF⊥x轴于点F,则∠CBE=45°,
∴EC=EB=2米.
∵AB=1.5米,
∴CF=AE=AB+BE=1.5+2=3.5(米),
∴C(2,3.5).
(2)设抛物线的解析式为y=a(x-2)2+3.5.
∵抛物线过点B(0,1.5),
∴1.5=a(0-2)2+3.5,
∴a=-,
∴y=-(x-2)2+3.5=-x2+2x+.
(3)∵抛物线与x轴相交时,y=0,
∴0=-x2+2x+,
整理得x2-4x-3=0,
解得x1=2+,x2=2-(舍去),
∴AD=2+,
即水流落点D到点A的距离为(2+)米.
10.解:由题意,知AB=10米,BC=2.4米,
∴C(10,0),B(10,-2.4),A(0,-2.4).
由题意,知抛物线的顶点坐标为(5,2.5).
设抛物线的解析式为y=a(x-5)2+2.5.
将(10,0)代入解析式,
得0=a(10-5)2+2.5,
解得a=-,
∴y=-(x-5)2+2.5=-x2+x.
此公路为双向公路,当汽车高为4米时,汽车顶部在抛物线隧道中对应的纵坐标y=4-2.4=1.6,
由1.6=-x2+x,解得x1=2,x2=8.
故汽车要通过隧道,其右侧至少要离开隧道石壁2米才不至于碰到隧道顶部.
[素养提升]
解:(1)设球运动的高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数解析式为y=a(x-7)2+2.88.
把(0,1.9)代入,
得a×(0-7)2+2.88=1.9,解得a=-,
∴球运动的高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数解析式为y=-(x-7)2+2.88.
这次发球能过网,但是出界了.
理由:在y=-(x-7)2+2.88中,当x=9时,y=-×(9-7)2+2.88=2.8>2.24,
当x=18时,y=-×(18-7)2+2.88=0.46>0,
故这次发球能过网,但是出界了.
(2)如图图图,分别过点P,O作底线、边线的平行线PQ,OQ交于点Q.
在Rt△OPQ中,OQ=18-1=17,
在y=-(x-7)2+2.88中,令y=0,得-(x-7)2+2.88=0,
解得x1=19,x2=-5(不合题意,舍去),
∴OP=19,而OQ=17,
故PQ=6 ≈8.4.
∵9-8.4-0.5=0.1,
∴发球点O要在底线上且距右边线约0.1 m处.[二次函数与最大利润问题]
一、选择题
1.某种服装的销售利润y(万元)与销售数量x(万件)之间满足函数解析式y=-2x2+4x+5,则利润的(  )
A.最大值为5万元 B.最大值为7万元
C.最小值为5万元 D.最小值为7万元
2.某企业生产季节性产品,当产品无利润时,企业自动停产,经过调研,它一年中每月获得的利润y(万元)和月份n之间满足函数解析式y=-n2+12n-11,则企业停产的月份为(  )
A.1月和11月 B.1月、11月和12月
C.1月 D.1月至11月
3.某商品进货单价为90元/个,按100元/个出售时,能售出500个,如图图果这种商品每个每涨价1元,那么其销售量就减少10个,为了获得最大利润,其单价应定为(  )
A.130元/个 B.120元/个
C.110元/个 D.100元/个
二、填空题
4.某种商品每件的进价为20元,调查表明:在某段时间内若以每件x元(20≤x≤30,且x为整数)出售,则可卖出(30-x)件.若要使销售利润最大,则每件的售价应为________元.
5.某大学生利用业余时间销售一种进价为60元/件的文化衫,前期了解并整理了销售这种文化衫的相关信息如图图下:
(1)月销量y(件)与售价x(元/件)的关系满足y=-2x+400;
(2)工商部门限制售价x满足70≤x≤150(计算月利润时不考虑其他成本).
给出下列结论:
①这种文化衫的月销量最小为100件;
②这种文化衫的月销量最大为260件;
③销售这种文化衫的月利润最小为2600元;
④销售这种文化衫的月利润最大为9000元.
其中正确的是________.(把所有正确结论的序号都填上)
三、解答题
6.已知某商品的进价为每件40元,现售价为每件60元,每星期可卖出300件.经市场调查反映,每件商品每涨价1元,每星期可少卖出10件.
(1)要想每星期获得6090元的利润,该商品每件的售价应定为多少元?
(2)每星期能否获利7000元?试说明理由;
(3)该商品每件的售价定为多少元时,每星期获利最大?最大利润是多少?
7.2020·宿迁某超市经销一种商品,每千克成本为50元.经试销发现,该种商品的每天销售量y(千克)与销售单价x(元/千克)满足一次函数关系,其每天销售单价、销售量的四组对应值如图图下表所示:
销售单价x(元/千克) 55 60 65 70
销售量y(千克) 70 60 50 40
(1)求y(千克)与x(元/千克)之间的函数解析式(不必写出自变量的取值范围);
(2)为保证某天获得600元的销售利润,则该天的销售单价应定为多少?
(3)当销售单价定为多少时,才能使当天的销售利润最大?最大利润是多少?
8.2020·营口某超市销售一款“免洗洗手液”,这款“免洗洗手液”的成本价为每瓶16元,当销售单价定为20元/瓶时,每天可售出80瓶.根据市场行情,现决定降价销售.市场调查反映:销售单价每降低0.5元/瓶,则每天可多售出20瓶(销售单价不低于成本价).若设这款“免洗洗手液”的销售单价为x(元/瓶),每天的销售量为y(瓶).
(1)求每天的销售量y(瓶)与销售单价x(元/瓶)之间的函数解析式;
(2)当销售单价为多少时,销售这款“免洗洗手液”每天的销售利润最大?最大利润为多少元?
数学建模宏兴企业接到一批产品的生产任务,按要求必须在14天内完成.已知每件产品的出厂价为60元.工人甲第x天生产的产品数量为y件,y与x之间满足如图图下关系:y=
(1)工人甲第几天生产的产品数量为70件?
(2)设第x天生产的产品成本为P元/件,P与x之间的函数图象如图图.工人甲第x天创造的利润为W元,求W与x之间的函数解析式,并求出第几天时,工人甲所创造的利润最大,最大利润是多少.
答案
1.B
2.B  由题意知,利润y和月份n之间的函数解析式为y=-n2+12n-11,
∴y=-(n-6)2+25,
当n=1时,y=0;
当n=11时,y=0;
当n=12时,y<0.
故停产的月份是1月、11月和12月.
故选B.
3.B  设销售该商品的利润为y元,每个涨价x元,则有y=(100+x-90)(500-10x)=-10(x-20)2+9000,故每个商品涨价20元,即单价为120元/个时,获得最大利润.
4.25  设利润为w元,则w=(x-20)(30-x)=-(x-25)2+25.
∵20≤x≤30,
∴当x=25时,二次函数有最大值25.
5.①②③  由题意知,当70≤x≤150时,y=-2x+400.
∵-2<0,∴y随x的增大而减小,
∴当x=150时,y取得最小值,最小值为100,故①正确;
当x=70时,y取得最大值,最大值为260,故②正确;
设销售这种文化衫的月利润为W元,
则W=(x-60)(-2x+400)=-2(x-130)2+9800.
∵-2<0,70≤x≤150,
∴当x=70时,W取得最小值,最小值为-2×(70-130)2+9800=2600,故③正确;
当x=130时,W取得最大值,最大值为9800,故④错误.
故答案为①②③.
6.解:设该商品每件涨价x元时,每星期获得的总利润为y元.
(1)由题意,得(60+x-40)(300-10x)=6090,
整理得x2-10x+9=0,
解得x1=1,x2=9.
60+1=61(元),60+9=69(元).
答:要想每星期获得6090元的利润,该商品每件的售价应定为61元或69元.
(2)不能.理由:根据题意,得(60+x-40)(300-10x)=7000,
整理得x2-10x+100=0.
∵Δ=(-10)2-4×1×100<0,
∴此方程无实数根,
∴销售该商品每星期不能获利7000元.
(3)y=(60+x-40)(300-10x)=-10x2+100x+6000=-10(x-5)2+6250,
∴当x=5时,y最大值=6250,60+x=65.
答:该商品每件的售价定为65元时,每星期获利最大,最大利润是6250元.
7.解:(1)设y与x之间的函数解析式为y=kx+b,则解得
则y=-2x+180.
将另外两组对应值代入,解析式仍成立.
∴y(千克)与x(元/千克)之间的函数解析式为y=-2x+180.
(2)由题意,得(x-50)(-2x+180)=600.
整理,得x2-140x+4800=0,
解得x1=60,x2=80.
答:为保证某天获得600元的销售利润,则该天的销售单价应定为60元/千克或80元/千克.
(3)设当天的销售利润为w元,则w=(x-50)(-2x+180)=-2(x-70)2+800.
∵-2<0,∴当x=70时,w最大值=800.
答:当销售单价定为70元/千克时,才能使当天的销售利润最大,最大利润是800元.
8.解:(1)由题意,得y=80+20×=-40x+880(16≤x≤22).
(2)设每天的销售利润为w元,则
w=(-40x+880)(x-16)=-40x2+880x+640x-14080=-40(x-19)2+360.
∵a=-40<0,∴二次函数图象开口向下,
∴当x=19时,w最大,w最大=360.
答:当销售单价为19元/瓶时,每天的销售利润最大,最大利润为360元.
[素养提升]
解:(1)令7.5x=70,则x=>4,不符合题意.
令5x+10=70,解得x=12.
答:工人甲第12天生产的产品数量为70件.
(2)由函数图象知,当0≤x≤4时,P=40;
当4<x≤14时,设P=kx+b.
将(4,40),(14,50)代入,得解得
∴P=x+36.
①当0≤x≤4时,W=(60-40)·7.5x=150x.
∵W随x的增大而增大,
∴当x=4时,W最大=600.
②当4<x≤14时,W=(60-x-36)(5x+10)=-5x2+110x+240=-5(x-11)2+845,
∴当x=11时,W最大=845.
∵845>600,
∴当x=11时,W取得最大值,最大值为845.
综上,W与x之间的函数解析式为
W=
第11天时,工人甲所创造的利润最大,最大利润是845元.[二次函数与图形面积问题]
一、选择题
1.2019·石家庄行唐期末如图图,一边靠墙(墙足够长),其他三边用12 m长的篱笆围成一个矩形(ABCD)花园,这个花园的最大面积是(  )
A.16 m2 B.12 m2
C.18 m2 D.以上都不对
2.2019·连云港如图图,利用一个直角墙角(墙足够长)修建一个梯形储料场ABCD,其中∠C=120°.若新建墙BC与CD的总长为12 m,则该梯形储料场ABCD的最大面积是
(  )
A.18 m2 B.18 m2
C.24 m2 D. m2
二、填空题
3.如图图,在△ABC中,∠C=90°,AB=10 cm,BC=8 cm,点P从点A出发沿AC向点C以1 cm/s的速度运动,同时点Q从点C出发沿CB向点B以2 cm/s的速度运动(点Q运动到点B时,两点同时停止运动),在运动过程中,四边形PABQ的面积的最小值为________.
三、解答题
4.2020·东莞月考如图图①,要利用一面墙(墙长为15 m)建羊圈,用30 m的围栏围成两个大小相同的矩形羊圈,设羊圈的一边AB长为x m,总面积为y m2.
(1)如图图果要围成总面积为63 m2的羊圈,AB的长是多少?
(2)能否围成总面积为81 m2的羊圈?若能,请求出AB的长;若不能,请说明理由.
(3)如图图果两个矩形羊圈各开一个宽1 m的门(如图图图②),在不浪费围栏的情况下,求y与x之间的函数解析式,并写出x的取值范围.
5.如图图,用一块长为50 cm,宽为30 cm的矩形铁片制作一个无盖的长方体盒子,若在铁片的四个角各剪去一个相同的小正方形,设小正方形的边长为x cm.
(1)盒子底面的长AB=________ cm,宽BC=________ cm.(用含x的代数式表示)
(2)若做成的盒子的底面积为300 cm2,求该盒子的容积.
(3)该盒子的侧面积S(cm2)是否存在最大值?若存在,请求出此时x的值及S的最大值;若不存在,请说明理由.
6.为了节省材料,某水产养殖户利用水库的岸堤(岸堤足够长)为一边,用总长为80 m的围网在水库中围成了如图图所示的①②③三块矩形区域,而且这三块矩形区域的面积相等.设BC的长度为x m,矩形区域ABCD的面积为y m2.
(1)求y与x之间的函数解析式,并注明自变量x的取值范围;
(2)当x为何值时,y有最大值?最大值是多少?
函数建模有一块形状如图图所示的五边形余料ABCDE,AB=AE=6,BC=5,∠A=∠B=90°,∠C=135°,∠E>90°,要在这块余料中截取一块矩形材料,其中一条边在AE上,并使所截矩形材料的面积尽可能大.
(1)若所截矩形材料的一条边是BC或AE,求矩形材料的面积.
(2)能否截出比(1)中面积更大的矩形材料?如图图果能,求出这个矩形材料面积的最大值;如图图果不能,说明理由.
答案
1.C  设矩形与墙垂直的一边长为x m,
则这个花园的面积S=x(12-2x)=-2x2+12x=-2(x-3)2+18,

∴0∴当x=3时,S取得最大值,此时S=18,
即这个花园的最大面积是18 m2.
2.C  如图图图,过点C作CE⊥AB于点E,
则四边形ADCE为矩形,∠DCE=∠CEB=90°,
则∠BCE=∠BCD-∠DCE=30°.
设CD=AE=x m,
则BC=(12-x)m.
在Rt△CBE中,
∵∠CEB=90°,∠BCE=30°,
∴BE=BC=(6-x)m,
∴AD=CE==(6 -x)m,AB=AE+BE=x+6-x=(x+6)m,
∴梯形ABCD的面积=(CD+AB)·CE
=(x+x+6)·(6 -x)
=-x2+3 x+18
=-(x-4)2+24 ,
∴当x=4时,S最大值=24 ,
即当CD的长为4 m时,梯形储料场ABCD的面积最大为24 m2.故选C.
3.15 cm2  在Rt△ABC中,∵∠C=90°,AB=10 cm,BC=8 cm,
∴AC==6 cm.
设运动时间为t s(0≤t≤4),则PC=(6-t)cm,CQ=2t cm,
∴S四边形PABQ=S△ABC-S△CPQ=AC·BC-PC·CQ=×6×8-(6-t)×2t=t2-6t+24=(t-3)2+15,
∴当t=3时,四边形PABQ的面积取得最小值,最小值为15 cm2.
4.解:(1)根据题意,得x(30-3x)=63.
整理,得x2-10x+21=0,
解得x1=3,x2=7.
当x=3时,BC=30-9=21>15,不成立,
当x=7时,BC=30-21=9<15,成立,
∴AB的长为7 m.
(2)不能.理由:根据题意,得x(30-3x)=81.
整理,得x2-10x+27=0.
∵Δ=100-108=-8<0,
∴此方程无实数根,
∴不能围成总面积为81 m2的羊圈.
(3)根据题意,得y=x(30-3x+2),
即所求的函数解析式为y=-3x2+32x(≤x<10).
5.解:(1)(50-2x) (30-2x)
(2)依题意,得(50-2x)(30-2x)=300,
整理,得x2-40x+300=0,
解得x1=10,x2=30(不符合题意,舍去).
当x=10时,盒子的容积=300×10=3000(cm3).
(3)存在.盒子的侧面积S=2x(50-2x)+2x(30-2x)=100x-4x2+60x-4x2=-8x2+160x=-8(x-10)2+800,
∴当x=10时,S有最大值,最大值为800.
6.解:(1)∵三块矩形区域的面积相等,
∴矩形AEFD的面积是矩形BCFE的面积的2倍,
∴AE=2BE.设BE=a,则AE=2a,
∴8a+2x=80,
∴a=-x+10,3a=-x+30,
∴y=(-x+30)x=-x2+30x.
∵a=-x+10>0,
∴x<40,
则y=-x2+30x(0<x<40).
(2)∵y=-x2+30x=-(x-20)2+300(0<x<40),且二次项系数为-<0,∴当x=20时,y有最大值,最大值是300.
[素养提升]
解:(1)①若所截矩形材料的一条边是BC,如图图图①所示.过点C作CF⊥AE于点F,
则S1=AB·BC=6×5=30;
②若所截矩形材料的一条边是AE,如图图图②所示.
过点E作EF∥AB交CD于点F,过点F作FG⊥AB于点G,过点C作CH⊥FG于点H,
则四边形AEFG为矩形,四边形BCHG为矩形,
∴AE=FG=6,HG=BC=5,BG=CH,∠BCH=90°.
∵∠BCD=135°,
∴∠FCH=45°,
∴△CHF为等腰直角三角形,
∴BG=CH=FH=FG-HG=6-5=1,
∴AG=AB-BG=6-1=5,
∴S2=AE·AG=6×5=30.
(2)能.
如图图图③,在CD上取点F,过点F作FM⊥AB于点M,FN⊥AE于点N,过点C作CG⊥FM于点G,
则四边形ANFM为矩形,四边形BCGM为矩形,
∴MG=BC=5,BM=CG,∠BCG=90°.
∵∠BCD=135°,
∴∠FCG=45°,
∴△CGF为等腰直角三角形,
∴FG=CG.
设AM=x,矩形AMFN的面积为S,则BM=6-x,
∴FM=GM+FG=GM+CG=BC+BM=11-x,
∴S=AM·FM=x(11-x)=-x2+11x=-(x-5.5)2+30.25,
∴当x=5.5时,S取得最大值,最大值为30.25.
故这个矩形材料面积的最大值为30.25.