(共58张PPT)
复习讲义
第一篇 考点精讲
专题三 函数
第15讲 二次函数的应用
聚焦核心
二次函数的应用
1.二次函数与其他函数一样,是解决实际问题的有效模型.利用二
次函数解决实际问题,关键是将实际问题转化为数学问题,从中找到求
二次函数解析式所需的条件,并充分运用二次函数的性质解题.需要注
意的是自变量的取值范围要根据实际问题的意义来确定.
2.建立二次函数模型解决实际问题的一般步骤:
(1)审题,根据题意列出(求出)二次函数的________;
(2)根据已知条件确定自变量的__________;
(3)结合抛物线的特征,利用二次函数的性质解题;
(4)结合实际问题的意义,检验自变量的取值范围的合理性.
解析式
取值范围
注意:二次函数的最大(小)值不一定是实际问题的最大(小)值,
要结合实际问题中自变量的取值范围确定最大(小)值.
第15讲 二次函数的应用
案例分析
考点一 运用二次函数解决抛物线型问题
名师指导
解决抛物线型问题,关键是把实际问题中的有关数据转化为平面直
角坐标系中抛物线的点的坐标,从而确定抛物线对应的函数解析式,并
运用二次函数的性质解决相关的问题.
例1 (2023·贵州·中考节选)图1是一座抛物线型拱桥,小星学习了二次
函数后,受到该图启示设计了一个建筑物造型,它的截面图是抛物线的
一部分(如图2所示),抛物线的顶点在处,对称轴与水平线 垂
直,,点,在抛物线上,且点到对称轴的距离,点
到对称轴的距离是1.
图1
(1)求抛物线对应的函数解析式.
图1
解:设抛物线对应的函数解析式为.
由, ,得,.
将,代入,得
解得
故抛物线对应的函数解析式为 .
(2)如图2,为更加稳固,小星想在上找一点,加装拉杆, ,
同时使拉杆的长度之和最短,请你帮小星找到点 的位置(在图2标出,
保留作图痕迹)并求出点 的坐标.
图2
解:当时,,所以 .
如图14,作点关于的对称点,则.
又点 在上,则,所以 .
由此可得,当,,三点共线时,拉杆, 长度之和最短.
图14
图14
设直线对应的函数解析式为 ,将,代入,得 解得
所以直线 对应的函数解析式为.
当时,.
所以点的坐标为 ,位置如图14所示.
思路点拨(1)已知,的长,则可得到点, 的坐标,从而可用
待定系数法求出解析式.
(2)求,长度之和最短时点 的坐标,即解决最短路径问题,从
而考虑作点关于的对称点,当,,三点共线时,, 长
度之和最短.由于此时点在直线上,因此求出直线 对应的函数解
析式即可得到点 的坐标.
图1
考点专练
图3
1.(2024·广西玉林·模拟)如图3,一名篮球运动员投
篮时,球从点 出手后沿抛物线行进,篮球出手后距
离地面的高度与篮球离出手点的水平距离
之间的函数解析式是 .已知下列说
法:①篮球出手后距离地面的最大高度为 ,②
①
篮球出手点距离地面的高度为 .其中,正确的是____.(填序号)
图4
2.(2025·甘肃兰州·中考改编)一名运动员在 高的跳台进
行跳水,其身体(看成一点)在空中的运动轨迹是一条抛
物线,运动员离水面的高度与离起跳点 的水平距
离之间的函数关系如图4所示,运动员离起跳点 的
水平距离为时达到最高点,当运动员离起跳点 的水
平距离为时,离水面的距离为 .
图4
(1)求关于 的函数解析式.
解:由题意可知,抛物线过点和点 ,对称轴为直
线.
设关于的函数解析式为 ,所以
解得
所以关于 的函数解析式为 .
图4
(2)求运动员从起跳点到入水点的水平距离 的长.
解:在中,令 ,得
.
解得=,=(舍去).
所以运动员从起跳点到入水点的水平距离 的长为()m .
考点二 运用二次函数关系解决最优化问题
名师指导
运用二次函数解决实际问题中的最优化问题,实际上就是求函数的
最大值或最小值.解题时,要先根据题目提供的条件确定二次函数解析
式,将它配方成顶点式,然后根据二次函数的性质确
定最大值或最小值,从而确定最优方案.要注意,二次函数的最大(小)
值不一定是实际问题的最大(小)值,要结合实际问题中自变量的取值
范围确定最大(小)值.
图5
例2 (2025·山东济宁·中考改编)某商场以每件80元的价
格购进一种商品,在一段时间内,销售量 (单位:件)
与销售单价 (单位:元)之间是一次函数关系,其部
分图象如图5所示.
(1)求这段时间内与 之间的函数解析式.
解:设这段时间内与之间的函数解析式为,将 ,
代入,得解得故这段时间内与
之间的函数解析式为 .
(2)在这段时间内,该商品的销售单价不低于100元,且商场还要完成
不少于220件的销售任务,当销售单价为多少时,商场获得利润最大?
最大利润是多少?
图5
解:因为商场销售不少于220件,所以
.解得 .
.
.
根据题意,得 .
图5
因为,所以当,随着 的增大而增大,即当
时,有最大值,为 .
答:当销售单价为116元时,商场获得利润最大,最大利润是 元.
图5
思路点拨(1)根据图象可得直线上的两点坐
标,运用待定系数法可求出与 之间的函数
解析式. (2)设商场获得利润为 ,根据“利
润销售量×销售单价 销售量×每件进价”,
结合(1)中与 之间的函数解析式,可列出
与之间的函数解析式,且与 之间满足二
次函数关系.根据题意确定自变量 的取值范围,结合二次函数的性质确
定最大值.
考点专练
3.(2025·山东菏泽·中考改编)某学校为美化学校环境,打造绿色校园,决
定用篱笆围成一个一面靠墙(墙足够长)的矩形花园,用一道篱笆把花
园分为, 两块(如图6所示),花园里种满牡丹和芍药.学校已定购篱
笆 .
图6
(1)设计一个使花园面积最大的方案,并求出其最大面积.
图6
解:设垂直于墙的边长为,围成的矩形面积为 ,则平行于墙的
边长为 .
根据题意,得.
因为 ,所以当时, 取得最大值,为1 200.
则.
答:垂直于墙的边长为 ,平行于墙的边长为,
花园面积最大,为 .
(2)在花园面积最大的条件下,, 两块区域内分别种植牡丹和芍药,
每平方米种植2株,已知牡丹每株售价25元,芍药每株售价15元,学校
计划购买费用不超过5万元,求最多可以购买多少株牡丹.
图6
解:设购买牡丹株,则购买芍药 株.
根据题意,得.解得 .
答:最多可以购买1 400株牡丹.
考点三 构建二次函数模型探究实际问题
名师指导
构建二次函数模型探究实际问题的题目,通常会给出收集的生活现
象中两个变量的部分数据,要直接根据这些数据判定它们是否满足二次
函数关系比较难,我们可以将这些数据在平面直角坐标系中描出,若这
些点组成的图象是抛物线,则这两个变量满足二次函数关系.判定两个
变量满足二次函数关系后,可设出二次函数的解析式,将已知数据代入
可确定这个函数的解析式,再结合二次函数的图象与性质解决相关问题.
例3 周末,小西和父母一起坐地铁去科技馆参观.在等车的过程中,他
惊叹于地铁每次都能精准地停靠在停止线上.为什么每次地铁停靠都那
么准呢?这里面一定包含着数学知识!小西了解到列车开往科技馆站时,
在距离停车线 处开始减速.他想知道列车从减速开始,经过多少
秒停下来,以及最后一秒滑行的距离.为了解决这个问题,小西通过建
立函数模型来描述列车离停车线的距离与滑行时间 的函数关系,
再应用该函数解决相应的问题
【收集数据】
0 4 8 12 16 20 24 …
256 196 144 100 64 36 16 …
图7
图7
【建立平面直角坐标系】
为了观察与 的关系,建立如图7所示的平
面直角坐标系.根据表中数据描出点,并用平滑的曲线
依次连接.
【解决问题】
(1)根据图象以及数据关系,它可能是我们所学习过的______函数图
象.(填“一次”“二次”或“反比例”).
二次
图7
(2)请根据表格中的数据求出这个函数的解析式.
(不要求写出自变量的取值范围)
解:设列车离停车线的距离与滑行时间 的
函数解析式为.
将 代入,得.
将,代入 ,
得解得
故这个函数的解析式为 .
图7
(3)求列车从开始减速到停止经过的时间及列车在
最后一秒钟滑行的距离.
解:令,则 .
.
当 时, .
故列车从开始减速到停止经过的时间为,列车在最后一秒钟滑行的距离是 .
思路点拨(1)观察图象,这些点组成的曲线是一条抛物线,由此可得出结论.
(2)结合(1)中结论设与 的函数解析式,代入表格中的数据,即可确定这个函数的解析式.
(3)列车停止,即s =0,将s=0代入(2)中的函数解析式,得到t 的值就是列车从开始减速到停止经过的时间.将s=0时t 的值减l,代入(2)中的函数解析式,得到s的值就是列车在最后一秒钟滑行的距离
考点专练
4.(2025·湖北武汉·中考模拟)某课外科技活动小组制作了一种航模飞机,
通过实验,收集了飞机相对于出发点的飞行水平距离(单位: ),
飞行高度(单位:)随飞行时间(单位: )变化的数据如下表.
飞行时间 0 2 4 6 8 …
飞行水平距离 0 10 20 30 40 …
飞行高度 0 22 40 54 64 …
【探究发现】
(1)与,与 之间的数量关系可以用我们已学过的函数来描述.直
接写出关于的函数解析式和关于 的函数解析式.(不要求写出自变量
的取值范围)
提示:设,将代入,得.解得.故 .设
,将,代入,得解得
故 .
解:与是一次函数关系,;与 是二次函数关系, .
【问题解决】
(2)如图8,活动小组在水平安全线上 处设置一个高度可以变化的发
射平台试飞该航模飞机.根据上面的探究发现解决下列问题.
图8
图8
①当发射平台相对于水平安全线的高度为
时,求飞机落到水平安全线时飞行的水平距离.
解:根据题意,得 .
(不合题意,舍去),.
当 时,.
答:飞机落到水平安全线时飞行的水平距离为 .
②在安全线上设置回收区域,, .当飞机落到
内(不包括端点, )时,求发射平台相对于水平安全线的高度
的变化范围.
图8
解:设发射平台相对于水平安全线的高度为 ,则飞机相对于水平安全线的飞行高度 .
, ,得,即 .
图8
所以2.在中,当,时,
;当,时,.
所以 .
答:发射平台相对于水平安全线的高度的变化范围是大于且小于 .
第15讲 二次函数的应用
靶向锤炼
靶向练
1.(2025·山西朔州·模拟)图1是太原晋阳湖公园一座抛物线形拱桥,按
如图2所示建立平面直角坐标系,在正常水位时水面宽 ,当
水位上升时,水面宽 ,则该抛物线对应的函数解析式为
( ).
图1
图2
A. B. C. D.
提示:根据题意,设抛物线对应的函数解析式为, ,
,将,分别代入 ,得
解得 所以抛物线对应的函数解析式为
.
图1
图2
【答案】B
2.(2025·山东青岛·模拟)某商场购进一批成本价为10元的文具,若按
每件15元出售,则每天可销售50件.经调查发现,这种文具的销售单价
每提高1元,其销售量相应减少5件.设文具的销售单价为 元,每天的销
售利润为元,则与 的函数解析式为________________________.
图3
3.(2025·湖北宜昌·中考改编)如图3,一名学生
推铅球,铅球的行进高度(单位: )与水平
距离(单位: )之间的关系是
,则该学生推铅球的成
绩为____ .
10
图4
4.如图4,某校劳动实践基地用总长为 的栅栏,
围成一块一边靠墙的矩形试验田,墙长为 ,栅
栏在安装过程中不重叠、无损耗,设矩形试验田与
墙垂直的一边长为(单位: ),与墙平行的一边
长为(单位:),面积为(单位: ).
(1)直接写出与,与之间的函数解析式.(不要求写 的取值范围)
解:, .
图4
(2)矩形试验田的面积能达到 吗?如果能,那么求 的值;如果不能,那么请说明理由.
解:因为,所以 .
.
所以.
当 时,,整理得.
解得, .
因为,所以符合题意.
所以当 时,矩形试验田的面积能达到 .
(3)当的值是多少时,矩形试验田的面积 最大?最大面积是多少?
图4
解:因为,且 ,所以当时,有最大值,最大面积是 .
提分练
5.(2025·江苏苏州·模拟)某商店销售A,B两款商品,利润(单位:元)
分别为和,其中 为销量(单位:袋).若本周销
售两款商品一共20袋,则能获得的最大利润为_____元.
170
提示:设商店销售A款商品袋,则销售B款商品 袋,则总利
润.因为,, 为正整数,所以当
或10时,有最大值,为 ,即能获得
的最大利润为170元.
6.(2025·河南·模拟)学校组织学生进行跨学科主题学习活动,利用函
数的相关知识研究某种化学试剂的挥发情况.在A,B两种不同的场景下
做对比实验,得到该试剂在挥发过程中剩余质量, 与时间
的函数关系,制作如下的活动报告.
【活动主题】研究在A,B两种不同的场景下某化学试剂的挥发情况.
【记录数据】
0 5 10 15 20 …
23 21.5 18 12.5 5 …
23 18 13 8 3 …
【绘制图象】
【建立模型】发现在A,B两种不同的场景下该化学试剂挥发过程
中剩余质量,与时间 之间存在函数关系,关系式为:
?, ?.
【解决问题】根据以上报告内容,解决下列问题:
(1)在图5所给的平面直角坐标系中补全函数, 的图象.
图5
解:画出函数图象如图11.
图11
(2)从,, 中,选择适当的函
数模型分别模拟两种场景下,随 变化的函数关系,并求出相应的
函数解析式.
解:由图11可知,函数的图象是抛物线的一部分,与 之间近似满足函数关系.将, 代入,得
解得
所以 .
图11
由图11可知,函数的图象是直线的一部分,与 之间近似满足函数关系.
将,代入,得
解得
所以.
图11
(3)查阅资料可知,该化学试剂发挥作用的最小质量为 .在上述实验
中,记该化学试剂在场景A,B中发挥作用的时间分别为, ,直接
写出与 的大小关系.
解:由图象可知,当时, .
图11
拔尖练
图6
7.(2025·广西南宁·模拟)一名女子跳水运动员参
加 跳台跳水比赛,她选择了一个极具难度的
(向后翻腾三周半抱膝的跳水动作).如图6,
建立平面直角坐标系.她(看作一点)从点
起跳后的运动路线可以看作抛物线的一部
分,从起跳到入水的过程中,她的竖直高度(单位:)与水平距离
(单位:)近似满足函数关系式 .
(1)在平时训练完成一次跳水动作时,运动员的水平距离 与竖直高度
的几组对应数据如下:
水平距离 0 3 3.5 4 4.5
竖直高度 10 10 10 6.25
根据上述数据, 的值为______,函数解析式为
__________________________.
图6
11.25
图6
提示:根据表格,得函数图象过点
,, ,所以对称
轴为直线 .所以设函数解析
式为 .根据题意,得
解得
所以
.
水平距离 0 3 3.5 4 4.5
竖直高度 10 10 10 6.25
(2)比赛当天的某一次跳水中,该名运动员的竖直高度与水平距离 近
似满足函数关系 ,记她训练时入水点的水平距离为
,比赛当天入水点的水平距离为,请通过计算比较与 的大小.
图6
图6
解:对于 ,当
时, ,解得, (不合题意,舍去).
所以 .
对于,当 时,
,解得, (不合题意,舍去).
.
因为 ,所以.
从而得 .
所以 .
图6
图6
(3)在(2)的情况下,运动员起跳后到
达最高点开始计时,若点 到水面的距离
为,则她到水面的距离与时间 之间近似
满足函数关系 .如果运动员在
达到最高点后需要 的时间才能完成极
具难度的 动作,那么她当天的比赛能否成功完成此动作?
图6
解: .
,即.所以 .
时, .
,即她在水面上无法完成此动作,所以她当天的比赛不能成功完成此动作.