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21.4 二次函数的应用(1)同步作业
姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题
1.如图,在宽为20米,长为32米的矩形地面上修筑同样宽的道路(图中阴影部分),余下部分种植草坪,要使草坪的面积为540平方米,设道路的宽为x米,则下列方程正确的是( )
A. 32×20﹣20x﹣30x=540 B. 32×20﹣20x﹣30x﹣x2=540
C. (32﹣x)(20﹣x)=540 D. 32×20﹣20x﹣30x+2x2=540
2.如图,从某建筑物10m高的窗口A处用水管向外喷水,喷出的水成抛物线状(抛物线所在平面与墙面垂直).如果抛物线的最高点M离墙1m,离地面 m,则水流落地点B离墙的距离OB是( )
A. 2m B. 3m C. 4m D. 5m
3.用长为6m的铝合金型材做一个形状如图所示的矩形窗框,要使做成的窗框的透光面积最大,则该窗的长,宽应分别做成( )
A. 1.5m,1m B. 1m,0.5m C. 2m,1m D. 2m,0.5m
4.半径是3的圆,如果半径增加2x,那么面积S和x之间的函数关系式是( )
A. S=2π(x+3)2 B. S=9π+x
C. S=4πx2+12x+9 D. S=4πx2+12πx+9π
5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2经过平移得到抛物线y=ax2+bx,其对称轴与两段抛物线所围成的阴影部分的面积为,则a、b的值分别为( )
A. , B. ,﹣ C. ,﹣ D. ﹣,
6.设计师以y=2x2﹣4x+8的图形为灵感设计杯子如图所示,若AB=4,DE=3,则杯子的高CE=( )
A. 17 B. 11 C. 8 D. 7
7.将抛物线向右平移个单位,再向下平移个单位,得到抛物线, 与轴交于、两点, 的顶点记为,则的面积为( ).
A. B. C. D.
8.如图,在中, , , .动点从点开始沿边向点以的速度移动,动点从点开始沿边向点以的速度移动.若, 两点分别从, 两点同时出发,在运动过程中, 的最大面积是( ).
A. B. C. D.
9.一个长方形的周长为8cm,一边长是xcm,则这个长方形的面积y与边长x的函数关系用图象表示大致为( )
A. B. C. D.
10.如图,⊙O的半径为2,C1是函数y=x2的图象,C2是函数y=-x2的图象,则图中阴影部分的面积为( )
A. π B. 2π C. 3π D. 4π
二、填空题
11.把20cm长的铁丝剪成两段后,分别围成正方形,则两个正方形面积之和的最小值是________.
12.学校组织“美丽校园我设计”活动.某同学打算利用学校文化墙的墙角建一个矩形植物园.其中矩形植物园的两邻边之和为4m,设矩形的一边长为m,矩形的面积为m2.则函数的表达式为______________,该矩形植物园的最大面积是_______________ m2.
13.如图,有长为米的篱笆,一边利用墙(墙的最大可用长度为米),围成一个由两个长方形组成的花圃,当花圃的边为_____ __米时,围成的花圃面积最大,最大面积为__________平方米.
14.抛物线过点A(﹣1,0),B(0,﹣2),C(1,﹣2),且与x轴的另一交点为E,顶点为D,则四边形ABDE的面积为________.
15.二次函数y=的图象如图,点O为坐标原点,点A在y轴的正半轴上,点B、C在二次函数y=的图象上,四边形OBAC为菱形,且∠OBA=120°,则菱形OBAC的面积为___________.
16.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+4x与x轴交于点A,点M是x轴上方抛物线上一点,过点M作MP⊥x轴于点P,以MP为对角线作矩形MNPQ,连结NQ,则对角线NQ的最大值为_____.
17.如图,抛物线过点 A(2,0)、B(6,0)、C(1, ),平行于x轴的直线CD交抛物线于C、D,以AB为直径的圆交直线CD于点E、F,则CE+FD的值是_____________.
三、解答题
18.如图,用20m的篱笆围成一个矩形的花圃.设连墙的一边为x(m),矩形的面积为y(m2).
(1)写出y关于x的函数解析式;
(2)当x=3时,矩形的面积为多少?
19.某景区内有一块矩形油菜花田地(数据如图示,单位:m.)现在其中修建一条观花道(图中阴影部分)供游人赏花.设改造后剩余油菜花地所占面积为ym2.
(1)求y与x的函数表达式;
(2)若改造后观花道的面积为13m2,求x的值;
(3)若要求 0.5≤ x ≤1,求改造后剩余油菜花地所占面积的最大值.
20.已知矩形的一边长为x,且相邻两边长的和为10.
(1)求矩形面积S与边长x的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(2)求矩形面积S的最大值.
21.在一张足够大的纸板上截取一个面积为3600平方厘米的矩形纸板ABCD,如图1,再在矩形纸板的四个角上切去边长相等的小正方形,再把它的边沿虚线折起,做成一个无盖的长方体纸盒,底面为矩形EFGH,如图2.设小正方形的边长为x厘米.
(1)当矩形纸板ABCD的一边长为90厘米时,求纸盒的侧面积的最大值;
(2)当EH:EF=7:2,且侧面积与底面积之比为9:7时,求x的值.
22.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(-1,0),点B(3,0)和点C(0,3).
(1)求抛物线的解析式和顶点E的坐标;
(2)点C是否在以BE为直径的圆上 请说明理由;
(3)点Q是抛物线对称轴上一动点,点R是抛物线上一动点,是否存在点Q、R,使以Q、R、C、B为顶点的四边形是平行四边形 若存在,直接写出点Q、R的坐标,若不存在,请说明理由.
23.已知:如图所示,在△ABC中,∠B=90°,AB=5cm,BC=7cm,点P从点A开始沿AB边向点B以1cm/s的速度移动,点Q从点B开始沿BC边向点C以2cm/s的速度移动.
(1)如果P,Q分别从A,B同时出发,那么几秒后,△PBQ的面积等于4cm2?
(2)如果P,Q分别从A,B同时出发,那么几秒后,△PBQ中PQ的长度等于5cm?
(3)在(1)中,当P,Q出发几秒时,△PBQ有最大面积
参考答案
1.C
【解析】
如图,将小路平移,则草地的长为(32-x)米,小路的宽为(20-x)米,故可列方程为:
(32﹣x)(20﹣x)=540 .
故选C.
2.B
【解析】试题解析:设抛物线的解析式为 由题意,得
∴抛物线的解析式为:
当y=0时,
解得: (舍去),
OB=3m.
故选B.
3.A
【解析】试题分析:设长为x,则宽为,S=,即S=,
要使做成的窗框的透光面积最大,则x=,于是宽为=1m,
所以要使做成的窗框的透光面积最大,则该窗的长,宽应分别做成1.5m,1m,故选A.
4.D
【解析】根据题意得,S=π(2x+3)2=4πx2+12πx+9π.故选D.
5.C
【解析】分析:
如下图,设平移后所得新抛物线的对称轴和两抛物线相交于点A和点B,连接OA,OB,则由抛物线平移的性质可知,a=,S阴影=S△OAB,由,可得点A的坐标为 ,点B的坐标为,由此可得S△OAB=,从而可解得b=.
详解:
如下图,设平移后所得新抛物线的对称轴和两抛物线相交于点A和点B,连接OA,OB,则由抛物线平移的性质可知,a=,S阴影=S△OAB,
∴,
∴点A的坐标为,点B的坐标为,
∴AB=,点O到AB的距离:,
∴S△AOB=,解得:.
综上所述,.
故选C.
点睛:作出如图所示的辅助线,由抛物线平移的性质得到,并由此得到平移后的抛物线为:从而得到点A和点B的坐标,这样结合S阴影=S△OAB,即可列出关于b的方程解得b的值了.
6.B
【解析】试题解析:
∴D(1,6),
∵AB=4,
∴AC=BC=2,
∴点A的横坐标为 1,
当x= 1时,
∴CD=14 6=8,
∴CE=DE+CD=3+8=11,
则杯子的高CE为11.
故选B.
7.A
【解析】试题解析:根据题意可得,抛物线的解析式为:
解得:
即
故选A.
点睛:二次函数的平移规律:左加右减,上加下减.
8.C
【解析】设运动时间为,
∵, .
∴,
, ,
.
∴时有最大值.
故选C.
点睛:本题考查了二次函数在实际生活中的应用题,解决这类问题的思路为:从实际问题中分析变量之间的关系,建立二次函数模型.关键在于观察、分析、创建,建立直角坐标系下的二次函数图象,然后数形结合解决问题,需要我们注意的是自变量及函数的取值范围要使实际问题有意义.
9.A
【解析】解:一个长方形的周长是8cm,一边长是xcm,则另一边的边长为(4﹣x)cm,长方形的面积y=x(4﹣x)=﹣x2+4x(0<x<4),抛物线y=﹣2x2+8x的对称轴为x==2,开口向下,符合抛物线性质的图象只有A.故选A.
10.B
【解析】试题分析:观察图会发现阴影部分的面积刚好是半圆的面积.因此阴影部分的面积是2π,故选B.
11. EMBED Equation.DSMT4 cm2
【解析】试题分析:设其中一个正方形的边长为xcm,则另一个正方形的边长为(5-x)cm,则两个正方形的和=,则面积的最小值为.
点睛:本题主要考查的就是二次函数的实际应用问题,在解决这种问题的时候,首先我们需要列出二次函数解析式,然后将二次函数配方成顶点式,然后得出函数的最大值和最小值.二次函数在面积问题中的应用时,首先需要将各线段用含x的代数式来进行表示,然后根据面积的计算法则得出函数解析式,从而得出答案.
12. 4
【解析】试题解析:根据题意,得: =-x2+4x=-(x-2)2+4
∴当x=2时,y有最大值,为4.
故答案为: ;4.
13.
【解析】设的长度为米,面积为,则
∵墙的最大可用长度为米,
∴,
解得,
,
∵,
∴函数图象开口方向向下,
∴当时, .
故答案为: ; .
14.4
【解析】试题解析:∵B(0, 2),C(1, 2),
∴抛物线的对称轴方程为,
∵点A( 1,0),
∴E(2,0),
∴四边形ABDE的面积
故答案为:4.
15.2
【解析】分析:连结BC交OA于D,如图,根据菱形的性质得BC⊥OA,∠OBD=60°,利用含30度的直角三角形三边的关系得OD=BD,设BD=t,则OD=t,B(t,t),利用二次函数图象上点的坐标特征得t2=t,解得t1=0(舍去),t2=1,则BD=1,OD=,然后根据菱形性质得BC=2BD=2,OA=2OD=2,再利用菱形面积公式计算即可.
详解:连结BC交OA于D,如图,
∵四边形OBAC为菱形,∴BC⊥OA.
∵∠OBA=120°,∴∠OBD=60°,∴OD=BD,设BD=t,则OD=t,∴B(t,t),把B(t,t)代入y=x2得:t2=t,解得:t1=0(舍去),t2=1,∴BD=1,OD=,∴BC=2BD=2,OA=2OD=2,∴菱形OBAC的面积=×2×2=2.
故答案为:2.
点睛:本题考查了菱形的性质.也考查了二次函数图象上点的坐标特征.
16.4
【解析】∵四边形MNPQ是矩形,
∴NQ=MP,
∴当MP最大时,NQ就最大.
∵点M是抛物线在轴上方部分图象上的一点,且MP⊥轴于点P,
∴当点M是抛物线的顶点时,MP的值最大.
∵,
∴抛物线的顶点坐标为(2,4),
∴当点M的坐标为(2,4)时,MP最大=4,
∴对角线NQ的最大值为4.
17.4
【解析】如图,设以AB为直径的圆的圆心为P,过点P作PM⊥EF于点M,则有EM=FM,
因为点A与点B,点C与点D都关于抛物线的对称轴对称,所以CM=DM,
所以CE=DF,
由A(2,0)、B(6,0)在抛物线上,所以AB=4,抛物线的对称轴为:x=4,
因为C(1, ),所以D(7, ),所以CD=6,
在Rt△PME中,EM==1,
所以CE+DF=CD-EF=4,
故答案为:4.
18.(1)y=﹣2x2+20x;(2)42
【解析】试题分析:(1)设连墙的一边为x(m),矩形的面积为y(m2),则另一边长为:(20-2x)m,根据矩形面积公式写出函数关系式即可;(2)将x=3代入函数解析式求出y即可.
试题解析:
(1)设连墙的一边为x(m),矩形的面积为y(m2), 则另一边长为:(20-2x)m,
∴y关于x的函数解析式为:y=x(20-2x)=-2x2+20x;
(2)当x=3时,矩形的面积为:y=-2×32+20×3=42(cm2) .
点睛:计算矩形另一边的长度时,注意有墙的一边不用围篱笆.
19.(1)y= x2-14x+48(0【解析】分析:(1)、利用三角形的面积计算公式得出y与x的函数关系式;(2)、将y=35代入函数解析式求出x的值;(3)、利用配方法将函数配成顶点式,然后根据函数的增减性得出最值.
详解:解:(1)、y=2×(8-x)(6-x)=x2-14x+48.
(2)、由题意,得 x2-14x+48=6×8-13, 解得:x1=1,x2=13(舍去). 所以x=1.
(3)、y=x2-14x+48=(x-7)2-1.
因为a=1>0,所以函数图像开口向上,当x<7时,y随x的增大而减小.
所以当x=0.5时,y最大.最大值为41.25.
答:改造后油菜花地所占面积的最大值为41.25 m2.
点睛:本题主要考查的是二次函数的实际应用问题,属于中等难度题型.根据题意列出函数解析式是解决这个问题的关键.
20.(1), ;(2)当时, 有最大值25
【解析】试题分析:(1)矩形的一边长为x,则另一边长为(10-x),根据矩形的面积公式即可得出函数关系式;
(2)配方成顶点式即可得出答案.
试题解析:
解:(1)∵矩形的一边长为x,
则另一边长为(10-x),
则S=x(10-x)=-x2+10x,(0<x<10);
(2)∵S=-x2+10x=-(x-5)2+25,
∴当x=5时,S最大值为25.
点睛:本题主要考查二次函数的应用,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
21.(1) EMBED Equation.DSMT4 ;(2)10.
【解析】试题分析:(1)当a=90时,b=40,求出侧面积,利用配方法求纸盒侧面积的最大值;
(2)根据题意列方程求解即可.
试题解析:
(1)S侧=2[x(90-2x)+x(40-2x)] =-8x2+260x
=-8(x-)2+ .
∵-8<0,∴当x=时,S侧最大=.
(2)设EF=2m,则EH=7m,
则侧面积为2(7mx+2mx)=18mx,底面积为7m·2m=14m,
由题意,得18mx:14m=9:7,∴m=x.
则AD=7x+2x=9x,AB=2x+2x=4x
由4x·9x=3600,且x>0,
∴x=10.
22.(1)y=-x2+2x+3,E (1,4);(2)在;(3)Q1(1,-2),R1(4,-5);
Q2(1,-8),R2(-2,-5);R3(2,3),Q3(1,0).
【解析】试题分析:(1)运用待定系数法即可得出函数关系式,然后进行配方即可得出顶点坐标;
(2)过点E分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别F、G.易证△BCE为直角三角形,点C在以BE为直径的圆上;
(3)利用平行四边形的性质易得点Q、R的坐标.
试题解析: (1) 将A(-1,0),B(3,0)和C(0,3)代入y=ax2+bx+c
得 EMBED Equation.DSMT4
解得
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3,
∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,
∴顶点E的坐标为(1,4).
(2)点C在以BE为直径的圆上,理由如下:
如图,过点E分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别F、G.
在Rt△BOC中,OB=3,OC=3,∴BC2=18
在Rt△CEG中,EG=1,CG=OG-OC=4-3=1,∴CE2=2
在Rt△BFE中,FE=4,BF=OB-OF=3-1=2, ∴BE2=20
∴BC2+CE2=BE2
故△BCE为直角三角形,点C在以BE为直径的圆上.
(3)存在,点Q、R的坐标分别为Q1(1,-2),R1(4,-5);
Q2(1,-8),R2(-2,-5);R3(2,3),Q3(1,0).
23.(1)1秒后,△PBQ的面积等于4cm2;(2)2秒后,△PBQ中PQ的长度等于5cm;(3)当t=2.5时,面积最大.
【解析】试题分析:(1)经过x秒钟,△PBQ的面积等于4cm2,根据点P从A点开始沿AB边向点B以1cm/s的速度移动,点Q从B点开始沿BC边向点C以2cm/s的速度移动,表示出BP和BQ的长可列方程求解;
(2)利用勾股定理列出方程求解即可;
(3)根据题意列出△PBQ的面积与x的函数关系式即可解决.
试题解析:(1)设t秒后,△PBQ的面积等于4cm2,
则列方程为:(5-t)×2t×=4,
解得t1=1,t2=4(舍),
答:1秒后,△PBQ的面积等于4cm2.
(2)设x秒后,△PBQ中PQ的长度等于5cm,
列方程为:(5-x)2+(2x)2=52,
解得x1=0(舍),x2=2,
答:2秒后,△PBQ中PQ的长度等于5cm。
(3)设面积为Scm2,时间为t,
则S=(5-t)×2t×=-t2+5t,
当t=2.5时,面积最大.
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