二次函数的应用——面积问题
二次函数的应用课件面积问题(共10张PPT)
(1)y=x2-3x+4
(2)y=1-27 x+ 2
(4)y=100-5x2
(5)y=-6x2+12x
(6)y=- 3 x2-4x+1 2
∴抛物线的顶点坐标是(5,50) 答:当矩形窗框的宽为5m时,长为1. 解:设矩形的宽为x米,矩形的透光面积为y米。 某商店将每件商品进价为8元的商品按每10元出售,一天可售出约100件。 某商店将每件商品进价为8元的商品按每10元出售,一天可售出约100件。 答:当矩形窗框的宽为5m时,长为1.
y=-2(x-5)2+50 答:与墙垂直的一边长为5m时,花圃的面积最大,最大面积为50m2。 (4)y=100-5x2 (3)y=7x2- x+
y=- (x-1)2+
将这个函数关系式配方,得: 将这种商品的售价降低多少时,能使销售利润最大?
因为x=1时,满足0<x<2,这时
=1.
y=-2(x-5) +50 解将:这设 种矩商形品的的宽售为价降x米低,多矩少形时的,透2能光使面销积售为利y米润。最大?
(3)y=7x2- x+
y即=:-2(yx=--52)x22++520∴0x 抛物线的顶点坐标是(5,50)
其销售量可增加约10件。将这种商品的售价降低多少时, 能使销售利润最大?
请同学们完成这个问 题的解答
你会解吗?
例6:用6m长的铝合金型材料做一个形状如图所示的矩形窗框。窗 框的长、宽各为多少时,它的透光面积最大?最大透光面积是多少?
解:设矩形的宽为x米,矩形的透光面积为y米。由题意 得:
y=x· 6-3x 2
(0<x<2)
即:y=- 3 x2+3x
人教版初中数学九上 微专题10 二次函数的应用(一)——图形面积问题
1.如图,在平面直角坐标系中,OA=12 cm,OB=6 cm,点 P 从点 O 开始 沿 OA 边向点 A 以 1 cm/s 的速度移动,点 Q 从点 B 开始沿 BO 边向点 O 以 2 cm/s 的速度移动.点 P,Q 同时出发,当其中一点到达终点时,另一点也随 之停止运动.设运动时间为 t s,△ POQ 的面积为 y cm2.当△ POQ 的面积最
解:有最大值和最小值. ∵18-3x≥3,解得x≤5, ∴4≤x≤5. ∵S=-3x2+18x=-3(x-3)2+27, ∴当x=4时,S有最大值,最大值是24; 当x=5时,S有最小值,最小值是15.
3.如图,张大爷用 32 m 长的篱笆围成一个矩形菜园,菜园一边靠墙(墙长 为 15 m),平行于墙的一面开一扇宽度为 2 m 的门,张大爷还在菜园内开辟 出一个小区域存放化肥,两个区域用篱笆隔开,并有一扇宽 2 m 的门相 连.(注:所有门都用其他材料) (1)设平行于墙的一边长度为 y m,垂直于墙的一边长度为 x m,直接写出 y 与 x 之间的函数解析式,并写出自变量 x 的取值范围; (2)设此时整个菜园的面积为 S m2(包括化肥存放处),则 S 的最大值为多 少?
大时,t 的值为 1.5 .
2.如图,某农场准备围建一个中间隔有一道篱笆的矩形花圃,一边靠墙,已 知墙长 a=6 m.现有长为 18 m 的篱笆,设花圃的一边 AB 的长为 x m,面积 为 S m2. (1)S 关于 x 的函数解析式为 S=-3x2+18x ,x 的取值范围为 4≤x<6 ; (2)若边 BC 的长不小于 3 m,这个花圃的面积有最大值和最小值吗?如果 有,求出最大值和最小值;如果没有,请说明理由.
解:(1)由题意,得y=36-3x(7≤x<12). (2)由题意,得-3x2+36x(7≤x<12),
最新中考数学专题复习——二次函数的实际应用(面积最值问题11页)及答案
第 1 页二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题知识要点:在生活理论中,人们经常面对带有“最〞字的问题,如在一定的方案中,花费最少、消耗最低、面积最大、产值最高、获利最多等;解数学题时,我们也常常碰到求某个变量的最大值或最小值之类的问题,这就是我们要讨论的最值问题。
求最值的问题的方法归纳起来有以下几点:1.运用配方法求最值;2.构造一元二次方程,在方程有解的条件下,利用判别式求最值;3.建立函数模型求最值;4.利用根本不等式或不等分析法求最值.[例1]:在矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度挪动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度挪动,假如P 、Q 两点同时出发,分别到达B 、C 两点后就停顿挪动.〔1〕运动第t 秒时,△PBQ 的面积y(cm²)是多少?〔2〕此时五边形APQCD 的面积是S(cm²),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量的取值范围.〔3〕t 为何值时s 最小,最小值时多少?答案:[例2]:小明的家门前有一块空地,空地外有一面长10米的围墙,为了美化生活环境,小明的爸爸准备靠墙修建一个矩形花圃,他买回了32米长的不锈钢管准备作为花圃的围栏,为了浇花和赏花的方便,准备在花圃的中间再围出一条宽为一米的通道及在左右花圃各放一个1米宽的门〔木质〕.花圃的长与宽如何设计才能使花圃的面积最大?解:设花圃的宽为x 米,面积为S 平方米那么长为:x x 4342432-=+-(米)那么:)434(x x S -= ∵6417<,∴S 与x 的二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当2176<≤x 内,S 随x 的增大而减小, ∴当6=x 时,604289)4176(42max =+--=S (平方米) 答:可设计成宽6米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大. [例3]:边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE 〔如图〕,其中AF=2,BF=1.试在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积.解:设矩形PNDM 的边DN=x ,NP=y ,那么矩形PNDM 的面积S=xy 〔2≤x≤4〕易知CN=4-x ,EM=4-y .过点B 作BH ⊥PN 于点H那么有△AFB ∽△BHP∴PH BH BF AF =,即3412--=y x , 此二次函数的图象开口向下,对称轴为x=5,∴当x≤5时,函数值y 随x 的增大而增大,对于42≤≤x 来说,当x=4时,12454212=⨯+⨯-=最大S . 【评析】此题是一道代数几何综合题,把相似三角形与二次函数的知识有机的结合在一起,能很好考察学生的综合应用才能.同时,也给学生探究解题思路留下了思维空间.[例4]:某人定制了一批地砖,每块地砖〔如图(1)所示〕是边长为0.4米的正方形ABCD ,点E 、F 分别在边BC 和CD 上,△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 均由单一材料制成,制成△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 的三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,假设将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影局部组成四边形EFGH .(1)判断图(2)中四边形EFGH 是何形状,并说明理由;(2)E 、F 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省?解:(1) 四边形EFGH 是正方形.图(2)可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C 点按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的,故CE =CF =CG .∴△CEF 是等腰直角三角形因此四边形EFGH 是正方形.(2)设CE =x , 那么BE =0.4-x ,每块地砖的费用为y 元那么:y =x ×30+×0.4×(0.4-x )×20+[0.16-x -×0.4×(0.4-x )×10]当x =0.1时,y 有最小值,即费用为最省,此时CE =CF =0.1.答:当CE =CF =0.1米时,总费用最省.作业布置:1.(2021浙江台州)某人从地面垂直向上抛出一小球,小球的高度h (单位:米)与小球运动时间t (单位:秒)的函数关系式是,那么小球运动中的最大高度=最大h 4.9米 .2.(2021庆阳市)兰州市“安居工程〞新建成的一批楼房都是8层高,房子的价格y (元/平方米)随楼层数x (楼)的变化而变化(x =1,2,3,4,5,6,7,8);点(x ,y )都在一个二次函数的图像上,(如下图),那么6楼房子的价格为 元/平方米.提示:利用对称性,答案:2080.3.如下图,在一个直角△MBN 的内部作一个长方形ABCD ,其中AB 和BC 分别在两直角边上,设AB =x m ,长方形的面积为y m 2,要使长方形的面积最大,其边长x 应为( D )A .424m B .6 m C .15 m D .25m 解:AB =x m ,AD=b ,长方形的面积为y m 2 ∵AD ∥BC ∴△MAD ∽△MBN第 3 页 ∴MB MA BN AD =,即5512x b -=,)5(512x b -= )5(512)5(5122x x x x xb y --=-⋅==, 当5.2=x 时,y 有最大值. 4.(2021湖北恩施)将一张边长为30㎝的正方形纸片的四角分别剪去一个边长为x㎝的小正方形,然后折叠成一个无盖的长方体.当x取下面哪个数值时,长方体的体积最大〔 C 〕A .7B .6C .5D .45.如图,铅球运发动掷铅球的高度y (m)与程度间隔 x (m)之间的函数关系式是:35321212++-=x x y ,那么该运发动此次掷铅球的成绩是( D ) A .6 m B .12 m C .8 m D .10m解:令0=y ,那么:02082=--x x 0)10)(2(=-+x x〔图5〕 〔图6〕 〔图7〕6.某幢建筑物,从10 m 高的窗口A ,用水管向外喷水,喷出的水流呈抛物线状(抛物线所在的平面与墙面垂直,如图6,假如抛物线的最高点M 离墙1 m ,离地面340m ,那么水流落地点B 离墙的间隔 OB 是( B )A .2 mB .3 mC .4 mD .5 m 解:顶点为)340,1(,设340)1(2+-=x a y ,将点)10,0(代入,310-=a 令0340)1(3102=+--=x y ,得:4)1(2=-x ,所以OB=3 7.(2021乌兰察布)小明在某次投篮中,球的运动道路是抛物线21 3.55y x =-+的一局部,如图7所示,假设命中篮圈中心,那么他与篮底的间隔 L 是〔 B 〕A .4.6mB .4.5mC .4mD .3.5m8.某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上修建一个矩形花园ABCD ,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m 的栅栏围成.假设设花园的宽为x(m) ,花园的面积为y(m²).(1)求y 与x 之间的函数关系,并写出自变量的取值范围;〔2〕根据〔1〕中求得的函数关系式,描绘其图象的变化趋势;并结合题意判断当x 取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少?解:)240(x x y -=)20(22x x --=∵二次函数的顶点不在自变量x 的范围内,而当205.12<≤x 内,y 随x 的增大而减小,∴当5.12=x 时,5.187200)105.12(22max =+--=y (平方米)答:当5.12=x 米时花园的面积最大,最大面积是187.5平方米.9.如图,要建一个长方形养鸡场,鸡场的一边靠墙,假如用50 m 长的篱笆围成中间有一道篱笆隔墙的养鸡场,设它的长度为x 米.(1)要使鸡场面积最大,鸡场的长度应为多少m ?(2)假如中间有n (n 是大于1的整数)道篱笆隔墙,要使鸡场面积最大,鸡场的长应为多少米?比拟(1)(2)的结果,你能得到什么结论?解:(1)∵长为x 米,那么宽为350x -米,设面积为S 平方米. ∴当25=x 时,3625max =S (平方米) 即:鸡场的长度为25米时,面积最大. (2) 中间有n 道篱笆,那么宽为250+-n x 米,设面积为S 平方米. 那么:)50(212502x x n n x x S -+-=+-⋅= ∴当25=x 时,2625max +=n S (平方米) 由(1)(2)可知,无论中间有几道篱笆墙,要使面积最大,长都是25米.即:使面积最大的x 值与中间有多少道隔墙无关.10.如图,矩形ABCD 的边AB=6 cm ,BC=8cm ,在BC 上取一点P ,在CD 边上取一点Q ,使∠APQ 成直角,设BP=x cm ,CQ=y cm ,试以x 为自变量,写出y 与x 的函数关系式. 解:∵∠APQ=90°,∴∠APB+∠QPC=90°.∵∠APB+∠BAP=90°,∴∠QPC=∠BAP ,∠B=∠C=90°.∴△ABP ∽△PCQ.11.(2021年南京市)如图,在矩形ABCD 中,AB=2AD ,线段EF=10.在EF 上取一点M ,•分别以EM 、MF 为一边作矩形EMNH 、矩形MFGN ,使矩形MFGN ∽矩形ABCD .令MN=x ,当x 为何值时,矩形EMNH 的面积S 有最大值?最大值是多少?解:∵矩形MFGN ∽矩形ABCD∴MF=2MN =2x ∴ EM=10-2x∴S=x 〔10-2x 〕=-2x 2+10x=-2(x-2.5)2+12.5当x=2.5时,S 有最大值12.512.(2021四川内江)如图,小明的父亲在相距2米的两棵树间拴了一根绳子,给他做了一个简易的秋千,拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部刚好接触到绳子,那么绳子的最低点距地面的间隔 为 0.5 米.答案:如下图建立直角坐标系那么:设c ax y +=2将点)1,5.0(-,)5.2,1(代入,第 5 页⎩⎨⎧+=+-⨯=ca c a 5.2)5.0(12,解得⎩⎨⎧==5.02c a 5.022+=x y 顶点)5.0,0(,最低点距地面0.5米.13.(2021黑龙江哈尔滨)小李想用篱笆围成一个周长为60米的矩形场地,矩形面积S(单位:平方米)随矩形一边长x(单位:米)的变化而变化.〔1〕求S 与x 之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围;〔2〕当x 是多少时,矩形场地面积S 最大?最大面积是多少?解:〔1〕根据题意,得x x x x S 3022602+-=⋅-= 自变量的取值范围是〔2〕∵01<-=a ,∴S 有最大值当时,答:当为15米时,才能使矩形场地面积最大,最大面积是225平方米.14.(2021年南宁市)随着绿城南宁近几年城市建立的快速开展,对花木的需求量逐年进步.某园林专业户方案投资种植花卉及树木,根据市场调查与预测,种植树木的利润与投资量成正比例关系,如图12-①所示;种植花卉的利润与投资量成二次函数关系,如图12-②所示(注:利润与投资量的单位:万元)〔1〕分别求出利润与关于投资量的函数关系式; 〔2〕假如这位专业户以8万元资金投入种植花卉和树木,他至少获得多少利润?他能获取的最大利润是多少?解:〔1〕设=,由图12-①所示,函数=的图像过〔1,2〕,所以2=, 故利润关于投资量的函数关系式是=;因为该抛物线的顶点是原点,所以设2y =,由图12-②所示,函数2y =的图像过〔2,2〕,所以,故利润2y 关于投资量的函数关系式是2221x y =; 〔2〕设这位专业户投入种植花卉万元〔〕,那么投入种植树木(x -8)万元, 他获得的利润是万元,根据题意,得∵021>=a ∴当时,的最小值是14;∴他至少获得14万元的利润.因为,所以在对称轴2=x 的右侧,z 随x 的增大而增大所以,当8 x 时,z 的最大值为32.15.(08山东聊城)如图,把一张长10cm ,宽8cm 的矩形硬纸板的四周各剪去一个同样大小的正方形,再折合成一个无盖的长方体盒子〔纸板的厚度忽略不计〕.〔1〕要使长方体盒子的底面积为48cm 2,那么剪去的正方形的边长为多少?〔2〕你感到折合而成的长方体盒子的侧面积会不会有更大的情况?假如有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;假如没有,请你说明理由;〔3〕假如把矩形硬纸板的四周分别剪去2个同样大小的正方形和2个同样形状、同样大小的矩形,然后折合成一个有盖的长方体盒子,是否有侧面积最大的情况;假如有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;假如没有,请你说明理由.解:〔1〕设正方形的边长为cm , 那么. 即. 解得〔不合题意,舍去〕,. 剪去的正方形的边长为1cm .〔2〕有侧面积最大的情况. 设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2, 那么与的函数关系式为: 即. 改写为. 当时,.即当剪去的正方形的边长为2.25cm 时,长方体盒子的侧面积最大为40.5cm 2.〔3〕有侧面积最大的情况. 设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2.假设按图1所示的方法剪折, 那么与的函数关系式为: 即. 当时,.假设按图2所示的方法剪折, 那么与的函数关系式为:即.当时,.比拟以上两种剪折方法可以看出,按图2所示的方法剪折得到的盒子侧面积最大,即当剪去的正方形的边长为cm 时,折成的有盖长方体盒子的侧面积最大,最大面积为cm2.16.(08兰州)一座拱桥的轮廓是抛物线型(如图16所示),拱高6m,跨度20m,相邻两支柱间的间隔均为5m.〔1〕将抛物线放在所给的直角坐标系中(如图17所示),求抛物线的解析式;〔2〕求支柱的长度;〔3〕拱桥下地平面是双向行车道(正中间是一条宽2m的隔离带),其中的一条行车道能否并排行驶宽2m、高3m的三辆汽车(汽车间的间隔忽略不计)?请说明你的理由.解:〔1〕根据题目条件,的坐标分别是.设抛物线的解析式为,将的坐标代入,得解得.所以抛物线的表达式是.〔2〕可设,于是从而支柱的长度是米.〔3〕设是隔离带的宽,是三辆车的宽度和,那么点坐标是.过点作垂直交抛物线于,那么.根据抛物线的特点,可知一条行车道能并排行驶这样的三辆汽车.第 7 页。
二次函数应用 面积问题
(2)如果中间有n(n>1)道篱笆隔墙,要使鸡场的面积 最大,鸡场的长应多少?
50 - x 解: S x n2 1 ( x 2 50 x) n2 1 625 2 ( x 25) n2 n2
所以要使鸡场的面积最大,鸡场的长因为25m.
(3)结论:不论中间有多少道隔栏,要使鸡场的面积 最大,鸡场的长都为25m.
农户需要利用一面墙再砌三面墙,围成一块矩形菜地, 设备足以砌12m长墙的材料,设与已有的一面墙相邻的每面 墙长度为xm (1)求矩形面积S与x的关系式,写出x的取值范围. (2)求x等于多少时矩形面积S最大?最大面积是多少? (3)画出S关于x的函数图像. (4)当x等于多少时,矩形面积为15㎡. (5)结合图像,为了使矩形的面积大于或等于15㎡,x的 取值范围应该怎样? (6)当x等于多少时,矩形的面积等于12㎡. (7)结合图像,当x的取值范围怎样时,矩形的面积将小于 12㎡.
3
2.中间有无隔栏
问题2:要建立一个长方形的养鸡场,鸡场的一边靠墙(墙 长足够长),如果用50m长的篱笆围成中间有一道篱笆的鸡 场,设它的长度为xm. (1)要使鸡场的面积最大,鸡场的长应多少m? 解:设鸡场的面积为 S㎡, 50 - x x 所以S = 3 鸡场的宽为 50 - x m 3
Байду номын сангаас
1 2 = (x 50 x) 3 x 1 625 2 = (x 25) 3 3 所以要使鸡场的面积最大,鸡场的长应为25m.
3.面数是否变化
问题3 :用长为18m的篱笆(虚线部分),两面 靠墙围成矩形的苗圃。 y x (1)设矩形的一边长为x(m),面积为y㎡,求y关于x的 函数关系式,并写出自变量x取值范围。 解 :矩形的一边长为x m,则其邻边长为(18-x)m, 所以 y=x(18-x) =-x² +18x(0<x<18) (2)当x为何值时,所谓苗圃的面积最大,最大面积是多少? 解: y = -x² +18x = - (x-9)² +81 因为(0<x<18) 所以当x=9m时,面积y最大面积为81㎡。
二次函数应用 图形面积问题
二次函数应用图形面积问题
1、在创建文明城市的活动中,政府想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用30m长的篱笆围成一个矩形花园ABCD(篱笆只围AB,BC两边),设AB x
200m,求AB的
=m.(Ⅰ)若花园的面积是2
长;(Ⅱ)当AB的长是多少时,花园面积最大?最大面积是多少?
2、如图,在足够大的空地上有一段长为a米的旧墙MN,某人利用旧墙和木栏围成一个矩形菜园
a=,所ABCD,其中AD MN,已知矩形菜园的一边靠墙,另三边一共用了200米木栏.(1)若30
围成的矩形菜园的面积为1800平方米,求所利用旧墙AD的长;(2)求矩形菜园ABCD面积的最大值.
3、某养鸡专业户用篱笆及一面墙(该墙可用最大长度为36米)围成一个矩形场地ABCD来供鸡室外活动,该场地中间隔有一道与AB平行的篱笆()
EF,如图,BE、EF上各留有1米宽的门(门不需要篱笆),该养鸡专业户共用篱笆58米,设该矩形的一边AB长x米,AD AB
>,矩形ABCD的面积为s 平方米.(1)求出S与x的函数关系式,直接写出自变量x的取值范围;
(2)若矩形ABCD的面积为252平方米,求AB的长.
4、如图,有长为24m的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度a为10m)围成中间隔有一道篱笆的矩形
花圃,设花圃的宽AB为xm,面积为Sm2.(1)求S与x的函数表达式.(2)如果要围成面积为45m2的花圃,AB的长是多少米?(3)能围成面积为50m2的花圃吗?若能,请说明围法;若不能请说明理由.。
二次函数在面积计算应用
二次函数在面积计算应用二次函数是数学中的一种重要的函数类型,它的形式可以表示为$f(x) = ax^2 + bx + c$,其中$a$、$b$和$c$都是常数,$a$不等于0。
二次函数是一个抛物线,它在平面直角坐标系中呈现出一些特殊的性质和应用。
在几何学中,二次函数可以用于求解面积计算问题。
下面将介绍三个常见的应用:求解矩形面积最大值、求解三角形面积最大值和求解锥形体积最大值。
首先,考虑一个矩形的面积最大化问题。
假设我们要在固定的周长下找到一个矩形的最大面积。
假设矩形的宽度为$x$,长度为$y$,则周长满足$2x + 2y = C$,其中$C$是一个常数。
根据周长的限制条件,我们可以将长度$y$表示为$y = \frac{C}{2} - x$。
矩形的面积为$A = xy =x\left(\frac{C}{2} - x\right)$。
为了求解面积的最大值,我们考虑求解函数$A = x\left(\frac{C}{2} - x\right)$的极值点。
为了找到极值点,我们求解函数的导数。
将函数$A =x\left(\frac{C}{2} - x\right)$展开,可以得到$A = \frac{C}{2}x -x^2$。
对其求导数,我们得到$A' = \frac{C}{2} - 2x$。
令导数等于0,我们可以解得$x = \frac{C}{4}$。
将此值代入到原函数中,我们可以得到面积的最大值为$A =\left(\frac{C}{4}\right)\left(\frac{C}{4}\right) =\frac{C^2}{16}$。
因此,当周长固定时,矩形的面积最大为$\frac{C^2}{16}$。
同样地,我们求解函数的导数。
对函数$A = \frac{1}{2}x^2$求导,我们得到$A' = x$。
令导数等于0,我们可以解得$x = 0$。
然而,这个结果并不符合我们的问题条件,因为边长不能为0。
二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题
二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题[例1]:在矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度移动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度移动,如果P 、Q 两点同时出发,分别到达B 、C 两点后就停止移动.(1)运动第t 秒时,△PBQ 的面积y(cm²)是多少?(2)此时五边形APQCD 的面积是S(cm²),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量的取值范围.(3)t 为何值时s 最小,最小值时多少?答案:6336333607266126262621)1(2222有最小值等于时;当)()()()()()(S t t S t t t t t S t t t t y =∴+-=<<+-=+--⨯=+-=⋅-=[例2]某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上修建一个矩形花园ABCD ,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m 的栅栏围成.若设花园的宽为x(m) ,花园的面积为y(m²).(1)求y 与x 之间的函数关系,并写出自变量的取值范围;(2)根据(1)中求得的函数关系式,描述其图象的变化趋势;并结合题意判断当x 取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少?解:)240(x x y -=)20(22x x --=200)10(22+--=x∵152400≤-<x∴205.12<≤x∵二次函数的顶点不在自变量x 的范围内,而当205.12<≤x 内,y 随x 的增大而减小,∴当5.12=x 时,5.187200)105.12(22max =+--=y (平方米)答:当5.12=x 米时花园的面积最大,最大面积是187.5平方米.[例3]如图,要建一个长方形养鸡场,鸡场的一边靠墙,如果用50 m 长的篱笆围成中间有一道篱笆隔墙的养鸡场,设它的长度为x 米.(1)要使鸡场面积最大,鸡场的长度应为多少m ?(2)如果中间有n (n 是大于1的整数)道篱笆隔墙,要使鸡场面积最大,鸡场的长应为多少米?比较(1)(2)的结果,你能得到什么结论?解:(1)∵长为x 米,则宽为350x -米,设面积为S 平方米. )50(313502x x x x S --=-⋅= 3625)25(312+--=x ∴当25=x 时,3625max =S (平方米) 即:鸡场的长度为25米时,面积最大.(2) 中间有n 道篱笆,则宽为250+-n x 米,设面积为S 平方米. 则:)50(212502x x n n x x S -+-=+-⋅= 2625)25(212++-+-=n x n ∴当25=x 时,2625max +=n S (平方米) 由(1)(2)可知,无论中间有几道篱笆墙,要使面积最大,长都是25米.即:使面积最大的x 值与中间有多少道隔墙无关.。
二次函数的应用——最大面积问题教学设计
二次函数的应用——最大面积问题的教学设计一、学情分析:众所周知,二次函数与解析几何是初中数学的两个难点,而在中考中往往都是将二者融合形成综合性问题,当然也是学生一直感觉头疼的一个问题。
新课程标准指出,学生对有关的数学内容进行探索、实践和思考的过程就是数学学习的过程,也是学生获得数学活动经验的过程。
将时间还给学生、以学生为主体是每一节课的追求。
通过学生自主学习在反比例函数中求三角形时所用到的方法分享,对其中分割法中的竖直高乘以水平宽的一半进行着重分析,探究其基本原理,从而用此通法解决二次函数中三角形最大面积问题,当然重点分析此发的同时也鼓励一题多解、多解归一。
二、教学目标1、借助反比例函数中三角形面积的几种计算方法总结得出通法:“水平宽乘以竖直高的一半”。
2、通过自主学习小组合作讨论,从特殊的图形出发、层层深入让学生在探索过程中体会“水平宽乘以竖直高的一半”这一方法。
从而从本质理解“水平宽乘以竖直高的一半”。
3、运用“水平宽乘以竖直高的一半”表示出二次函数中基本三角形的面积结合二次函数的最值思想求出三角形面积的最值问题。
三、教学重难点:教学重点:运用“水平宽乘以竖直高的一半”表示出二次函数中基本三角形的面积结合二次函数的最值思想求出三角形面积的最值问题教学难点:从特殊的图形出发、层层深入让学生在探索过程中体会“水平宽乘以竖直高的一半”这一方法。
从而从本质理解“水平宽乘以竖直高的一半”。
四、教学设计【自主学习】学生课前自主完成、并在上课时小组讨论、交流并与大家分享。
的图象都引例:如图,在平面直角坐标xOy中,正比例函数y=kx的图象与反比例函数y=mx经过点A(2,﹣2).(1)分别求这两个函数的表达式;(2)将直线OA向上平移3个单位长度后与y轴交于点B,与反比例函数图象在第四象限内的交点为C,连接AB,AC,求点C的坐标及△ABC的面积.方法提炼:补:补成矩形减去三个直角三角形。
补:延长CA与y轴交于点D,用三角形BCD面积减去三角形BAD面积。
最新二次函数应用题----面积问题
二次函数应用题----面积问题1、(2013滨州)某高中学校为高一新生设计的学生单人桌的抽屉部分是长体方形,抽屉底面周长为180cm,高为20cm.请通过计算说明,当底面的宽x为何值时,抽屉的体积y最大?最大为多少?(材质及其厚度等暂忽略不计)2、如图,有长为24m的篱笆,围成中间隔有一道篱笆的长方形的花圃,且花圃的长可借用一段墙体(墙体的最大可用长度a=10m).(1)如果所围成的花圃的面积为45m2,试求宽AB的长;(2)按题目的设计要求,能围成面积比45m2更大的花圃吗?如果能,请求出最大面积,并说明围法;如果不能,请说明理由.3、(2012绍兴)把一边长为40cm的正方形硬纸板,进行适当的剪裁,折成一个长方形盒子(纸板的厚度忽略不计)。
(1)如图,若在正方形硬纸板的四角各剪一个同样大小的正方形,将剩余部分折成一个无盖的长方形盒子。
①要使折成的长方形盒子的底面积为484cm2,那么剪掉的正方形的边长为多少?②折成的长方形盒子的侧面积是否有最大值?如果有,求出这个最大值和此时剪掉的正方形的边长;如果没有,说明理由。
(2)若在正方形硬纸板的四周剪掉一些矩形(即剪掉的矩形至少有一条边在正方形硬纸板的边上),将剩余部分折成一个有盖的长方形盒子,若折成的一个长方形盒子的表面积为550cm2,求此时长方形盒子的长、宽、高(只需求出符合要求的一种情况)。
4、(2012•营口)如图,四边形ABCD是边长为60cm的正方形硬纸片,剪掉阴影部分所示的四个全等的等腰直角三角形,再沿虚线折起,使A、B、C、D四个点重合于图中的点P,正好形成一个底面是正方形的长方体包装盒.(1)若折叠后长方体底面正方形的面积为1250cm2,求长方体包装盒的高;(2)设剪掉的等腰直角三角形的直角边长为x(cm),长方体的侧面积为S(cm2),求S与x的函数关系式,并求x为何值时,S的值最大.(2012无锡)如图,在边长为24cm的正方形纸片ABCD上,剪去图中阴影部分的四个全等的等腰直角三角形,再沿图中的虚线折起,折成一个长方体形状的包装盒(A.B.C.D 四个顶点正好重合于上底面上一点).已知E、F在AB边上,是被剪去的一个等腰直角三角形斜边的两个端点,设AE=BF=x(cm).(1)若折成的包装盒恰好是个正方体,试求这个包装盒的体积V;(2)某广告商要求包装盒的表面(不含下底面)面积S最大,试问x应取何值?(2013年潍坊市)为了改善市民的生活环境,我是在某河滨空地处修建一个如图所示的休闲文化广场.在Rt △ABC 内修建矩形水池DEFG ,使顶点E D 、在斜边AB 上,G F 、分别在直角边AC BC 、上;又分别以AC BC AB 、、为直径作半圆,它们交出两弯新月(图中阴影部分),两弯新月部分栽植花草;其余空地铺设地砖.其中米324=AB ,︒=∠60BAC .设x EF =米,y DE =米.(1)求y 与x 之间的函数解析式;(2)当x 为何值时,矩形DEFG 的面积最大?最大面积是多少?(3)求两弯新月(图中阴影部分)的面积,并求当x 为何值时,矩形DEFG 的面积等于两弯新月面积的31?答案:(1)在Rt △ABC 中,由题意得AC=312米,BC=36米,∠ABC=30°, 所以,330tan ,33360tan x EFBE x x DG AD =︒===︒=又AD+DE+BE=AB, 所以,334324333324x x x y -=--=(0<x <8). (2)矩形DEFG 的面积.3108)9(334324334)334324(22+--=+-=-==x x x x x xy S 所以当x=9时,矩形DEFG 的面积最大,最大面积为3108平方米.(3)记AC 为直径的半圆\、BC 为直径的半圆、AB 为直径的半圆面积分别为S 1、S 2、S3,两弯新月面积为S ,则,81,81,81232221AB S BC S AC S πππ===由AC 2+BC 2=AB 2可知S 1+S 2=S 3,∴S 1+S 2-S=S 3-S △ABC ,故S=S △ABC所以两弯新月的面积S=32163631221=⨯⨯(平方米) 由3216313108)9(334⨯=+--x , 即27)9(2=-x ,解得339±=x ,符合题意, 所以当339±=x 米时,矩形DEFG 的面积等于两弯新月面积的31.考点:考查了解直角三角形,二次函数最值求法以及一元二次方程的解法。
二次函数应用面积最值问题
如果墙长只有20米, 那么如何设计,面 积最大? 25米呢? 32米呢?
三、当堂训练 1.已知直角三角形的两直角边的和等 于8,两直角边各是多少时,这个直 角三角形的面积最大,最大是多少?
2.如图,在一面靠墙的空地上用长为24米的篱笆,围成中间隔有二 道篱笆的长方形花圃,设花圃的宽AB为x米,面积为S平方米。 (1)求S与x的函数关系式及自变量的取值范围; (2)当x取何值时所围成的花圃面积最大,最大值是多少? (3)若墙的最大可用长度为8米,则求围成花圃的最大面积。 解: (1) ∵ AB为x米、篱笆长为24米 A B D C
∴ BC为(24-4x)米
4ac b 2 b (2)当x= 2a 3 时,S最大值= 4a =36(平方米)
∴ S=x(24-4x) =-4x2+24 x (0<x<6)
(3) ∵墙的可用长度为8米
∴ 0<24-4x ≤8
∴
4≤x<6
∴当x=4cm时,S最大值=32 平方米
3.若任意四边形ABCD的两条对角线AC、 BD互相垂直,AC+BD =10,当AC、BD的 长为多少时,四边形面积ABCD最大?
《二次函数的性质应用》
----面积最值问题 辉县市第一初级中学 贺龙珍
城关中学 初三数学备课组
二次函数y=ax²+bx+c(a≠0) ①顶点坐标是( ___ , ___ ); ②对称轴是_____;
③函数的最大值或最小值:
当a>0,x=___时,y有最___值,为y=____; 当a<0,x=____时,y有最__值,为y=____。
1.
在问题中,矩形的周长为 则另一边长为----------,即s=
二次函数的应用(面积问题)
(1)求抛物线解析式 (2)在抛物线上是否存在点F,使△ BCF的面积是5,若存在求出点8 F的坐标,若不存在,说明理由
7
6
5
B
F4
3
2
HE 1
16
14
12
10
8
6
4 C2
O2
4D
显示函数 f
1
显示对象AB
隐藏对象
如图,在平面直角坐标系xoy中,二次函数y=ax2+bx-4(a≠0 的图象与x轴交于点A(-2,0),C(8,0)两点,与y轴 交于点B,其对称轴与x轴交于点D。 (1)求该二次函数的解析式; (2)如图,若点P(m,n)是该二次函数图象上的一个动点 (其中m>0,n<0),连结PB,PD,BD,求三角形BDP面积的 最大值及此时点P的坐标。
二次函数的应用(面积问题)
授课教师:李晓霞 营口市第二十九中学
5
4.5
1、如图,抛物线y=ax2+bx过A(4,0),B(41,3)两点。 ((12))求点抛P是物A线B上解方析抛式物线上的任意一3点.5 , B 设点P的横坐标是m,PQ y轴交AB于点Q3 ,
用含m的关系式表示线段PQ的长。 2.5
(3)在(2)的条件下,求当 ABP的2面积
最大时,点P的坐标。
1.5
(当4△)A点BPP的是面抛积物是线6上时一,动求点出,点且P的位坐于标第1。四象限,
0.5
y = x2 + 4∙x
7 隐藏函6数 f
5
4
3
2
1
O E1
2
3
显示函数 g
0.5
显示线段AP,PB,三角形ABP
1、如图,△
二次函数的应用——面积最大问题》说课稿—获奖说课稿
二次函数的应用——面积最大问题》说课稿—获奖说课稿22.过程与方法:培养学生利用所学知识构建数学模型,解决实际问题的能力,掌握建模思想,熟练掌握最值问题的解法。
23.情感态度与价值观:通过实际问题的应用,让学生感受到数学在生活中的实际应用价值,培养学生对数学的兴趣和热爱。
本节课的重点是最值问题的解法和建模思想的培养,难点是对实际问题的分析和建模思想的掌握。
三、教学方法的选择本节课采用“引导发现、归纳总结、启发式教学”等多种教学方法,其中引导发现法是本节课的核心教学方法,通过引导学生发现实际问题中的规律和模式,培养学生独立思考和解决问题的能力;归纳总结法是巩固知识的有效方法,通过对学生已有的知识进行梳理和总结,加深对知识的理解和记忆;启发式教学法则是在教学中采用启发式问题,激发学生的思考和求知欲,提高学生的研究兴趣和积极性。
四、教学过程的设计本节课的教学过程分为四个环节:导入、讲授、练、归纳总结。
导入环节通过引入实际问题,激发学生的兴趣和求知欲,让学生认识到最值问题的实际应用价值;讲授环节通过具体例子和图像分析,讲解最值问题的解法和建模思想;练环节则通过多种形式的练,巩固学生的知识和技能;归纳总结环节则对本节课的知识点进行总结和梳理,加深对知识的理解和记忆。
五、教学效果预测通过本节课的教学,学生将能够掌握最值问题的解法和建模思想,能够熟练应用所学知识解决实际问题,同时也能够感受到数学在生活中的实际应用价值,培养学生对数学的兴趣和热爱,为学生今后的研究打下坚实的理论和思想方法基础。
2、___要在一块长为20米、宽为15米的空地上建一个长方形花园,他想让花园的面积最大,你能帮他算一下最大面积是多少吗?3、某公司生产一种产品,销售价格为每个10元,生产成本为每个5元,每天能生产1000个,你能帮助他们算一下每天的最大利润是多少吗?设计思路]通过这三个问题,引导学生发现实际问题中的最值问题,从而引出二次函数的最值问题。
高职考复习二次函数的应用(一)
函数的应用面积问题1.某开心农场要用一段长为40m的篱笆,围成一个矩形菜园ABCD,若设菜园的边长AB为x m,m。
菜园的面积为y2(1)求y与x之间的函数关系式,写出x的取值范围;(2)当x为何值时,菜园面积最大?并求出最大值?2.某广告公司设计一块周长为8米的距形广告牌,广告设计费为每平方米1000元,高距形一边长为x米,面积为S平方米。
(1)求S与x的函数关系式及x的取值范围。
(2)为使广告牌费用最多;广告牌的长和宽分别设计为多少米?此时广告费为多少?3.现在阳台种菜成为部分人的爱好.如图所示,一块种菜的小菜地一面靠墙(墙长度为1.2米),另外三面由总长为2米的栅栏围成,设宽为x米,面积为y平方米,(1)求菜地的另一边的长(用x表示);(2)求y与x之间的函数关系,并写出自变量x的取值范围;(3)当x为何值时,菜地的面积最大?并求出最大值.4.张大爷要围成一个矩形花圃.花圃的一边利用足够长的墙另三边用总长为32米的篱笆恰好围成.围成的花圃是如图所示的矩形ABCD.设AB边的长为x米.矩形ABCD的面积为S平方米.(1)求S与x之间的略函数关系式(写出自变量x的取值范围).(2)当x为何值时,S有最大值?并求出最大值.5.如图所示,计划用12m的材料建一个窗框,(1)求窗框面积y与窗框长度x之间的函数关系式;(2)求窗框的长与宽各为多少米时,窗户的透光面最大?最大面积是多少?6.有长20米的铝条材料,做成一个如图所示的日字型框(制作中耗材不计),当窗框的长和宽为多少米时,达到最大的进光量,并求出最大进光面积。
7.有一批材料可以建成长为200米的围墙,如果用此材料在一边靠墙的地方围成一块矩形场地,中间用同样的材料隔成三个面积相等的矩形(如图),求围成的矩形的最大面积.8.杭州动物园欲围成相同面积的长方形虎笼四间,一面可利用原有的墙(长度够用),其他各面用钢筋网围成,如图。
现有可围36米长的钢筋网材料,设每间虎笼的长为x米。
初中数学专题复习-二次函数的实际应用面积最值问题
二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题知识要点:在生活实践中,人们经常面对带有“最”字的问题,如在一定的方案中,花费最少、消耗最低、面积最大、产值最高、获利最多等;解数学题时,我们也常常碰到求某个变量的最大值或最小值之类的问题,这就是我们要讨论的最值问题。
求最值的问题的方法归纳起来有以下几点:1.运用配方法求最值;2.构造一元二次方程,在方程有解的条件下,利用判别式求最值;3.建立函数模型求最值;4.利用基本不等式或不等分析法求最值.[例1]:在矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度移动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度移动,如果P 、Q 两点同时出发,分别到达B 、C 两点后就停止移动.(1)运动第t 秒时,△PBQ 的面积y(cm²)是多少?(2)此时五边形APQCD 的面积是S(cm²),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量的取值范围.(3)t 为何值时s 最小,最小值时多少?答案:6336333607266126262621)1(2222有最小值等于时;当)()()()()()(S t t S t t t t t S t t t t y =∴+-=<<+-=+--⨯=+-=⋅-=Θ[例2]:小明的家门前有一块空地,空地外有一面长10米的围墙,为了美化生活环境,小明的爸爸准备靠墙修建一个矩形花圃,他买回了32米长的不锈钢管准备作为花圃的围栏,为了浇花和赏花的方便,准备在花圃的中间再围出一条宽为一米的通道及在左右花圃各放一个1米宽的门(木质).花圃的长与宽如何设计才能使花圃的面积最大?解:设花圃的宽为x 米,面积为S 平方米则长为:x x 4342432-=+-(米)则:)434(x x S -=2 x x 3442+-= 4289)417(42+--=x ∵104340≤-<x∴2176<≤x ∵6417<,∴S 与x 的二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当2176<≤x 内,S 随x 的增大而减小, ∴当6=x 时,604289)4176(42max =+--=S (平方米) 答:可设计成宽6米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大.[例3]:已知边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE (如图),其中AF=2,BF=1.试在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积.解:设矩形PNDM 的边DN=x ,NP=y ,则矩形PNDM 的面积S=xy (2≤x≤4)易知CN=4-x ,EM=4-y .过点B 作BH ⊥PN 于点H则有△AFB ∽△BHP∴PHBH BF AF =,即3412--=y x , ∴521+-=x y , x x xy S 5212+-==)42(≤≤x , 此二次函数的图象开口向下,对称轴为x=5,∴当x≤5时,函数值y 随x 的增大而增大,对于42≤≤x 来说,当x=4时,12454212=⨯+⨯-=最大S . 【评析】本题是一道代数几何综合题,把相似三角形与二次函数的知识有机的结合在一起,能很好考查学生的综合应用能力.同时,也给学生探索解题思路留下了思维空间.[例4]:某人定制了一批地砖,每块地砖(如图(1)所示)是边长为0.4米的正方形ABCD ,点E 、F 分别在边BC 和CD 上,△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 均由单一材料制成,制成△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 的三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,若将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影部分组成四边形EFGH .(1)判断图(2)中四边形EFGH 是何形状,并说明理由;(2)E 、F 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省?解:(1) 四边形EFGH 是正方形.图(2)可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C 点按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的,故CE =CF =CG .∴△CEF 是等腰直角三角形因此四边形EFGH 是正方形.(2)设CE =x , 则BE =0.4-x ,每块地砖的费用为y 元那么:y =x ×30+×0.4×(0.4-x )×20+[0.16-x -×0.4×(0.4-x )×10] )24.02.0(102+-=x x3.2)1.0(102+-=x )4.00(<<x当x =0.1时,y 有最小值,即费用为最省,此时CE =CF =0.1.答:当CE =CF =0.1米时,总费用最省.作业布置:1.(2008浙江台州)某人从地面垂直向上抛出一小球,小球的高度h (单位:米)与小球运动时间t (单位:秒)的函数关系式是,那么小球运动中的最大高度=最大h 4.9米 .2.(2008庆阳市)兰州市“安居工程”新建成的一批楼房都是8层高,房子的价格y (元/平方米)随楼层数x (楼)的变化而变化(x =1,2,3,4,5,6,7,8);已知点(x ,y )都在一个二次函数的图像上,(如图所示),则6楼房子的价格为 元/平方米.5 m 12 m AB CD提示:利用对称性,答案:2080.3.如图所示,在一个直角△MBN 的内部作一个长方形ABCD ,其中AB 和BC 分别在两直角边上,设AB =x m ,长方形的面积为y m 2,要使长方形的面积最大,其边长x 应为( D )。
二次函数中的面积计算问题
二次函数中的面积计算问题[典型例题]例. 如图,二次函数2y x bx c =++图象与x 轴交于A,B 两点(A 在B 的左边),与y 轴交于点C ,顶点为M ,MAB ∆为直角三角形, 图象的对称轴为直线2-=x ,点P 是抛物线上位于,A C 两点之间的一个动点,则PAC ∆的面积的最大值为(C ) A .274 B .112 C . 278D .3二次函数中面积问题常见类型: 一、选择填空中简单应用 二、不规则三角形面积运用S= 三、运用四、运用相似三角形五、运用分割方法将不规则图形转化为规则图形例1. 如图1,已知:正方形ABCD 边长为1,E 、F 、G 、H 分别为各边上的点, 且AE=BF=CG=DH, 设小正方形EFGH 的面积为s ,AE 为x ,则s 关于x 的函数图象大致是 ( B )xy ABCOM例2. 解答下列问题:如图1,抛物线顶点坐标为点C (1,4),交x 轴于点A (3,0),交y 轴于点B .(1)求抛物线和直线AB 的解析式; (2)求△CAB 的铅垂高CD 及S △CAB ;(3)设点P 是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,是否存在一点P ,使S △PAB =89S △CAB ,若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由.思路分析此题是二次函数中常见的面积问题,方法不唯一,可以用割补法,但有些繁琐,如图2我们可得出一种计算三角形面积的新方法:ah S ABC 21=∆即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.掌握这个公式后,思路直接,过程较为简单,计算量相对也少许多,答案:(1)由已知,可设抛物线的解析式为y 1=a (x -1)2+4(a ≠0).把A (3,0)代入解析式求得a =-1,∴抛物线的解析式为y 1=-(x -1)2+4,即y 1=-x 2+2x +3.图2图1设直线AB 的解析式为y 2=kx +b ,由y 1=-x 2+2x +3求得B 点的坐标为(0,3).把A (3,0),B (0,3)代入y 2=kx +b ,解得k =-1,b =3.∴直线AB 的解析式为y 2=-x +3.(2)∵C (1,4),∴当x =1时,y 1=4,y 2=2.∴△CAB 的铅垂高CD =4-2=2.S △CAB =21×3×2=3(平方单位).(3)解:存在.设P 点的横坐标为x ,△PAB 的铅垂高为h则h =y 1-y 2=(-x 2+2x +3)-(-x +由S △PAB =89S △CAB 得:21×3×(-x 2+3x )整理得4x 2-12x +9=0,解得x =23.把x =23代入y 1=-x 2+2x +3,得y 1=415.∴P 点的坐标为(23,415).例3. (贵州省遵义市)如图,在平面直角坐标系中,Rt △AOB 的顶点坐标分别为A (0,2),O (0,0),B (4,0),把△AOB 绕点O 逆时针方向旋转90°得到△COD (点A 转到点C 的位置),抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)经过C 、D 、B 三点.(1)求抛物线的解析式;(2)若抛物线的顶点为P ,求△PAB 的面积;(3)抛物线上是否存在点M ,使△MBC 的面积等于△PAB 的面积若存在,请求出点M图2思路分析:根据题目所给信息,函数关系式和△PAB 的面积很容易求出。
二次函数的实际应用(面积最值问题)
有机的结合在一起,能很好考查学生的综合应用能力.同时,也给学生 探索解题思路留下了思维空间.
解:∵矩形MFGN∽矩形ABCD ∴MF=2MN =2x ∴ EM=10-2x
∴S=x(10-2x)=-2x2+10x=-2(x-2.5)2+12.5 ∵,∴
当x=2.5时,S有最大值12.5
12.(2008四川内江)如图,小明的父亲在相距2米的两棵树间拴了一根绳 子,给他做了一个简易的秋千,拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳 子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部 刚好接触到绳子,则绳子的最低点距地面的距离为 0.5 米.
,则该运动员此次掷铅球的成绩是( D )
A.6 m 解:令,则:
B.12 m C.8 m
D.10m
(图5)
(图6)
(图7)
6.某幢建筑物,从10 m高的窗口A,用水管向外喷水,喷出的水流呈抛 物线状(抛物线所在的平面与墙面垂直,如图6,如果抛物线的最高点M 离墙1 m,离地面m,则水流落地点B离墙的距离OB是( B )
解:设花圃的宽为米,面积为平方米 则长为:(米) 则:
∵ ∴ ∵,∴与的二次函数的顶点不在自变量的范围内, 而当内,随的增大而减小, ∴当时,(平方米) 答:可设计成宽米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大. [例3]:已知边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE(如 图),其中AF=2,BF=1.试在AB上求一点P,使矩形PNDM有最大面 积. 解:设矩形PNDM的边DN=x,NP=y, 则矩形PNDM的面积S=xy(2≤x≤4)
二次函数的实际应用(面积最值问题含答案)
二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题知识要点:在生活实践中,人们经常面对带有“最”字的问题,如在一定的方案中,花费最少、消耗最低、面积最大、产值最高、获利最多等;解数学题时,我们也常常碰到求某个变量的最大值或最小值之类的问题,这就是我们要讨论的最值问题。
求最值的问题的方法归纳起来有以下几点: 1.运用配方法求最值;2.构造一元二次方程,在方程有解的条件下,利用判别式求最值; 3.建立函数模型求最值;4.利用基本不等式或不等分析法求最值.[例1]:在矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度移动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度移动,如果P 、Q 两点同时出发,分别到达B 、C 两点后就停止移动.(1)运动第t 秒时,△PBQ 的面积y(cm²)是多少? (2)此时五边形APQCD 的面积是S(cm²),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量的取值范围.(3)t 为何值时s 最小,最小值时多少? 答案:6336333607266126262621)1(2222有最小值等于时;当)()()()()()(S t t S t t t t t S tt t t y =∴+-=<<+-=+--⨯=+-=⋅-=[例2]:小明的家门前有一块空地,空地外有一面长10米的围墙,为了美化生活环境,小明的爸爸准备靠墙修建一个矩形花圃,他买回了32米长的不锈钢管准备作为花圃的围栏,为了浇花和赏花的方便,准备在花圃的中间再围出一条宽为一米的通道及在左右花圃各放一个1米宽的门(木质).花圃的长与宽如何设计才能使花圃的面积最大?解:设花圃的宽为x 米,面积为S 平方米则长为:x x 4342432-=+-(米)则:)434(x x S -= x x 3442+-=4289)417(42+--=x ∵104340≤-<x∴2176<≤x∵6417<,∴S 与x 的二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当2176<≤x 内,S 随x 的增大而减小,∴当6=x 时,604289)4176(42max =+--=S (平方米)答:可设计成宽6米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大.[例3]:已知边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE (如图),其中AF=2,BF=1.试在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积. 解:设矩形PNDM 的边DN=x ,NP=y , 则矩形PNDM 的面积S=xy (2≤x≤4) 易知CN=4-x ,EM=4-y . 过点B 作BH ⊥PN 于点H 则有△AFB ∽△BHP ∴PHBHBF AF =,即3412--=y x , ∴521+-=x y , x x xy S 5212+-==)42(≤≤x ,此二次函数的图象开口向下,对称轴为x=5, ∴当x≤5时,函数值y 随x 的增大而增大, 对于42≤≤x 来说,当x=4时,12454212=⨯+⨯-=最大S . 【评析】本题是一道代数几何综合题,把相似三角形与二次函数的知识有机的结合在一起,能很好考查学生的综合应用能力.同时,也给学生探索解题思路留下了思维空间.[例4]:某人定制了一批地砖,每块地砖(如图(1)所示)是边长为0.4米的正方形ABCD ,点E 、F 分别在边BC 和CD 上,△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 均由单一材料制成,制成△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 的三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,若将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影部分组成四边形EFGH .(1)判断图(2)中四边形EFGH 是何形状,并说明理由;(2)E 、F 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省? 解:(1) 四边形EFGH 是正方形.图(2)可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C 点 按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的, 故CE =CF =CG .∴△CEF 是等腰直角三角形因此四边形EFGH 是正方形. (2)设CE =x , 则BE =0.4-x ,每块地砖的费用为y 元 那么:y =x ×30+×0.4×(0.4-x )×20+[0.16-x -×0.4×(0.4-x )×10])24.02.0(102+-=x x3.2)1.0(102+-=x )4.00(<<x当x =0.1时,y 有最小值,即费用为最省,此时CE =CF =0.1.答:当CE =CF =0.1米时,总费用最省.作业布置:1.(2008浙江台州)某人从地面垂直向上抛出一小球,小球的高度h (单位:米)与小球运动时间t (单位:秒)的函数关系式是,那么小球运动中的最大高度=最大h 4.9米 .2.(2008庆阳市)兰州市“安居工程”新建成的一批楼房都是8层高,房子的价格y (元/平方米)随楼层数x (楼)的变化而变化(x =1,2,3,4,5,6,7,8);已知点(x ,y )都在一个二次函数的图像上,(如图所示),则6楼房子的价格为 元/平方米.5 m 12m ABCD提示:利用对称性,答案:2080.3.如图所示,在一个直角△MBN 的内部作一个长方形ABCD ,其中AB 和BC 分别在两直角边上,设AB =x m ,长方形的面积为y m 2,要使长方形的面积最大,其边长x 应为( D )A .424m B .6 m C .15 m D .25m 解:AB =x m ,AD=b ,长方形的面积为y m 2∵AD ∥BC ∴△MAD ∽△MBN ∴MB MA BN AD =,即5512x b -=,)5(512x b -=)5(512)5(5122x x x x xb y --=-⋅==, 当5.2=x 时,y 有最大值.4.(2008湖北恩施)将一张边长为30㎝的正方形纸片的四角分别剪去一个边长为x㎝的小正方形,然后折叠成一个无盖的长方体.当x取下面哪个数值时,长方体的体积最大( C ) A .7 B .6 C .5 D .45.如图,铅球运动员掷铅球的高度y (m)与水平距离x (m)之间的函数关系式是:35321212++-=x x y ,则该运动员此次掷铅球的成绩是( D ) A .6 mB .12 mC .8 mD .10m解:令0=y ,则:02082=--x x 0)10)(2(=-+x xxyO AB M O(图5) (图6) (图7)6.某幢建筑物,从10 m 高的窗口A ,用水管向外喷水,喷出的水流呈抛物线状(抛物线所在的平面与墙面垂直,如图6,如果抛物线的最高点M 离墙1 m ,离地面340m ,则水流落地点B 离墙的距离OB 是( B )A .2 mB .3 mC .4 mD .5 m解:顶点为)340,1(,设340)1(2+-=x a y ,将点)10,0(代入,310-=a 令0340)1(3102=+--=x y ,得:4)1(2=-x ,所以OB=3 7.(2007乌兰察布)小明在某次投篮中,球的运动路线是抛物线21 3.55y x =-+的一部分,如图7所示,若命中篮圈中心,则他与篮底的距离L 是( B )8.某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上修建一个矩形花园ABCD ,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m 的栅栏围成.若设花园的宽为x(m) ,花园的面积为y(m²).(1)求y 与x 之间的函数关系,并写出自变量的取值范围;(2)根据(1)中求得的函数关系式,描述其图象的变化趋势;并结合题意判断当x 取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少? 解:)240(x x y -=)20(22x x --=200)10(22+--=x∵152400≤-<x ∴205.12<≤x∵二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当205.12<≤x 内,y 随x 的增大而减小, ∴当5.12=x 时,5.187200)105.12(22max =+--=y (平方米)答:当5.12=x 米时花园的面积最大,最大面积是187.5平方米.9.如图,要建一个长方形养鸡场,鸡场的一边靠墙,如果用50 m 长的篱笆围成中间有一道篱笆隔墙的养鸡场,设它的长度为x 米.(1)要使鸡场面积最大,鸡场的长度应为多少m ? (2)如果中间有n (n 是大于1的整数)道篱笆隔墙,要使鸡场面积最大,鸡场的长应为多少米?比较(1)(2)的结果,你能得到什么结论?解:(1)∵长为x 米,则宽为350x-米,设面积为S 平方米. )50(313502x x x x S --=-⋅= 3625)25(312+--=x∴当25=x 时,3625max =S (平方米)即:鸡场的长度为25米时,面积最大.(2) 中间有n 道篱笆,则宽为250+-n x米,设面积为S 平方米. 则:)50(212502x x n n x x S -+-=+-⋅= 2625)25(212++-+-=n x n ∴当25=x 时,2625max +=n S (平方米)由(1)(2)可知,无论中间有几道篱笆墙,要使面积最大,长都是25米. 即:使面积最大的x 值与中间有多少道隔墙无关.10.如图,矩形ABCD 的边AB=6 cm ,BC=8cm ,在BC 上取一点P ,在CD 边上取一点Q ,使∠APQ 成直角,设BP=x cm ,CQ=y cm ,试以x 为自变量,写出y 与x 的函数关系式.ABCD PQ解:∵∠APQ=90°, ∴∠APB+∠QPC=90°. ∵∠APB+∠BAP=90°,∴∠QPC=∠BAP ,∠B=∠C=90° .∴△ABP ∽△PCQ.,86,yxx CQ BP PC AB =-= ∴x x y 34612+-=.11.(2006年南京市)如图,在矩形ABCD 中,AB=2AD ,线段EF=10.在EF 上取一点M ,•分别以EM 、MF 为一边作矩形EMNH 、矩形MFGN ,使矩形MFGN ∽矩形ABCD .令MN=x ,当x 为何值时,矩形EMNH 的面积S 有最大值?最大值是多少? 解:∵矩形MFGN ∽矩形ABCD ∴MF=2MN =2x ∴ EM=10-2x ∴S=x (10-2x )=-2x 2+10x=-2(x-2.5)2+12.5 ∵1020<<x ,∴50<<x当x=2.5时,S 有最大值12.5易的秋千,拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部刚好接触到绳子,则绳子的最低点距地面的距离为 0.5 米. 答案:如图所示建立直角坐标系则:设c ax y +=2将点)1,5.0(-,)5.2,1(代入,⎩⎨⎧+=+-⨯=ca c a 5.2)5.0(12,解得⎩⎨⎧==5.02c a 5.022+=x y 顶点)5.0,0(,最低点距地面0.5米.13.(2008黑龙江哈尔滨)小李想用篱笆围成一个周长为60米的矩形场地,矩形面积S(单位:平方米)随矩形一边长x(单位:米)的变化而变化.(1)求S 与x 之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围; (2)当x 是多少时,矩形场地面积S 最大?最大面积是多少? 解:(1)根据题意,得x x x xS 3022602+-=⋅-=自变量的取值范围是(2)∵01<-=a ,∴S 有最大值当时,答:当为15米时,才能使矩形场地面积最大,最大面积是225平方米.14.(2008年南宁市)随着绿城南宁近几年城市建设的快速发展,对花木的需求量逐年提高.某园林专业户计划投资种植花卉及树木,根据市场调查与预测,种植树木的利润与投资量成正比例关系,如图12-①所示;种植花卉的利润与投资量成二次函数关系,如图12-②所示(注:利润与投资量的单位:万元)(1)分别求出利润与关于投资量的函数关系式;(2)如果这位专业户以8万元资金投入种植花卉和树木,他至少获得多少利润?他能获取的最大利润是多少? 解:(1)设=,由图12-①所示,函数=的图像过(1,2),所以2=,故利润关于投资量的函数关系式是=;因为该抛物线的顶点是原点,所以设2y =,由图12-②所示,函数2y =的图像过(2,2),所以,故利润2y 关于投资量的函数关系式是2221x y =; (2)设这位专业户投入种植花卉万元(),则投入种植树木(x -8)万元,他获得的利润是万元,根据题意,得 ==+21y y +== ∵021>=a ∴当时,的最小值是14;∴他至少获得14万元的利润.因为,所以在对称轴2=x 的右侧, z 随x 的增大而增大所以,当8=x 时,z 的最大值为32.15.(08山东聊城)如图,把一张长10cm ,宽8cm 的矩形硬纸板的四周各剪去一个同样大小的正方形,再折合成一个无盖的长方体盒子(纸板的厚度忽略不计).(1)要使长方体盒子的底面积为48cm2,那么剪去的正方形的边长为多少?(2)你感到折合而成的长方体盒子的侧面积会不会有更大的情况?如果有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;如果没有,请你说明理由;(3)如果把矩形硬纸板的四周分别剪去2个同样大小的正方形和2个同样形状、同样大小的矩形,然后折合成一个有盖的长方体盒子,是否有侧面积最大的情况;如果有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;如果没有,请你说明理由.解:(1)设正方形的边长为cm,则.即.解得(不合题意,舍去),.剪去的正方形的边长为1cm.(2)有侧面积最大的情况.设正方形的边长为cm,盒子的侧面积为cm2,则与的函数关系式为:.即.改写为.当时,.即当剪去的正方形的边长为2.25cm时,长方体盒子的侧面积最大为40.5cm2.设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2.若按图1所示的方法剪折, 则与的函数关系式为:x xx x y ⋅-⋅+-=22102)28(2 即.当时,.若按图2所示的方法剪折, 则与的函数关系式为:x xx x y ⋅-⋅+-=2282)210(2. 即.当时,.比较以上两种剪折方法可以看出,按图2所示的方法剪折得到的盒子侧面积最大,即当剪去的正方形的边长为cm 时,折成的有盖长方体盒子的侧面积最大,最大面积为cm 2.16.(08兰州)一座拱桥的轮廓是抛物线型(如图16所示),拱高6m ,跨度20m ,相邻两支柱间的距离均为5m .(1)将抛物线放在所给的直角坐标系中(如图17所示),求抛物线的解析式; (2)求支柱的长度;(3)拱桥下地平面是双向行车道(正中间是一条宽2m 的隔离带),其中的一条行车道能否并排行驶宽2m 、高3m 的三辆汽车(汽车间的间隔忽略不计)?请说明你的理由.解:(1)根据题目条件,的坐标分别是.设抛物线的解析式为,将的坐标代入,得解得.所以抛物线的表达式是.(2)可设,于是从而支柱的长度是米.(3)设是隔离带的宽,是三辆车的宽度和,则点坐标是.过点作垂直交抛物线于,则.根据抛物线的特点,可知一条行车道能并排行驶这样的三辆汽车.11。
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生演板,生ห้องสมุดไป่ตู้题,师批改……
师生共看演板
通过作业再一次内化知识,构建知识系统。
通过变式训练进一步引发学生思考,激发学生学习兴趣,提高学生解决问题的能力。
2、由于长年累月的日晒雨淋,墙体部分损坏,只剩下8 m,现改变菜园的围法。如图3,矩形菜园的一边由墙AB和一节篱笆BF构成,且这边的长度不少于12 m,另三边由篱笆ADEF围成,求菜园面积的最大值。
小组讨论完成
分小组展示……
师总结:在表示面积时,墙长8 m,篱笆长32 m,那矩形周长为m?如果设DE=x m,则AD=m。
这题对学生有两个难点,(1)如何建立模型,将菜园面积表示出来;(2)当顶点横坐标不在自变量范围内时,最值在哪里取到?
活动三:课堂小结
生总结:……
培养总结能力,反馈课堂学习效果
活动四:课后巩固
二次函数的应用——面积问题
教学任务分析
教学目标
知识技能
1.通过图形之间的关系列出函数解析式
2.用二次函数的知识分析解决有关面积问题的实际问题
教学思考
培养学生建模思想
解决问题
通过图形间的关系,进一步体会函数,体验运动变化的思想
情感态度
通过本节课的教学,使学生能够正确面对困难,迎接挑战的坚强品质
重点
用二次函数的知识分析解决有关面积问题的实际问题
难点
通过图形之间的关系列出函数解析式
教学过程设计
问题与情境
师生活动
设计意图
课后随想
活动一:课前预习
已知二次函数
1、该函数图象的开口方向是;对称轴是;顶点坐标;
2、⑴当0<x≤5时,函数在x=时,取得最大值是。
⑵当0<x≤2时,函数在x=时,取得最大值是。
师引导生回答:
师总结:
(先口述)
(再板书)
当顶点横坐标在自变量范围内时,在顶点处取最值;
内化知识,进行知识间的建构
师引导:菜园面积在前面已经表示出来了,它是一个函数?那怎么求二次函数的最值呢?
生答:…………
师边口述边板书:
师总结:求面积最值,我们大致可以分三步,第一步:写出函数解析式并配成顶点式;第二步:求自变量的范围;第三步:根据范围求函数最值。
通过求菜园面积的最大值给学生总结用二次函数求最值的一般步骤。
变式训练:如图2,如果墙对面DE边上有一个2 m宽的门,求菜园面积的最大值。
如图1,如果矩形菜园的一边靠墙AB,另三边由篱笆CDEF围成。
1、⑴设DE=x m,则CD=m,写出x的取值范围。
⑵设菜园面积为y m2,则y与x之间的函数关系式为。
师读题,生口答(1)、(2)
师问:x的范围是怎么求的?
生答:…………
(1)(2)比较简单,激发学生求知的欲望,并且对下面的问题有提示作用。
但是(1)中求自变量的范围在本节课中多次涉及,在此处通过填空帮同学复习。
⑶菜园的面积能不能等于110 m2,若能,求出此时x的值;若不能,请说明理由。
生演板,生做题
师生共批改……
师生共看演板
(3)在前面两问的提醒下,很容易列出方程,通过一个具体的面积让学生感受实际背景。
⑷当DE长为多少时,菜园面积最大?最大面积是多少?
当顶点横坐标不在自变量范围内时,在端点处取最值。
首先能根据函数解析式得出函数图象的开口方向、对称轴、顶点坐标。
然后知道求函数最值就是找函数图象的最高(低)点,并且通过两个不同的范围让学生明白最值可能在顶点及端点处取得。
活动二:课堂学习
(2016武汉元月调考改)用一段长32 m的篱笆和长18 m的墙,围成一个矩形的菜园。