第19讲 二次函数的应用(2)
1. (2012,河北,导学号5892921)某工厂生产一种合金薄板(其厚度忽略不计),这些薄板的形状均为正方形,边长(单位:cm)在5~50之间,每张薄板的成本价(单位:元)与它的面积(单位:cm2)成正比例,每张薄板的出厂价(单位:元)由基础价和浮动价两部分组成,其中基础价与薄板的大小无关,是固定不变的,浮动价与薄板的边长成正比例,在营销过程中得到了表格中的数据.
薄板的边长/cm
20
30
出厂价/(元/张)
50
70
(1)求一张薄板的出厂价与边长之间满足的函数解析式;
(2)已知出厂一张边长为40 cm的薄板,获得的利润是26元(利润=出厂价-成本价).
①求一张薄板的利润与边长之间满足的函数解析式;
②当边长为多少时,出厂一张薄板获得的利润最大?最大利润是多少?
【思路分析】 (1)设一张薄板的边长为x cm,它的出厂价为y元,基础价为n元,浮动价为kx元,则y=kx+n.利用待定系数法求一次函数的解析式即可.(2)①设一张薄板的利润为p元,它的成本价为mx2元.由题意,得p=y-mx2,进而得出m的值,求出函数解析式即可.②利用二次函数的最值公式求出二次函数的最值即可.
解:(1)设一张薄板的边长为x cm,它的出厂价为y元,基础价为n元,浮动价为kx元,则y=kx+n.
由表格中的数据,得
解得
所以一张薄板的出厂价与边长之间满足的函数解析式为y=2x+10.
(2)①设一张薄板的利润为p元,它的成本价为mx2元.
由题意,得p=y-mx2=2x+10-mx2.
将x=40,p=26代入p=2x+10-mx2,得26=2×40+10-m·402.
解得m=.
所以一张薄板的利润与边长之间满足的函数解析式为p=-x2+2x+10.
②因为a=-<0,
所以当x=-=-=25(在5~50之间)时,
p最大===35.
所以出厂一张边长为25 cm的薄板,获得的利润最大,最大利润是35元.
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利润问题
例1 (2018,扬州节选,导学号5892921)“扬州漆器”名扬天下,某网店专门销售某种品牌的漆器笔筒,成本为30元/件,每天的销售量y(件)与销售单价x(元)之间存在一次函数关系,如图所示.
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)如果规定每天漆器笔筒的销售量不低于240件,当销售单价为多少元时,每天获取的利润最大?最大利润是多少?
例1题图
【思路分析】 (1)直接利用待定系数法确定y与x之间的函数关系式.(2)先由题意得出x的取值范围,再根据总利润=销售量×单件的利润,将(1)中的函数关系式代入,得到总利润与销售单价之间的函数关系式,最后根据其性质求出最大值.
解:(1)设y与x之间的函数关系式为y=kx+b.
由题意,得
解得
故y与x之间的函数关系式为y=-10x+700.
(2)由题意,得-10x+700≥240.
解得x≤46.
设每天获取的利润为w元,
则w=(x-30)·y
=(x-30)(-10x+700)
=-10x2+1 000x-21 000
=-10(x-50)2+4 000.
∵-10<0,
∴当x<50时,w随x的增大而增大.
∴当x=46时,w最大,w最大=-10×(46-50)2+4 000=3 840.
答:当销售单价为46元时,每天获取的利润最大,最大利润是3 840元.
针对训练1 (2018,深圳模拟)某商场试销一种成本为50元/件的T恤,规定试销期间单价不低于成本单价,又获利不得高于50%.经试销发现,销售量y(件)与销售单价x(元/件)符合一次函数关系,试销数据如下表:
销售单价/(元/件)
…
55
60
70
…
销售量/件
…
75
70
60
…
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)若该商场获得的利润为w元,试写出利润w与销售单价x之间的函数关系式.当销售单价定为多少元时,商场可获得最大利润?最大利润是多少元?
【思路分析】 (1)直接利用待定系数法确定y与x
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之间的函数关系式.(2)根据利润=销售量×(销售单价-单件成本),将(1)中的函数关系式代入,得到利润w与销售单价x之间的函数关系式,再根据x的取值范围和二次函数的性质求出最大值.
解:(1)设y与x之间的函数关系式为y=kx+b.
由题意,得
解得
∴y=-x+130.
(2)w=(x-50)(130-x)
=-x2+180x-6 500
=-(x-90)2+1 600.
由题意,得x≤50×(1+50%),即x≤75.
∴50≤x≤75.
∵当x<90时,w随x的增大而增大,
∴当x=75时,w取得最大值,为1 375.
所以当销售单价定为75元时,商场可以获得最大利润,最大利润是1 375元.
二次函数与几何图形的综合
例2 (2018,保定模拟)如图,已知矩形ABCD的边AB=2,BC=3,P是AD边上的一动点(点P异于点A,D),Q是BC边上的任意一点,连接AQ,DQ,过点P作PE∥DQ交AQ于点E,作PF∥AQ交DQ于点F.
(1)求证:△APE∽△PDF;
(2)设AP=x,求四边形EQDP的面积S(用含x的代数式表示出来);当四边形EQDP的面积等于2时,说明PE与DQ的数量关系.
例2题图
【思路分析】 (1)根据PE∥DQ,PF∥AQ得出同位角相等即可证得两三角形相似.(2)由PE∥DQ,得到△APE∽△ADQ.根据相似三角形的性质得到==.求出S△ADQ=
S矩形ABCD=3,于是得到S=S△ADQ-S△APE=-x2+3.根据四边形EQDP的面积等于2,列方程即可得到结论.
(1)证明:∵PE∥DQ,
∴∠APE=∠PDF.
∵PF∥AQ,
∴∠DPF=∠PAE.
∴△APE∽△PDF.
(2)解:∵PE∥DQ,
∴△APE∽△ADQ.
∴==,=.
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∵S△ADQ=S矩形ABCD=3,
∴S△APE=x2.
∴S=S△ADQ-S△APE=-x2+3.
当四边形EQDP的面积等于2时,2=-x2+3.
解得x=.
∴AP==AD.
∴PE=DQ.
针对训练2(2018,揭阳一模)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=2,AD为BC边上的高,动点P在AD上,从点A出发,沿A→D方向运动.设AP=x,△ABP的面积为S1,矩形PDFE的面积为S2,y=S1+S2,则y与x之间的关系式是 y=-x2+3x .
训练2题图
【解析】 ∵在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=2,AD为BC边上的高,AP=x,∴∠BAD=∠CAD=45°.∴BD=AD=2.∴PE=AP=x,PD=AD-AP=2-x.∴y=S1+S2=+(2-x)·x=-x2+3x.
一、 选择题
1. (2018,马鞍山二模)某农产品市场经销一种成本为每千克40元的农产品.据市场分析,若按每千克50元销售,一个月能售出500 kg;销售单价每涨1元,月销售量就减少10 kg.设销售单价为每千克x元,月销售利润为y元,则y与x之间的函数关系式为(C)
A. y=(x-40)(500-10x) B. y=(x-40)(10x-500)
C. y=(x-40)[500-10(x-50)] D. y=(x-40)[500-10(50-x)]
【解析】 因为销售单价为每千克x元,月销售利润为y元,所以y与x之间的函数关系式为y=(x-40)[500-10(x-50)].
2. (2018,芜湖繁昌县一模)某大学生利用课余时间在网上销售一种成本为50元/件的商品,每月的销售量y(件)与销售单价x(元/件)之间的函数关系式为y=-4x+440,要使销售该商品获得的月利润最大,该商品的售价应定为(C)
A. 60元/件 B. 70元/件
C. 80元/件 D. 90元/件
【解析】 设销售该商品每月所获总利润为w元,则w=(x-50)(-4x+440)=-4x2+640x-22 000=-4(x-80)2+3 600.∴当x=80时,w取得最大值,最大值为3 600.所以当售价为80元/件时,销售该商品所获月利润最大.
3. 如图,已知边长为4的正方形ABCD,P是BC边上一动点(与点B,C不重合),连接
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AP,作PE⊥AP交外角∠DCF的平分线于点E.设BP=x,△PCE的面积为y,则y与x之间的函数关系式是(C)
第3题图
A. y=2x+1 B. y=x-2x2
C. y=2x-x2 D. y=2x
【解析】 如答图,过点E作EH⊥BC于点H.∵四边形ABCD是正方形,∴∠DCH=
90°.∵CE平分∠DCH,∴∠ECH=∠DCH=45°.∵∠CHE=90°,∴∠CEH=∠ECH=45°.∴EH=CH.∵四边形ABCD是正方形,AP⊥EP,∴∠B=∠CHE=∠APE=90°.
∴∠BAP+∠APB=90°,∠APB+∠EPH=90°.∴∠BAP=∠EPH.∴△BAP∽△HPE.∴=.∴=.∴EH=x.∴y=·CP·EH=·(4-x)·x=2x-x2.
第3题答图
4. (2018,淄博模拟)如图,在△ABC中,∠B=90°,AB=12 mm,BC=24 mm,动点P从点A开始沿边AB向点B以2 mm/s的速度移动(不与点B重合),动点Q从点B开始沿边BC向点C以4 mm/s的速度移动(不与点C重合).如果点P,Q分别从点A,B同时出发,那么四边形APQC的面积最小时,经过(C)
第4题图
A. 1 s B. 2 s
C. 3 s D. 4 s
【解析】 设点P,Q同时出发t s时,四边形APQC的面积为S mm2,则S=S△ABC-S△PBQ=×12×24-·4t·(12-2t)=4t2-24t+144=4(t-3)2+108.∵4>0,∴当t=3时,S取得最小值.
5. (2018,天津武清区模拟)某鞋帽专卖店销售一种绒帽,若这种帽子每天获利y(元)与销售单价x(元)满足关系y=-x2+70x-800,要想获得日最大利润,则销售单价为(B)
A. 30元 B. 35元
C. 40元 D. 45元
【解析】 ∵y=-x2+70x-800=-(x-35)2+425,∴当x=35时,y取得最大值,最大值为425,即销售单价为35元时,日销售利润最大.
6. (2018,广州南沙区模拟)如图,△ABC是直角三角形,∠A=90°,AB=8 cm,AC=6 cm.
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点P从点A出发,沿AB方向以2 cm/s的速度向点B运动,同时点Q从点A出发,沿AC方向以1 cm/s的速度向点C运动,其中一个动点到达终点则另一个动点也停止运动,则△APQ的面积最大是(C)
第6题图
A. 10 cm2 B. 8 cm2
C. 16 cm2 D. 24 cm2
【解析】 设运动时间为t s.根据题意,得AP=2t,AQ=t,∴S△APQ=t2.易知0<t≤4,∴△APQ的面积最大是16 cm2.
7. 如图,正方形ABCD的边长为1,E,F分别是边BC和CD上的动点(不与正方形的顶点重合),不管点E,F怎样运动,始终保持AE⊥EF.设BE=x,DF=y,则y关于x的函数解析式是(C)
第7题图
A. y=x+1 B. y=x-1
C. y=x2-x+1 D. y=x2-x-1
【解析】 ∵四边形ABCD为正方形,∴∠B=∠C=90°.∴∠BAE+∠AEB=90°.∵AE⊥EF,∴∠AEB+∠FEC=90°.∴∠BAE=∠FEC.∴△ABE∽△ECF.∴AB∶EC=BE∶CF.∴AB·CF=EC·BE.∵AB=1,BE=x,EC=1-x,CF=1-y,∴1·(1-y)=(1-x)·x.化简得y=x2-x+1.
二、 填空题
8. (导学号5892921)如图,在矩形ABCD中,AD=16,AB=12,E,F分别是边BC,DC上的点,且EC+CF=8.设BE的长为x,△AEF的面积为y,则y关于x的函数解析式是( y=x2-10x+96 ).
第8题图
【解析】 ∵BE=x,∴CE=16-x.∵CE+CF=8,∴CF=x-8.∴DF=20-x.∴y=S矩形ABCD-S△ABE-S△CEF-S△ADF=x2-10x+96.
9. (2018,天津和平区一模)某旅行社组团去外地旅游,30人起组团,每人的费用是800元.旅行社对超过30人的团给予优惠,即旅行团的人数每增加1人,每人的费用就降低10元.当一个旅行团有 55 人时,这个旅行社可以获得最大的营业额.
【解析】 设一个旅行团有x人,营业额为y元.根据题意,得y=x[800-10(x-30)]=-10x2+1 100x=-10(x-55)2+30 250.故当一个旅行团有55人时,这个旅行社可以获得最大的营业额.
三、 解答题
10. (2018,盘锦节选)鹏鹏童装店销售某款童装,每件售价为60元,每星期可卖100件,
10
为了促销,该店决定降价销售,经市场调查反应:每降价1元,每星期可多卖10件.已知该款童装每件成本为30元.设该款童装每件售价为x元,每星期的销售量为y件.
(1)求y与x之间的函数关系式;(不求自变量的取值范围)
(2)当每件童装售价定为多少元时,每星期的销售利润最大?最大利润是多少?
(3)当每件童装售价定为多少元时,该店销售该款童装一星期可获得3 910元的利润?
【思路分析】 (1)每星期的销售量等于100件加上因降价而多销售的销售量,由此得到函数关系式.(2)设每星期的销售利润为W元,构建二次函数,利用二次函数的性质解决问题.(3)根据题意列方程即可解决问题.
解:(1)y=100+10(60-x)=-10x+700.
(2)设每星期的销售利润为W元.
根据题意,得W=(x-30)(-10x+700)
=-10x2+1 000x-21 000
=-10(x-50)2+4 000.
∴当x=50时,W最大,W最大=4 000.
所以当每件童装售价定为50元时,每星期的销售利润最大,最大利润是4 000元.
(3)由题意,得-10(x-50)2+4 000=3 910.
解得x=53或x=47.
所以当每件童装售价定为53元或47元时,该店销售该款童装一星期可获得3 910元的利润.
11. (2018,承德一模,导学号5892921)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y1与投资成本x成正比例关系,种植花卉的利润y2与投资成本x的平方成正比例关系,并得到了表格中的数据:
投资成本x/万元
2
种植树木的利润y1/万元
4
种植花卉的利润y2/万元
2
(1)分别求出利润y1与y2关于投资成本x的函数解析式;
(2)如果这位专业户计划以8万元资金投入种植花卉和树木,设他投入种植花卉金额m万元,种植花卉和树木共获利润W万元,求出W关于m的函数解析式,并求他至少获得多少利润,他能获取的最大利润是多少.
【思路分析】 (1)根据题意设y1=kx,y2=px2,将表格中的数据分别代入求解可得.(2)由投入种植花卉金额m万元,则投入种植树木金额(8-m)万元,根据“总利润=花卉利润+树木利润”列出函数解析式,利用二次函数的性质求得最值即可.
解:(1)设y1=kx.
由表格数据可知,函数y1=kx的图象过(2,4),
∴4=k·2.
解得k=2.
故种植树木的利润y1关于投资成本x的函数解析式是y1=2x(x≥0).
设y2=px2.
由表格数据可知,函数y2=px2的图象过(2,2).
∴2=p·22.
解得p=.
故种植花卉的利润y2关于投资成本x的函数解析式是y2=x2(x≥0).
(2)因为投入种植花卉金额m万元,则投入种植树木金额(8-m)万元.
根据题意,得W=2(8-m)+m2
10
=m2-2m+16
=(m-2)2+14.
∵a=>0,0≤m≤8,
∴当m=2时,W取得最小值,为14.
∵a=>0,
∴当0≤m