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第13讲 二次函数的综合应用
1.生产季节性产品的企业,当它的产品无利润时就会及时停产.现有一生产季节性产品的企业,其一年中获得的利润y和月份n之间的函数关系式为y=-n2+14n-24,则该企业一年中利润最高的月份是( C )
A.5月 B.6月 C.7月 D.8月
2.(2015·金华)图2是图1中拱形大桥的示意图,桥拱与桥面的交点为O,B,以点O为原点,水平直线OB为x轴,建立平面直角坐标系,桥的拱形可以近似看成抛物线y=-(x-80)2+16,桥拱与桥墩AC的交点C恰好在水面,有AC⊥x轴,若OA=10米,则桥面离水面的高度AC为( B )
A.16米 B.米 C.16米 D.米
3.(2015·六盘水)如图,假设篱笆(虚线部分)的长度为16 cm,则所围成矩形ABCD的最大面积是( C )
A.60 m2 B.63 m2 C.64 m2 D.66 m2
4.(2016·凉山模拟)某超市销售某种玩具,进货价为20元.根据市场调查:在一段时间内,销售单价是30元时,销售量是400件,而销售单价每上涨1元,就会少售出10件玩具,超市要完成不少于300件的销售任务,又要获得最大利润,则销售单价应定为40元.
5.(2016·衢州)某农场拟建三间长方形养牛饲养室,饲养室的一面靠墙(墙长50 m),中间用两道墙隔开(如图).已知计划中的建筑材料可建墙的总长度为48 m,则这三间长方形养牛饲养室的总占地面积的最大值为144m2.
6.(2015·菏泽)二次函数y=x2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=x2的图象上,四边形OBAC为菱形,且∠OBA=120°,则菱形OBAC的面积为2.
7.(2016·绵阳三台县一诊)某经销公司购进一种原料若干千克,成本价为每千克30元.物价部门规定其销售单价不高于每千克60元,不低于每千克30元.经市场调查发现:日销售量y(千克)是销售单价x(元)的一次函数,且当x=60时,y=80;x=50时,y=100.在销售过程中,每天还要支付其他费用450元.
(1)求出y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)求该公司销售该原料日获利w(元)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(3)当销售单价为多少元时,该公司日获利最大?最大获利是多少元?
解:(1)设y=kx+b,根据题意,得
解得
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∴y=-2x+200(30≤x≤60).
(2)w=(x-30)(-2x+200)-450=-2x2+260x-6 450=-2(x-65)2+2 000.
(3)∵当30≤x≤60时,w随x的增大而增大,
∴当x=60时,w有最大值为1 950元.
∴当销售单价为60元时,该公司日获利最大,为1 950元.
8.如图,抛物线y=ax2+bx+c关于直线x=1对称,与坐标轴交于A,B,C三点,且AB=4,点D(2,)在抛物线上,直线l是一次函数y=kx-2(k≠0)的图象,点O是坐标原点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线l平分四边形OBDC的面积,求k的值.
解:(1)∵抛物线关于直线x=1对称,AB=4,
∴A(-1,0),B(3,0).
∴设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x-3).
又∵点D(2,)在抛物线上,
∴=a·(2+1)×(2-3).解得a=-.
∴y=-(x+1)(x-3),
即抛物线的解析式为y=-x2+x+.
(2)令直线l分别交x轴,CD于点E,F.
由(1)知C(0,).∵D(2,),
∴CD∥AB.
令kx-2=,解得x=,∴F(,).
令kx-2=0,解得x=.∴E(,0).
由S四边形OEFC=S四边形EBDF,得OE+CF=BE+DF,
即+=(3-)+(2-).解得k=.
9.(2016·绍兴)课本中有一个例题:
有一个窗户形状如图1,上部是一个半圆,下部是一个矩形,如果制作窗框的材料总长为6 m,如何设计这个窗户,使透光面积最大?
这个例题的答案是:当窗户半圆的半径约为0.35 m时,透光面积的最大值约为1.05 m2.
我们如果改变这个窗户的形状,上部改为由两个正方形组成的矩形,如图2,材料总长仍为6 m.利用图3,解答下列问题:
(1)若AB为1 m,求此时窗户的透光面积;
(2)与课本中的例题比较,改变窗户形状后,窗户透光面积的最大值有没有变大?请通过计算说明.
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解:(1)由已知得AD= m,
∴S=1×=( m2).
(2)设AB=x m,则AD=(3-x)m,
∵3-x>0,
∴0<x<.
设窗户面积为S,则
S=AB·AD=x(3-x)=-x2+3x=-(x-)2+,
当x=时,S最大=>1.05,
∴与课本中的例题比较,现在窗户透光面积的最大值变大了.
10.(2016·安顺)某校校园内有一个大正方形花坛,如图甲所示,它由四个边长均为3米的小正方形组成,且每个小正方形的种植方案相同,其中的一个小正方形ABCD如图乙所示,DG=1米,AE=AF=x米,在五边形EFBCG区域上种植花卉,则大正方形花坛种植花卉的面积y与x的函数图象大致是( A )
提示:先求出△AEF和△DEG的面积,然后可得到五边形EFBCG的面积,继而可得y与x的函数关系.
11.(2016·台州)竖直上抛的小球离地高度是它运动时间的二次函数.小军相隔1秒依次竖直向上抛出两个小球.假设两个小球离手时离地高度相同,在各自抛出后1.1秒时到达相同的最大离地高度.第一个小球抛出后t秒时在空中与第二个小球的离地高度相同,则t=1.6.
12.(2016·成都武侯区二诊)成都地铁规划到2020年将通车13条线路,近几年正是成都地铁加紧建设和密集开通的几年,市场对建材的需求量有所提高,根据市场调查分析可预测投资水泥生产销售后所获得的利润y1(万元)与投资资金量x(万元)满足正比例关系:y1=20x;投资钢材生产销售后所获得的利润y2(万元)与投资资金金量x(万元)满足函数关系的图象如图所示(其中OA是抛物线的一部分,A为抛物线的的顶点,AB∥x轴).
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(1)直接写出当030时,y2与x之间的函数关系式;
(2)某建材经销公司计划投资100万元用于生产销售水泥和钢材两种材料,若设投资钢材部分的资金量为t(万元),生产销售完这两种材料后获得的总利润为w(万元).
①求w与t之间的函数关系式;
②若要求投资钢材部分的资金量不得少于45万元,那么当投资钢材部分的资金量为多少万元时,获得的总利润最大?最大总利润是多少?
解:(1)当030时,y2=900.
(2)①设投资钢材部分的资金量为t万元,则投资生产水泥的资金量为(100-t)万元,
当030时,w=20(100-t)+900=-20t+2 900.
②∵t≥45,
∴w=-20t+2 900,w随t的增大而减小.
∴当t=45时,w最大=2 000.
答:当投资钢材部分的资金量为45万元时,获得的总利润最大,最大总利润是2 000万元.
13.(2016·永州)已知抛物线y=ax2+bx-3经过(-1,0),(3,0)两点,与y轴交于点C,直线y=kx与抛物线交于A,B两点.
(1)写出点C的坐标并求出此抛物线的解析式;
(2)当原点O为线段AB的中点时,求k的值及A,B两点的坐标;
(3)是否存在实数k使得△ABC的面积为?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)令抛物线y=ax2+bx-3中x=0,得y=-3,
∴点C的坐标为(0,-3).
∵抛物线y=ax2+bx-3经过(-1,0),(3,0)两点,代入解析式,得
解得
∴此抛物线的解析式为y=x2-2x-3.
(2)令A(xA,yA),B(xB,yB).
将y=kx代入y=x2-2x-3,得kx=x2-2x-3.
整理,得x2-(2+k)x-3=0.
∴xA+xB=2+k,xAxB=-3.
∵原点O为线段AB的中点,
∴xA+xB=2+k=0.解得k=-2.
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当k=-2时,x2-(2+k)x-3=x2-3=0,解得
xA=-,xB=.
∴yA=-2xA=2,yB=-2xB=-2.
∴当原点O为线段AB的中点时,k的值为-2,点A的坐标为(-,2),点B的坐标为(,-2).
(3)不存在.理由:假设存在这样的实数k.
由(2)可知:xA+xB=2+k,xAxB=-3,
S△ABC=OC·|xA-xB|
=×3×
=,
∴(2+k)2-4×(-3)=10,即(2+k)2+2=0.
∵(2+k)2非负,无解,∴假设不成立.
∴不存在实数k使得△ABC的面积为.
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