第12讲《实际问题与二次函数》(教案).docx
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1、第 1 页第 12 讲 实际问题与二次函数适用学科初中数学适用年级初中三年级适用区域全国课时时长(分钟)120知识点二次函数应用题教学目标1.掌握二次函数的性质2.能够应用二次函数的性质解决求最值, 利润问题,方案等实际问题教学重点确定二次函数的表达式,并能运用二次函数及其性质解决简单的实际问题教学难点1.应用题的分析2.性质的应用教学过程一、复习预习第 2 页前面三节课我们学习了二次函数图像和性质,大家都学习的非常认真,今天这节课是二次函数的知识的最后一节课,也是非常重要的一节课,我们将利用二次函数的性质,解决与实际有关的应用问题。大家先来看下面的例子:二、知识讲解引例:在跳大绳时,绳甩到最
2、高处的形状可近似的看作抛物线,如图(1) ,正在甩绳的甲、乙两名学生拿绳的手间距为 4 米,距地面均为 1 米,学生丙、丁分别站在距甲拿绳的手水平距离 1 米和 2.5 米处,绳子甩到最高处时,刚好通过他们的头顶,已知学生丙的身高是 1.5 米,根据以上信息你能知道学生丁的身高吗?要解决这个问题,同学们分析一下,我们会利用哪些知识来解决?答案 如图,水平面所在的直线为轴,向右为正方向,以甲学生身体所在的垂线为轴,向上为正方向,建立直角坐xy标系。甲、乙两名学生拿绳的手间距为 4 米,距地面均为 1 米点 A 的坐标为(0,1) ,点 B 的坐标为(4,1)第 3 页学生丙距甲拿绳的手水平距离
3、1 米处,丙的身高是 1.5 米点 C 的坐标为(1,1.5) 。设抛物线为,12bxaxy把 B(4,1)和 C(1,1.5)代入上式的,11416 ba5 . 11 ba解得:,所以抛物线为;61a32b132 612xxy又学生丁站在距甲拿绳的手水平距离 2.5 米处,当时,5 . 2x625. 1132 612xxy学生丁的身高为 1.625 米。总结:1、要解决这个实际问题,关键是如何建立恰当的直角坐标系;2、如何将实际问题中给的数据抽象成二次函数图象上的点的坐标;3、根据总结出来的点的特殊性,设二次函数关系式;4、用“待定系数法” ,解方程组,求出二次函数关系式。第 4 页二次函数
4、的应用-常考题型1.求二次函数的解析式2.利用二次函数的顶点式求最值二次函数,当 x时,.)0(2acbxaxyab 2- abacy442最大(小)值3.根据二次函数图像和性质解决销售利润问题4.根据二次函数图像和性质解决最佳方案问题考点/易错点 1二次函数的应用常用于求解析式、交点坐标等。考点/易错点 2二次函数常用来解决最优化问题考点/易错点 3(1)分析和表示不同背景下实际问题,如利润、面积、动态、数形结合等问题中变量之间的二次函数关系。第 5 页(2)运用二次函数的知识解决实际问题中的最值问题。考点/易错点 4根据题意写出 x 的取值范围考点/易错点 5二次函数的最值求解运算错误,忘
5、记考虑 x 的取值范围三、例题精析【例题 1】【题干】某果园有 100 棵橘子树,平均每一棵树结 600 个橘子根据经验估计,每多种一颗树,平均每棵树就会少结5 个橘子设果园增种 x 棵橘子树,果园橘子总个数为 y 个,则果园里增种 棵橘子树,橘子总个数最多【答案】解:假设果园增种 x 棵橙子树,那么果园共有(x+100)棵橙子树,每多种一棵树,平均每棵树就会少结 5 个橙子,这时平均每棵树就会少结 5x 个橙子,第 6 页则平均每棵树结(6005x)个橙子果园橙子的总产量为 y,则 y=(x+100) (6005x)=5x2+100x+60000,当 x=10(棵)时,橘子总个数最多故答案为
6、:10【解析】根据题意设多种 x 棵树,就可求出每棵树的产量,然后求出总产量 y 与 x 之间的关系式,进而求出 x=时,y 最大【例题 2】【题干】某商场购进一批单价为 4 元的日用品若按每件 5 元的价格销售,每月能卖出 3 万件;若按每件 6 元的价格销售,每月能卖出 2 万件,假定每月销售件数 y(件)与价格 x(元/件)之间满足一次函数关系(1)试求 y 与 x 之间的函数关系式;第 7 页(2)当销售价格定为多少时,才能使每月的利润最大?每月的最大利润是多少?【答案】解:(1)由题意,可设 y=kx+b,把(5,30000) , (6,20190)代入得:, bkbk6200005
7、30000解得:,1000 80000k b 所以 y 与 x 之间的关系式为:y=10000x+80000;(2)设利润为 W,则 W=(x4) (10000x+80000)=10000(x4) (x8)=10000(x212x+32)=10000(x6)24=10000(x6)2+40000第 8 页所以当 x=6 时,W 取得最大值,最大值为 40000 元答:当销售价格定为 6 元时,每月的利润最大,每月的最大利润为 40000 元【解析】 (1)利用待定系数法求得 y 与 x 之间的一次函数关系式;(2)根据“利润=(售价成本)售出件数” ,可得利润 W 与销售价格 x 之间的二次函
8、数关系式,然后求出其最大值【变式练习】【题干】为鼓励大学毕业生自主创业,某市政府出台了相关政策:由政府协调,本市企业按成本价提供产品给大学毕业生自主销售,成本价与出厂价之间的差价由政府承担李明按照相关政策投资销售本市生产的一种新型节能灯已知这种节能灯的成本价为每件 10 元,出厂价为每件 12 元,每月销售量 y(件)与销售单价 x(元)之间的关系近似满足一次函数:y=10x+500(1)李明在开始创业的第一个月将销售单价定为 20 元,那么政府这个月为他承担的总差价为多少元?(2)设李明获得的利润为 w(元) ,当销售单价定为多少元时,每月可获得最大利润?第 9 页(3)物价部门规定,这种节
9、能灯的销售单价不得高于 25 元如果李明想要每月获得的利润不低于 300 元,那么政府为他承担的总差价最少为多少元?【答案】解:(1)当 x=20 时,y=10x+500=1020+500=300,300(1210)=3002=600,即政府这个月为他承担的总差价为 600 元(2)依题意得,w=(x10) (10x+500)=10x2+600x5000=10(x30)2+4000a=100,当 x=30 时,w 有最大值 4000即当销售单价定为 30 元时,每月可获得最大利润 4000(3)由题意得:10+600x5000=3000,2x第 10 页解得:x1=20,x2=40a=100,
10、抛物线开口向下,结合图象可知:当 20x40 时,w3000又x25,当 20x25 时,w3000设政府每个月为他承担的总差价为 p 元,p=(1210)(10x+500)=20x+1000k=200第 11 页p 随 x 的增大而减小,当 x=25 时,p 有最小值 500即销售单价定为 25 元时,政府每个月为他承担的总差价最少为 500 元【解析】 (1)把 x=20 代入 y=10x+500 求出销售的件数,然后求出政府承担的成本价与出厂价之间的差价;(2)由利润=销售价成本价,得 w=(x10) (10x+500) ,把函数转化成顶点坐标式,根据二次函数的性质求出最大利润;(3)令
11、10x2+600x5000=3000,求出 x 的值,结合图象求出利润的范围,然后设设政府每个月为他承担的总差价为 p 元,根据一次函数的性质求出总差价的最小值【例题 3】【题干】某商场购进一种每件价格为 100 元的新商品,在商场试销发现:销售单价x(元/件)与每天销售量y(件)之间满足如图所示的关系:(1)求出y与x之间的函数关系式;第 12 页(2)写出每天的利润W与销售单价x之间的函数关系式;若你是商场负责人,会将售价定为多少,来保证每天获得的利润最大,最大利润是多少?【答案】 (1)设y与x之间的函数关系式为ykxb(k0).由所给函数图象得 解得 x=-1b=180函数关系式为yx
12、180. (2)W(x100) y(x100)( x180) x2280x18000 (x140) 21600 y(件) x(元/件) 30 50 130 150 O 第 13 页当售价定为 140 元, W最大1600.售价定为 140 元/件时,每天最大利润W1600 元 【例题 4】【题干】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方体形其中,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)【答案】解:已知抽屉底面宽为 x cm,则底面长为 1802x=(90x)cm由题意得:y=x(
13、90x)20=20(x290x)=20(x45)2+40500当 x=45 时,y 有最大值,最大值为 40500第 14 页答:当抽屉底面宽为 45cm 时,抽屉的体积最大,最大体积为 40500cm3 【解析】根据题意列出二次函数关系式,然后利用二次函数的性质求最大值【例题 5】【题干】 某商场要经营一种新上市的文具,进价为 20 元,试营销阶段发现:当销售单价是 25 元时,每天的销售量为250 件,销售单价每上涨 1 元,每天的销售量就减少 10 件(1)写出商场销售这种文具,每天所得的销售利润w(元)与销售单价x(元)之间的函数关系式;(2)求销售单价为多少元时,该文具每天的销售利润
14、最大;(3)商场的营销部结合上述情况,提出了 A、B 两种营销方案方案 A:该文具的销售单价高于进价且不超过 30 元;方案 B:每天销售量不少于 10 件,且每件文具的利润至少为 25 元请比较哪种方案的最大利润更高,并说明理由【答案】选择方案 A第 15 页【解析】 (1)w(x20) (25010x250)10x2700x10000(2)w10x2700x1000010(x35)22250所以,当 x35 时,w 有最大值 2250,即销售单价为 35 元时,该文具每天的销售利润最大(3)方案 A:由题可得 20x30,因为 a100,对称轴为 x35,抛物线开口向下,在对称轴左侧,w
15、随 x 的增大而增大,所以,当 x30 时,w 取最大值为 2019 元,方案 B:由题意得45 250 10(25)10x x,解得:4549x,在对称轴右侧,w 随 x 的增大而减小,所以,当 x45 时,w 取最大值为 1250 元,因为 2019 元1250 元,第 16 页所以选择方案 A。【例题 6】【题干】某公司生产的一种健身产品在市场上受到普遍欢迎,每年可在国内、国外市场上全部售完该公司的年产量为 6 千件,若在国内市场销售,平均每件产品的利润 y1(元)与国内销售量 x(千件)的关系为:y1= 1590 05130 26xxxx 若在国外销售,平均每件产品的利润 y2(元)与
16、国外的销售数量 t(千件)的关系为(1)用 x 的代数式表示 t 为:t= ;当 0x4 时,y2与 x 的函数关系为:y2= ;当 x 时,y2=100;(2)求每年该公司销售这种健身产品的总利润 w(千元)与国内销售数量 x(千件)的函数关系式,并指出 x 的取值范围;(3)该公司每年国内、国外的销售量各为多少时,可使公司每年的总利润最大?最大值为多少?【答案】第 17 页解:(1)由题意,得 x+t=6,t=6x;当 0x4 时,26x6,即 2t6,此时 y2与 x 的函数关系为:y2=5(6x)+110=5x+80;当 4x6 时,06x2,即 0t2,此时 y2=100故答案为 6
17、x;5x+80;4,6;(2)分三种情况:当 0x2 时,2159058061040480wxxxxxx当 2x4 时,2513058061080480wxxxxxx 当 4x6 时,25130100 6530600wxxxxx 第 18 页综上可知, 2221040480 021080480 24530600 46xxxwxxxxxx (3)当 0x2 时,此时 x=2 时,w最大=600;21040480wxx4402102x当 2x4 时,此时 x=4 时,w最大=640;21080480wxx4064-102x当 4x6 时,4x6 时,w640;2530480wxx 6453-52x
18、x=4 时,w最大=640故该公司每年国内、国外的销售量各为 4 千件、2 千件,可使公司每年的总利润最大,最大值为 64 万元【解析】 (1)由该公司的年产量为 6 千件,每年可在国内、国外市场上全部售完,可得国内销售量+国外销售量=6 千件,即 x+t=6,变形即为 t=6x;根据平均每件产品的利润 y2(元)与国外的销售数量 t(千件)的关系及 t=6x 即可求出 y2 2100 025110 26tytt 与 x 的函数关系:当 0x4 时,y2=5x+80;当 4x6 时,y2=100;第 19 页(2)根据总利润=国内销售的利润+国外销售的利润,结合函数解析式,分三种情况讨论:0x
19、2;2x4;4x6;(3)先利用配方法将各解析式写成顶点式,再根据二次函数的性质,求出三种情况下的最大值,再比较即可【例题 7】【题干】某商场经营某种品牌的玩具,购进时的单价是 30 元,根据市场调查:在一段时间内,销售单价是 40 元时,销售量是 600 件,而销售单价每涨 1 元,就会少售出 10 件玩具(1)不妨设该种品牌玩具的销售单价为 x 元(x40) ,请你分别用 x 的代数式来表示销售量 y 件和销售该品牌玩具获得利润 w 元,并把结果填写在表格中:销售单价(元)x销售量 y(件)销售玩具获得利润w(元)第 20 页(2)在(1)问条件下,若商场获得了 10000 元销售利润,求
20、该玩具销售单价 x 应定为多少元(3)在(1)问条件下,若玩具厂规定该品牌玩具销售单价不低于 44 元,且商场要完成不少于 540 件的销售任务,求商场销售该品牌玩具获得的最大利润是多少?【答案】解:(1)销售单价(元)x销售量 y(件)100010x销售玩具获得利润w(元) 10x2+1300x30000(2)10x2+1300x30000=10000解之得:x1=50,x2=80答:玩具销售单价为 50 元或 80 元时,可获得 10000 元销售利润,第 21 页(3)根据题意得解之得:44x46 w=10x2+1300x30000=10(x65)2+12250 a=100,对称轴 x=
21、65当 44x46 时,y 随 x 增大而增大当 x=46 时,W最大值=8640(元) 答:商场销售该品牌玩具获得的最大利润为 8640 元【解析】 (1)由销售单价每涨 1 元,就会少售出 10 件玩具得 y=600(x40)x=1000x,利润=(1000x)(x30)=10x2+1300x30000;(2)令10x2+1300x30000=10000,求出 x 的值即可;(3)首先求出 x 的取值范围,然后把 w=10x2+1300x30000 转化成 y=10(x65)2+12250,结合 x 的取值范围,求出最大利润第 22 页【例题 8】【题干】某公司在固定线路上运输,拟用运营指
22、数Q量化考核司机的工作业绩Q = W + 100,而W的大小与运输次数n及平均速度x(km/h)有关(不考虑其他因素) ,W由两部分的和组成:一部分与x的平方成正比,另一部分与x的n倍成正比试行中得到了表中的数据(1)用含x和n的式子表示Q;(2)当x = 70,Q = 450 时,求n的值;(3)若n = 3,要使Q最大,确定x的值;(4)设n = 2,x = 40,能否在n增加m%(m0)同时x减少m%的情况下,而Q的值仍为 420,若能,求出m的值;若不能,请说明理由参考公式:抛物线yax2+bx+c(a0)的顶点坐标是(,) b2a4acb24a【答案】次数n21速度x4060指数Q4
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- 12 十二 实际问题 二次 函数 教案
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