二次函数的综合题及应用 (2).doc
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1、第十五讲 二次函数的综合题及应用【重点考点例析】 考点一:确定二次函数关系式例1 (2013牡丹江)如图,已知二次函数y=x2+bx+c过点A(1,0),C(0,-3)(1)求此二次函数的解析式;(2)在抛物线上存在一点P使ABP的面积为10,请直接写出点P的坐标思路分析:(1)利用待定系数法把A(1,0),C(0,-3)代入)二次函数y=x2+bx+c中,即可算出b、c的值,进而得到函数解析式是y=x2+2x-3;(2)首先求出A、B两点坐标,再算出AB的长,再设P(m,n),根据ABP的面积为10可以计算出n的值,然后再利用二次函数解析式计算出m的值即可得到P点坐标解:(1)二次函数y=x
2、2+bx+c过点A(1,0),C(0,-3),解得,二次函数的解析式为y=x2+2x-3;(2)当y=0时,x2+2x-3=0,解得:x1=-3,x2=1;A(1,0),B(-3,0),AB=4,设P(m,n),ABP的面积为10,AB|n|=10,解得:n=5,当n=5时,m2+2m-3=5,解得:m=-4或2,P(-4,5)(2,5);当n=-5时,m2+2m-3=-5,方程无解,故P(-4,5)(2,5);点评:此题主要考查了待定系数法求二次函数解析式,以及求点的坐标,关键是掌握凡是函数图象经过的点必能满足解析式对应训练1(2013湖州)已知抛物线y=-x2+bx+c经过点A(3,0),
3、B(-1,0)(1)求抛物线的解析式;(2)求抛物线的顶点坐标1解:(1)抛物线y=-x2+bx+c经过点A(3,0),B(-1,0)抛物线的解析式为;y=-(x-3)(x+1),即y=-x2+2x+3,(2)抛物线的解析式为y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,抛物线的顶点坐标为:(1,4)考点二:二次函数与x轴的交点问题例2 (2013苏州)已知二次函数y=x2-3x+m(m为常数)的图象与x轴的一个交点为(1,0),则关于x的一元二次方程x2-3x+m=0的两实数根是()Ax1=1,x2=-1Bx1=1,x2=2Cx1=1,x2=0Dx1=1,x2=3思路分析:关于x的一元二次方程x
4、2-3x+m=0的两实数根就是二次函数y=x2-3x+m(m为常数)的图象与x轴的两个交点的横坐标解:二次函数的解析式是y=x2-3x+m(m为常数),该抛物线的对称轴是:x=又二次函数y=x2-3x+m(m为常数)的图象与x轴的一个交点为(1,0),根据抛物线的对称性质知,该抛物线与x轴的另一个交点的坐标是(2,0),关于x的一元二次方程x2-3x+m=0的两实数根分别是:x1=1,x2=2故选B点评:本题考查了抛物线与x轴的交点解答该题时,也可以利用代入法求得m的值,然后来求关于x的一元二次方程x2-3x+m=0的两实数根对应训练2(2013株洲)二次函数y=2x2+mx+8的图象如图所示
5、,则m的值是()A-8B8C8D62B 考点三:二次函数的实际应用例3 (2013营口)为了落实国务院的指示精神,某地方政府出台了一系列“三农”优惠政策,使农民收入大幅度增加某农户生产经销一种农产品,已知这种产品的成本价为每千克20元,市场调查发现,该产品每天的销售量y(千克)与销售价x(元/千克)有如下关系:y=-2x+80设这种产品每天的销售利润为w元(1)求w与x之间的函数关系式(2)该产品销售价定为每千克多少元时,每天的销售利润最大?最大利润是多少元?(3)如果物价部门规定这种产品的销售价不高于每千克28元,该农户想要每天获得150元的销售利润,销售价应定为每千克多少元?思路分析:(1
6、)根据销售额=销售量销售价单x,列出函数关系式;(2)用配方法将(2)的函数关系式变形,利用二次函数的性质求最大值;(3)把y=150代入(2)的函数关系式中,解一元二次方程求x,根据x的取值范围求x的值解:(1)由题意得出:w=(x-20)y=(x-20)(-2x+80)=-2x2+120x-1600,故w与x的函数关系式为:w=-2x2+120x-1600;(2)w=-2x2+120x-1600=-2(x-30)2+200,-20,当x=30时,w有最大值w最大值为200答:该产品销售价定为每千克30元时,每天销售利润最大,最大销售利润200元(3)当w=150时,可得方程-2(x-30)
7、2+200=150解得x=25,x2=353528,x2=35不符合题意,应舍去答:该农户想要每天获得150元的销售利润,销售价应定为每千克25元点评:本题考查了二次函数的运用关键是根据题意列出函数关系式,运用二次函数的性质解决问题对应训练3(2013武汉)科幻小说实验室的故事中,有这样一个情节:科学家把一种珍奇的植物分别放在不同温度的环境中,经过一天后,测试出这种植物高度的增长情况(如下表):温度x/-4-20244.5植物每天高度增长量y/mm414949412519.75由这些数据,科学家推测出植物每天高度增长量y是温度x的函数,且这种函数是反比例函数、一次函数和二次函数中的一种(1)请
8、你选择一种适当的函数,求出它的函数关系式,并简要说明不选择另外两种函数的理由;(2)温度为多少时,这种植物每天高度增长量最大?(3)如果实验室温度保持不变,在10天内要使该植物高度增长量的总和超过250mm,那么实验室的温度x应该在哪个范围内选择?请直接写出结果3解:(1)选择二次函数,设y=ax2+bx+c(a0),x=-2时,y=49,x=0时,y=49,x=2时,y=41,解得,所以,y关于x的函数关系式为y=-x2-2x+49;不选另外两个函数的理由:点(0,49)不可能在反比例函数图象上,y不是x的反比例函数,点(-4,41)(-2,49)(2,41)不在同一直线上,y不是x的一次函
9、数;(2)由(1)得,y=-x2-2x+49=-(x+1)2+50,a=-10,当x=-1时,y有最大值为50,即当温度为-1时,这种作物每天高度增长量最大;(3)10天内要使该植物高度增长量的总和超过250mm,平均每天该植物高度增长量超过25mm,当y=25时,-x2-2x+49=25,整理得,x2+2x-24=0,解得x1=-6,x2=4,在10天内要使该植物高度增长量的总和超过250mm,实验室的温度应保持在-6x4考点四:二次函数综合性题目例4 (2013自贡)如图,已知抛物线y=ax2+bx-2(a0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,直线BD交抛物线于点D,并且D(2,3),
10、tanDBA= (1)求抛物线的解析式;(2)已知点M为抛物线上一动点,且在第三象限,顺次连接点B、M、C、A,求四边形BMCA面积的最大值;(3)在(2)中四边形BMCA面积最大的条件下,过点M作直线平行于y轴,在这条直线上是否存在一个以Q点为圆心,OQ为半径且与直线AC相切的圆?若存在,求出圆心Q的坐标;若不存在,请说明理由思路分析:(1)如答图1所示,利用已知条件求出点B的坐标,然后用待定系数法求出抛物线的解析式;(2)如答图1所示,首先求出四边形BMCA面积的表达式,然后利用二次函数的性质求出其最大值;(3)本题利用切线的性质、相似三角形与勾股定理求解如答图2所示,首先求出直线AC与直
11、线x=2的交点F的坐标,从而确定了RtAGF的各个边长;然后证明RtAGFRtQEF,利用相似线段比例关系列出方程,求出点Q的坐标解:(1)如答图1所示,过点D作DEx轴于点E,则DE=3,OE=2tanDBA=,BE=6,OB=BE-OE=4,B(-4,0)点B(-4,0)、D(2,3)在抛物线y=ax2+bx-2(a0)上,解得,抛物线的解析式为:y=x2+x-2(2)抛物线的解析式为:y=x2+x-2,令x=0,得y=-2,C(0,-2),令y=0,得x=-4或1,A(1,0)设点M坐标为(m,n)(m0,n0),如答图1所示,过点M作MFx轴于点F,则MF=-n,OF=-m,BF=4+
12、mS四边形BMCA=SBMF+S梯形MFOC+SAOC=BFMF+(MF+OC)OF+OAOC=(4+m)(-n)+(-n+2)(-m)+12=-2n-m+1 点M(m,n)在抛物线y=x2+x-2上,n=m2+m-2,代入上式得: S四边形BMCA=-m2-4m+5=-(m+2)2+9,当m=-2时,四边形BMCA面积有最大值,最大值为9(3)假设存在这样的Q如答图2所示,设直线x=-2与x轴交于点G,与直线AC交于点F设直线AC的解析式为y=kx+b,将A(1,0)、C(0,-2)代入得:,解得:k=2,b=-2,直线AC解析式为:y=2x-2,令x=-2,得y=-6,F(-2,-6),G
13、F=6在RtAGF中,由勾股定理得:AF=设Q(-2,n),则在RtAGF中,由勾股定理得:OQ=设Q与直线AC相切于点E,则QE=OQ=在RtAGF与RtQEF中,AGF=QEF=90,AFG=QFE,RtAGFRtQEF,即=,化简得:n2-3n-4=0,解得n=4或n=-1存在一个以Q点为圆心,OQ为半径且与直线AC相切的圆,点Q的坐标为(-2,4)或(-2,-1)点评:本题是中考压轴题,综合考查了二次函数的图象与性质、一次函数的图象与性质、待定系数法、相似三角形、勾股定理、圆的切线性质、解直角三角形、图形面积计算等重要知识点,涉及考点众多,有一定的难度第(2)问面积最大值的问题,利用二
14、次函数的最值解决;第(3)问为存在型问题,首先假设存在,然后利用已知条件,求出符合条件的点Q坐标对应训练4(2013张家界)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a0)的图象过点C(0,1),顶点为Q(2,3),点D在x轴正半轴上,且OD=OC(1)求直线CD的解析式;(2)求抛物线的解析式;(3)将直线CD绕点C逆时针方向旋转45所得直线与抛物线相交于另一点E,求证:CEQCDO;(4)在(3)的条件下,若点P是线段QE上的动点,点F是线段OD上的动点,问:在P点和F点移动过程中,PCF的周长是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由4解:(1)C(0,1),OD=OC,D点坐
15、标为(1,0)设直线CD的解析式为y=kx+b(k0),将C(0,1),D(1,0)代入得:,解得:b=1,k=-1,直线CD的解析式为:y=-x+1(2)设抛物线的解析式为y=a(x-2)2+3,将C(0,1)代入得:1=a(-2)2+3,解得a=-y=-(x-2)2+3=-x2+2x+1 (3)证明:由题意可知,ECD=45,OC=OD,且OCOD,OCD为等腰直角三角形,ODC=45,ECD=ODC,CEx轴,则点C、E关于对称轴(直线x=2)对称,点E的坐标为(4,1)如答图所示,设对称轴(直线x=2)与CE交于点F,则F(2,1),ME=CM=QM=2,QME与QMC均为等腰直角三角
16、形,QEC=QCE=45又OCD为等腰直角三角形,ODC=OCD=45,QEC=QCE=ODC=OCD=45,CEQCDO(4)存在如答图所示,作点C关于直线QE的对称点C,作点C关于x轴的对称点C,连接CC,交OD于点F,交QE于点P,则PCF即为符合题意的周长最小的三角形,由轴对称的性质可知,PCF的周长等于线段CC的长度(证明如下:不妨在线段OD上取异于点F的任一点F,在线段QE上取异于点P的任一点P,连接FC,FP,PC由轴对称的性质可知,PCF的周长=FC+FP+PC;而FC+FP+PC是点C,C之间的折线段,由两点之间线段最短可知:FC+FP+PCCC,即PCF的周长大于PCE的周
17、长) 如答图所示,连接CE,C,C关于直线QE对称,QCE为等腰直角三角形,QCE为等腰直角三角形,CEC为等腰直角三角形,点C的坐标为(4,5);C,C关于x轴对称,点C的坐标为(-1,0)过点C作CNy轴于点N,则NC=4,NC=4+1+1=6,在RtCNC中,由勾股定理得:CC=综上所述,在P点和F点移动过程中,PCF的周长存在最小值,最小值为2【聚焦山东中考】1(2013淄博)如图,RtOAB的顶点A(-2,4)在抛物线y=ax2上,将RtOAB绕点O顺时针旋转90,得到OCD,边CD与该抛物线交于点P,则点P的坐标为()A(,)B(2,2)C(,2)D(2,)1C2(2013滨州)某
18、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)2解:已知抽屉底面宽为x cm,则底面长为1802-x=(90-x)cm由题意得:y=x(90-x)20=-20(x2-90x)=-20(x-45)2+40500当x=45时,y有最大值,最大值为40500答:当抽屉底面宽为45cm时,抽屉的体积最大,最大体积为40500cm33(2013日照)一汽车租赁公司拥有某种型号的汽车100辆公司在经营中发现每辆车的月租金x(元)与每月租出的车辆数(y)有如下关
19、系:x3O00320035004000y100969080(1)观察表格,用所学过的一次函数、反比例函数或二次函数的有关知识求出每月租出的车辆数y(辆)与每辆车的月租金x(元)之间的关系式(2)已知租出的车每辆每月需要维护费150元,未租出的车每辆每月需要维护费50元用含x(x3000)的代数式填表:租出的车辆数 未租出的车辆数 租出每辆车的月收益 所有未租出的车辆每月的维护费 (3)若你是该公司的经理,你会将每辆车的月租金定为多少元,才能使公司获得最大月收益?请求出公司的最大月收益是多少元3解:(1)由表格数据可知y与x是一次函数关系,设其解析式为y=kx+b由题:,解之得:,y与x间的函数
20、关系是y=-x+160(2)如下表: 租出的车辆数-x+160未租出的车辆数x-60租出的车每辆的月收益x-150所有未租出的车辆每月的维护费x-3000(3)设租赁公司获得的月收益为W元,依题意可得:W=(-x+160)(x-150)-(x-3000)=(-x2+163x-24000)-(x-3000)=-x2+162x-21000=-(x-4050)2+30705当x=4050时,Wmax=307050,即:当每辆车的月租金为4050元时,公司获得最大月收益307050元故答案为:-x+160,x-604(2013枣庄)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A
21、、B两点,A点在原点的左侧,B点的坐标为(3,0),与y轴交于C(0,-3)点,点P是直线BC下方的抛物线上一动点(1)求这个二次函数的表达式(2)连接PO、PC,并把POC沿CO翻折,得到四边形POPC,那么是否存在点P,使四边形POPC为菱形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由(3)当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积4解:(1)将B、C两点的坐标代入得,解得:;所以二次函数的表达式为:y=x2-2x-3。(2)存在点P,使四边形POPC为菱形;如图,设P点坐标为(x,x2-2x-3),PP交CO于E若四边形POPC
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