2019-2020年九年级数学上册 专题突破 19《二次函数和反比例函数》利用二次函数求最值(新版)北京课改版
更新时间:2023-12-14 08:33:01 阅读量: 教育文库 文档下载
2019-2020年九年级数学上册 专题突破 19《二次函数和反比例函数》利用
二次函数求最值 (新版)北京课改版
二次函数求最值的一般步骤:
(1)找等量:分析题目中的数量关系, (2)列式:列出函数关系式, (3)求最值的方法: ①配方法, ②公式法。 方法归纳:
二次函数求最值的注意事项:
①若自变量的取值范围是全体实数,则函数在顶点处取得最值,
2
b4ac-b即当x=-时,y最值=;
2a4a②若自变量的取值范围是x1≤x≤x2,
2
b4ac-bb当-在x1≤x≤x2内时,有一个最值在x=-时取得,另一个最值在两端点处取得;
2a4a2a当-不在x1≤x≤x2时,函数的最值在x=x1和x=x2时取得。 2a总结:
1. 能根据实际问题的情境建立二次函数模型。 2. 会利用二次函数求实际问题的最值。
b
?x+2y=a例题1 在关于x,y的二元一次方程组?中。
?2x-y=1
(1)若a=3,求方程组的解;
(2)若S=a(3x+y),当a为何值时,S有最值。
解析:(1)用加减消元法求解即可;(2)把方程组的两个方程相加得到3x+y,然后代入整理,再利用二次函数的最值问题解答。
?x+2y=3?x=1答案:(1)a=3时,方程组为?,解得?。
?2x-y=1?y=1
(2)方程组的两个方程相加得,3x+y=a+1,所以S=a(3x+y)=a(a+1)=a+a,所以,
2
11
当a=-=-时,S有最小值。
2×12
点拨:本题考查了二次函数的最值问题,解二元一次方程组,(2)根据方程组的系数的特点,把两个方程相加得到3x+y的表达式是解题的关键。
例题2 便民商店经营一种商品,在销售过程中,发现一周利润y(元)与每件销售价x(元)之间的关系满足y=-2x+80x+750,由于某种原因,售价只能满足15≤x≤22,那么一周可获得的最大利润是多少?
解析:先将二次函数变形,或利用公式求出此抛物线的顶点,再判断顶点是否在15≤x≤22范围内,最后根据二次函数的性质求出最大值。
答案:∵y=-2x+80x+750,∴y=-2(x-20)+1550,∵a=-2<0,抛物线开口向下,函数有最大值,∴x=20时,y最大=1550。∵x=20在15≤x≤22范围内,∴y的最大值为1550。
点拨:本题考查了二次函数的最值。求二次函数的最值可由图象直接得出,或是用配方法、公式法求出。但要注意自变量的取值范围,特别要注意顶点横坐标是否在题目所给的自变量的取值范围内。
2
2
2
在中考试题中,二次函数的应用问题中往往综合考查一次函数、一元一次方程、二元一次方程组、一元二次方程、不等式(组)、等知识点,这些知识与二次函数关系较为密切,理解它们之间的联系是解决这类问题的关键。
例:某公司在固定线路上运输,拟用运营指数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。
次数n 2 1 60 速度x 40 指数Q 420 100 (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%(m>0)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。
b4ac-b2
参考公式:抛物线y=ax+bx+c(a≠0)的顶点坐标是(-,)
2a4a2
?420=40k1+2×40k2+100
解:(1)设W=k1x+k2nx,∴Q=k1x+k2nx+100,由表中数据,得?,2
?100=60k1+1×60k2+100
2
2
2
??k1=-11
10,∴Q=-x2+6nx+100。 解得?
10??k2=6
12
(2)由题意,得450=-×70+6×70n+100,∴n=2。
10
12118
(3)当n=3时,Q=-x+18x+100,由-<0可知,要使Q最大,x=-=
10101
2×(-)
1090。
12
(4)由题意,得420=-[40(1-m%)]+6×2(1+m%)×40(1-m%)+100,即2(m%)
10
2
1
-m%=0,解得m%=,或m%=0(舍去)。∴m=50。
2
解析:这道题很复杂,各小题都是根据题目所给数量关系列函数表达式或方程,解题思路较为
清楚,关键是第(1)题,正确求出Q与x、n的关系式,才能保证正确解答后面的问题。
一、选择题
1. 已知二次函数的图象(0≤x≤3)如图所示。关于该函数在所给自变量取值范围内,下列说法正确的是( )
A. 有最小值0,有最大值3 C. 有最小值-1,有最大值3
B. 有最小值-1,有最大值0 D. 有最小值-1,无最大值
2
2. 向空中发射一枚炮弹,经x秒后的高度为y米,且时间与高度的关系为y=ax+bx+c(a≠0)。若此炮弹在第7秒与第13秒时的高度相等,则在下列时间中炮弹所在高度最高的是( )
A. 第8秒
B. 第10秒
C. 第12秒
D. 第15秒
3. 为搞好环保,某公司准备修建一个长方体的污水处理池,池底矩形的周长为100m,则池底的最大面积是( )
A. 600m
2
B. 625m
2
C. 650m
2
D. 675m
2
*4. 在矩形ABCD的各边AB、BC、CD和DA上分别选取点E,F,G,H,使得AE=AH=CF=CG,如果AB=60,BC=40,四边形EFGH的最大面积是( )
A. 1350
B. 1300
C. 1250
D. 1200
*5. 如图,点C是线段AB上的一个动点,AB=1,分别以AC和CB为一边作正方形,用S表示这两个正方形的面积之和,下列判断正确的是( )
A. 当C是AB的中点时S最小
B. 当C是AB的中点时S最大
D. 当C为AB的三等分点时S最大
2
C. 当C为AB的三等分点时S最小
**6. 已知m,n,k为非负实数,且m-k+1=2k+n=1,则代数式2k-8k+6的最小值为( ) A. -2
二、填空题
7. 当m在可取值范围内取不同的值时,代数式27-4m+2m的最小值是__________。
*8. 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。
**9. 已知实数x、y满足x+3x+y-3=0,则x+y的最大值为__________。
**10. 设ab≠0,且函数f1(x)=x+2ax+4b与f2(x)=x+4ax+2b有相同的最小值u;函数
2
2
2
2
B. 0 C. 2 D. 2.5
f3(x)=-x2+2bx+4a与f4(x)=-x2+4bx+2a有相同的最大值v;则u+v的值为__________。
三、解答题
11. 已知二次函数y=x-2ax+2a+3,请你探求一下,当a满足什么条件时,上述函数y的最小值为零。
12. 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;
(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?
**13. 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):
2
温度x/℃ 植物每天高度增长量 … … -4 41 -2 49 0 49 2 41 4 25 4.5 19.75 … … y/mm 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,且这种函数是一次函数和二次函数中的一种。
(1)请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一种函数的理由; (2)温度为多少时,这种植物每天高度的增长量最大?
(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。
**14. 某蔬菜基地种植某种蔬菜,由市场行情分析知,1月份至6月份这种蔬菜的上市时间x(月份)与市场售价p(元/千克)的关系如下表:
上市时间x(月份) 市场售价p(元/千克) 1 10.5 2 3 4 5 6 9 7.5 6 4.5 3 这种蔬菜每千克的种植成本y(元/千克)与上市时间x(月份)满足一个函数关系,这个函数的图像是抛物线的一段(如图所示)。(1)写出上表中表示的市场售价p(元/千克)关于上市时间x(月份)的函数关系式;(2)若图中抛物线过A、B、C点,写出抛物线对应的函数关系式;(3)由以上信息分析,哪个月上市出售这种蔬菜每千克的收益最大?最大值为多少?(收益=市场售价-种植成本)
**15. 我市某镇的一种特产由于运输原因,长期只能在当地销售。当地政府对该特产的销售投资12
收益为:每投入x万元,可获得利润P=-(x-60)+41(万元)。当地政府拟在“十二?五”
100规划中加快开发该特产的销售,其规划方案为:在规划前后对该项目每年最多可投入100万元的销售投资,在实施规划5年的前两年中,每年都从100万元中拨出50万元用于修建一条公路,两年修成,通车前该特产只能在当地销售;公路通车后的3年中,该特产既在本地销售,也在外地销售。992942
在外地销售的投资收益为:每投入x万元,可获利润Q=-(100-x)+(100-x)+160
1005(万元)。
(1)若不进行开发,求5年所获利润的最大值是多少?
(2)若按规划实施,求5年所获利润(扣除修路后)的最大值是多少? (3)根据(1)、(2),该方案是否具有实施价值?
一、选择题
1. C 解析:此抛物线开口向上,有最小值-1;在0≤x≤3范围内,该二次函数的最大值是3。 2. B 解析:∵此炮弹在第7秒与第13秒时的高度相等,∴抛物线的对称轴是:x=10,∴炮弹所在高度最高时的时间是第10秒,故选B。
3. B 解析:设矩形的一边长为x m,则其邻边为(50-x)m,若面积为S,则S=x(50-x)=-x+50x=-(x-25)+625。∵-1<0,∴S有最大值。当x=25时,最大值为625。 *4. C 解析:设AE=AH=CF=CG=x,四边形EFGH的面积是S。由题意,BE=DG=60-x,BF=121
DH=40-x,则S△AHE=S△CGF=x,S△DGH=S△BEF=(60-x)(40-x),所以四边形EFGH的面积为:S
22=60×40-x-(60-x)(40-x)=-2x+(60+40)x=-2(x-25)+1250(0<x≤40);当x=25时,S最大值=1250,故选C。
-21222
*5. A 解析:设AC=x,则CB=1-x,S=x+(1-x)=2x-2x+1,所以当x=-=时,
2×22S最小。此时,C是AB的中点。故选A。
**6. D 解析:∵m,n,k为非负实数,且m-k+1=2k+n=1,∴m,n,k最小为0,当n=0时,
2
2
2
2
2
k最大为,∴0≤k≤,∵2k2-8k+6=2(k-2)2-2,k≤2时,代数式2k2-8k+6的值随x的增
11212
大而减小,∴k=时,代数式2k-8k+6的最小值为2×()-8×+6=2.5,故选:D。
222
二、填空题
7. 5 解析:27-4m+2m=2(m-1)+25,当m=1时,取得最小值为5。
*8. 10 解析:假设果园增种x棵橘子树,那么果园共有(x+100)棵橘子树,∵每多种一棵树,平均每棵树就会少结5个橘子,∴这时平均每棵树就会少结5x个橘子,则平均每棵树结(600-5x)个橘子。∵果园橘子的总产量为y,∴则y=(x+100)(600-5x)=-5x+100x+60000,∴当x2
2
2
1
212
b100=-=-=10(棵)时,橘子总个数最多。
2a2×(-5)
**9. 4 解析:原式可变形为x+y=-x-2x+3=-(x+1)+4,所以当x=-1时x+y的最大值是4。
**10. 0 解析:∵f1(x)=x+2ax+4b=(x+a)+4b-a≥4b-a,f2(x)=x+4ax+2b=(x+2a)+2b-4a≥2b-4a,已知4b-a=u=2b-4a,得-2b=3a①,∵ab≠0,∴b<0,又∵f3(x)=-(x-b)+4a+b≤4a+b,f4(x)=-(x-2b)+2a+4b≤2a+4b;已知4a+
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
b2=v=2a+4b2,得2a=3b2②,∵ab≠0,∴a>0,又b<0,∴3a-3b+2>0,∴②-①得,2(a+b)=3(b-a),解得a+b=0或3a-3b+2=0(舍去)。当a+b=0时,由4b-a=u=2b-4a2
2
2
2
得2u=6b-5a;由4a+b=v=2a+4b得2v=6a+5b,∴2(u+v)=(6b-5a)+(6a+5b)=(a+b)[6+5(b-a)]=0,∴u+v=0。
三、解答题
11. 解:∵二次函数y=x-2ax+2a+3开口向上,∴该二次函数有最小值,y的最小值是4×1×(2a+3)-(-2a)22
=2a+3-a。由题意知2a+3-a=0,解得a1=3,a2=-1,∴当a4×1=3或a=-1时,二次函数y=x-2ax+2a+3的最小值为零。
12. 解:(1)由题意,可设y=kx+b,把(5,30000),(6,20000)代入得:?得:?
?k=-10000?b=80000
?30000=5k+b?20000=6k+b2
22
222222
,解
,所以y与x之间的关系式为:y=-10000x+80000;
(2)设利润为W,则W=(x-4)(-10000x+80000)=-10000(x-4)(x-8)=-10000(x-12x+32)=-10000[(x-6)-4]=-10000(x-6)+40000。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。
2
2
2
c=49a=-1????2**13. 解:(1)选择二次函数,设y=ax+bx+c,得?4a-2b+c=49,解得?b=-2。∴y关于
???4a+2b+c=41?c=49x的函数关系式是y=-x2-2x+49。不选另外一种函数的理由:点(-4,41),(-2,49),(2,
41)不在同一直线上,所以y不是x的一次函数。
(2)由(1),得y=-x-2x+49,∴y=-(x+1)+50,∵-1<0,∴当x=-1时,y有最大值为50。即当温度为-1℃时,这种植物每天高度增长量最大。
(3)-6<x<4。注:可根据表格中的数据确定x的范围。
**14. 解:(1)根据表中数据可知,p与x之间符合一次函数,所以设市场售价p关于上市时间x???k+b=10.5?k=-1.5
?的函数关系式为p=kx+b(k≠0)。由题意得 ,解得? ,故市场售价p关于上2k+b=9????b=12
2
2
市时间x的关系式为p=-1.5x+12。
4a+2b+c=6a=??4??2
(2)设图中抛物线解析式为y=ax+bx+c(a≠0),由题意得?16a+4b+c=3, 解得?。
b=-3
??36a+6b+c=2??
1
c=11
12
所以抛物线对应的函数关系式为y=x-3x+11。
4
1212
(3)设每千克的收益为w元,则由题意知w=p-y=-1.5x+12-(x-3x+11)=-x+
44
1.5x+1,由二次函数的性质知,当x=-=3时有最大收益,最大收益为3.25元。所以,3月份
2a上市出售这种蔬菜每千克收益最大,最大值为3.25元。
y87654321bABCO12345678910x
**15. 解:(1)当x=60时,P最大且为41,故五年获利最大值是41×5=205万元。
1(2)前两年:0≤x≤50,此时因为P随x增大而增大,所以x=50时,P值最大,P最大=-
100(50-60)+41=40(万元),所以这两年获利最大为40×2=80万元。后三年:设每年获利为y,1
设用于当地销售的投资额为x,则用于外地销售的投资额为100-x,所以y=P+Q=[-(x-60)
100
2
2
99294222
+41]+[-(100-x)+(100-x)+160]=-x+60x+165=-(x-30)+1065,表明
1005
x=30时,y最大且为1065,那么三年获利最大为1065×3=3195万元,故五年获利最大值为80+
3195-50×2=3175万元。
(3)比较规划前后的最大利润可知该方案有极大的实施价值。
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