江苏省苏州市2017年中考数学一轮复习 第15讲《二次函数综合应用》练习
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江苏省苏州市2017年中考数学一轮复习 第15讲《二次函数综合应用》练习
2017年中考数学一轮复习第15讲《二次函数综合应用》
【考点解析】
知识点一、二次函数与一次函数及反比例函数的结合
【例题】(2016贵州毕节3分)一次函数y=ax+b(a≠0)与二次函数y=ax+bx+c(a≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
2
A. B. C. D.
【考点】二次函数的图象;一次函数的图象.
【分析】本题可先由一次函数y=ax+b图象得到字母系数的正负,再与二次函数y=ax+bx+c的图象相比较看是否一致.
【解答】解:A、由抛物线可知,a<0,由直线可知,故本选项错误; B、由抛物线可知,a>0,x=﹣C、由抛物线可知,a<0,x=﹣D、由抛物线可知,a<0,x=﹣故选C. 【变式】
已知二次函数y=ax+bx+c(a,b,c是常数,且a≠0)的图象如图所示,则一次函数y=cx+反比例函数y=
ab在同一坐标系内的大致图象是( ) x2
2
>0,得b<0,由直线可知,a>0,b>0,故本选项错误; <0,得b<0,由直线可知,a<0,b<0,故本选项正确; <0,得b<0,由直线可知,a<0,b>0故本选项错误.
b与2a
【答案】D.
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【解析】∵抛物线开口向上, ∴a>0,
∵抛物线的对称轴为直线x=-∴b>0,
∵抛物线与y轴的交点在x轴下方, ∴c<0, ∴一次函数y=cx+故选D.
知识点二、二次函数与一元二次方程
【例题】(2016·四川泸州)若二次函数y=2x﹣4x﹣1的图象与x轴交于A(x1,0)、B(x2,0)两点,则
+
的值为 ﹣ .
2
b<0, 2abab的图象过第一、二、四象限,反比例函数y=分布在第一、三象限. 2ax【考点】抛物线与x轴的交点.
【分析】设y=0,则对应一元二次方程的解分别是点A和点B的横坐标,利用根与系数的关系即可求出【解答】解:
设y=0,则2x﹣4x﹣1=0,
∴一元二次方程的解分别是点A和点B的横坐标,即x1,x2, ∴x1+x2=﹣∵
+
=
=2,x1,•x2=﹣, =﹣,
2
+的值.
∴原式==﹣,
故答案为:﹣.
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【变式】
二次函数y=x+bx的图象如图,对称轴为直线x=1,若关于x的一元二次方程x+bx—t=0(t为实数)在—1<x<4的范围内有解,则t的取值范围是( )
2
2
A.t≥-1 B.—1≤t<3 【答案】C.
【解析】对称轴为直线x=-解得b=—2,
C.-1≤t<8 D.3<t<8
b=1, 21所以,二次函数解析式为y=x2-2x, =(x-1)2—1, x=-1时,y=1+2=3, x=4时,y=16—2×4=8,
∵x+bx—t=0相当于y=x+bx与直线y=t的交点的横坐标, ∴当-1≤t<8时,在—1≤x<4的范围内有解. 故选:C.
知识点三 利用二次函数解决抛物线形问题
【例题】(2015浙江金华)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,桥的拱形可近似看成抛物线
y1(x80)216,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4002
2
面离水面的高度AC为( )
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A.16917715米 B.米 C.16米 D.米 404404【答案】B.
【分析】主要是利用抛物线的解析式以及OA=10来进行解答,关键是根据图象确定A点的坐标,从而确定C点的横坐标,继而得到问题的答案.
【解析】∵AC⊥x轴,OA=10米,∴点C的横坐标为﹣10,当x=﹣10时,
111717,∴桥面离水面的高度(x80)216=(1080)216=,∴C(﹣10,)
4004004417AC为m.故选B.
4y【点评】本题考查了利用函数图象上的点来解决实际问题中的距离问题,能正确地确定点的坐标是解决问题的关键.
【方法技巧规律】利用二次函数解决抛物线形问题,一般是先根据实际问题的特点建立直角坐标系,设出合适的二次函数的解析式,把实际问题中已知条件转化为点的坐标,代入解析式求解,最后要把求出的结果转化为实际问题的答案. 【变式】
(2015•铜仁市)(第3题)河北省赵县的赵州桥的桥拱是近似的抛物线形,建立如图所示的平面直角坐标系,其函数的关系式为y=﹣度AB为( )
x,当水面离桥拱顶的高度DO是4m时,这时水面宽
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A. ﹣20m B。 10m C。 20m D. ﹣10m
【解析】二次函数的应用.. 根据题意,把y=﹣4直接代入解析式即可解答. 【解答】解:根据题意B的纵坐标为﹣4, 把y=﹣4代入y=﹣得x=±10,
∴A(﹣10,﹣4),B(10,﹣4), ∴AB=20m.
即水面宽度AB为20m. 故选C.
【点评】本题考查了点的坐标的求法及二次函数的实际应用.此题为数学建模题,借助二次函数解决实际问题.
知识点四、二次函数的应用
【例题】(2016·湖北随州·9分)九年级(3)班数学兴趣小组经过市场调查整理出某种商品在第x天(1≤x≤90,且x为整数)的售价与销售量的相关信息如下.已知商品的进价为30元/件,设该商品的售价为y(单位:元/件),每天的销售量为p(单位:件),每天的销售利润为w(单位:元). 时间x(天) 每天销售量p
198
(件)
(1)求出w与x的函数关系式;
(2)问销售该商品第几天时,当天的销售利润最大?并求出最大利润;
(3)该商品在销售过程中,共有多少天每天的销售利润不低于5600元?请直接写出结果.
140
80
20
1
30
60
90
x,
2
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【考点】二次函数的应用;一元一次不等式的应用.
【分析】(1)当0≤x≤50时,设商品的售价y与时间x的函数关系式为y=kx+b,由点的坐标利用待定系数法即可求出此时y关于x的函数关系式,根据图形可得出当50<x≤90时,y=90.再结合给定表格,设每天的销售量p与时间x的函数关系式为p=mx+n,套入数据利用待定系数法即可求出p关于x的函数关系式,根据销售利润=单件利润×销售数量即可得出w关于x的函数关系式;
(2)根据w关于x的函数关系式,分段考虑其最值问题.当0≤x≤50时,结合二次函数的性质即可求出在此范围内w的最大值;当50<x≤90时,根据一次函数的性质即可求出在此范围内w的最大值,两个最大值作比较即可得出结论;
(3)令w≥5600,可得出关于x的一元二次不等式和一元一次不等式,解不等式即可得出x的取值范围,由此即可得出结论.
【解答】解:(1)当0≤x≤50时,设商品的售价y与时间x的函数关系式为y=kx+b(k、b为常数且k≠0),
∵y=kx+b经过点(0,40)、(50,90), ∴
,解得:
,
∴售价y与时间x的函数关系式为y=x+40; 当50<x≤90时,y=90.
∴售价y与时间x的函数关系式为y=
由可知每天的销售量p与时间x成一次函数关系,
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.
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设每天的销售量p与时间x的函数关系式为p=mx+n(m、n为常数,且m≠0), ∵p=mx+n过点(60,80)、(30,140), ∴
,解得:
,
∴p=﹣2x+200(0≤x≤90,且x为整数),
当0≤x≤50时,w=(y﹣30)•p=(x+40﹣30)(﹣2x+200)=﹣2x2
+180x+2000; 当50<x≤90时,w=(90﹣30)(﹣2x+200)=﹣120x+12000. 综上所示,每天的销售利润w与时间x的函数关系式是w=
.
(2)当0≤x≤50时,w=﹣2x2
+180x+2000=﹣2(x﹣45)2
+6050, ∵a=﹣2<0且0≤x≤50,
∴当x=45时,w取最大值,最大值为6050元. 当50<x≤90时,w=﹣120x+12000, ∵k=﹣120<0,w随x增大而减小,
∴当x=50时,w取最大值,最大值为6000元. ∵6050>6000,
∴当x=45时,w最大,最大值为6050元.
即销售第45天时,当天获得的销售利润最大,最大利润是6050元.
(3)当0≤x≤50时,令w=﹣2x2
+180x+2000≥5600,即﹣2x2
+180x﹣3600≥0, 解得:30≤x≤50, 50﹣30+1=21(天);
当50<x≤90时,令w=﹣120x+12000≥5600,即﹣120x+00≥0, 解得:50<x≤53, ∵x为整数,
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∴50<x≤53, 53﹣50=3(天).
综上可知:21+3=24(天),
故该商品在销售过程中,共有24天每天的销售利润不低于5600元. 【变式】
(2016·湖北武汉·10分)某公司计划从甲、乙两种产品中选择一种生产并销售,每年产销x件.已知产销两种产品的有关信息如下表: 产品 甲 乙 每件售价(万每件成本(万每年其他费用(万元) 6 20 元) 元) 20 40+0。05x 2每年最大产销量(件) 200 80 a 10 其中a为常数,且3≤a≤5.
(1) 若产销甲、 乙两种产品的年利润分别为y1万元、y2万元,直接写出y1、y2与x的函数关系式;
(2)分别求出产销两种产品的最大年利润;
(3)为获得最大年利润,该公司应该选择产销哪种产品?请说明理由. 【考点】二次函数的应用,一次函数的应用
【答案】 (1)y1=(6—a)x—20(0<x≤200),y2=-0。05x²+10x-40(0<x≤80);(2) 产销甲种产品的最大年利润为(1180—200a)万元,产销乙种产品的最大年利润为440万元;(3)当3≤a<3.7时,选择甲产品;当a=3。7时,选择甲乙产品;当3。7<a≤5时,选择乙产品 【解析】解:(1) y1=(6-a)x—20(0<x≤200),y2=-0.05x²+10x-40(0<x≤80); (2)甲产品:∵3≤a≤5,∴6—a>0,∴y1随x的增大而增大. ∴当x=200时,y1max=1180-200a(3≤a≤5)
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乙产品:y2=-0.05x²+10x—40(0<x≤80) ∴当0<x≤80时,y2随x的增大而增大. 当x=80时,y2max=440(万元).
∴产销甲种产品的最大年利润为(1180—200a)万元,产销乙种产品的最大年利润为440万元;(3)1180-200>440,解得3≤a<3.7时,此时选择甲产品; 1180-200=440,解得a=3.7时,此时选择甲乙产品; 1180-200<440,解得3。7<a≤5时,此时选择乙产品. ∴当3≤a<3。7时,生产甲产品的利润高; 当a=3。7时,生产甲乙两种产品的利润相同; 当3.7<a≤5时,上产乙产品的利润高.
知识点五、二次函数在几何图形中的应用
【例题】(2016·湖北武汉·12分)抛物线y=ax+c与x轴交于A、B两点,顶点为C,点P为抛物线上,且位于x轴下方. (1)如图1,若P(1,-3)、B(4,0), ① 求该抛物线的解析式;
② 若D是抛物线上一点,满足∠DPO=∠POB,求点D的坐标;
(2) 如图2,已知直线PA、PB与y轴分别交于E、F两点.当点P运动时,OEOF是否为定
OC2
值?若是,试求出该定值;若不是,请说明理由.
yyAOBxAOEPBxCCF
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【考点】二次函数综合;考查了待定系数法求函数解析式;平行线的判定;函数值相等的点关于对称轴对称。
【答案】 (1)①y=x—2
【解析】解:(1)①将P(1,-3)、B(4,0)代入y=ax+c得
1a16ac05 ,解得 ,抛物线的解析式为:y1x216 . 55ac0c1652
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161127;②点D的坐标为(-1,—3)或(,);(2)是定值,等于5416②如图:
由∠DPO=∠POB得DP∥OB,D与P关于y轴对称,P(1,-3)得D(-1,-3); 如图,D在P右侧,即图中D2,则∠D2PO=∠POB,延长PD2交x轴于Q,则QO=QP, 设Q(q,0),则(q-1)+3=q,解得:q=5,∴Q(5,0),则直线PD2为yx315yx44y1x216552
2
2
3415 ,再联立4 得:x=1或
11 ,∴ D2(11,274416 )
∴点D的坐标为(—1,-3)或(11,27 )
416
(2)设B(b,0),则A(-b,0)有ab+c=0,∴b=c,过点P(x0,y0)作PH⊥AB,有y0ax2c,
2
2
a 11
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易证:△PAH∽△EAO,则 OE同理得OFOBPHBH2OAPHHA即
y0OEbx0b,∴OEby0, x0b11) bx0bx02c2. c∴
y0OFbbx0,∴OFby0bx0,则OE+OF=by0(c2()y02bya∴OEOF2022c,又
cy0cbx0aaOC=-c,∴OEOFOC
∴OEOF是定值,等于2.
OC【变式】
(2016·吉林·10分)如图,在等腰直角三角形ABC中,∠BAC=90°,AC=8D,点P从点A出发,沿A→C方向以
cm,AD⊥BC于点
cm/s的速度运动到点C停止,在运动过程中,过点P
作PQ∥AB交BC于点Q,以线段PQ为边作等腰直角三角形PQM,且∠PQM=90°(点M,C位于PQ异侧).设点P的运动时间为x(s),△PQM与△ADC重叠部分的面积为y(cm) (1)当点M落在AB上时,x= 4 ; (2)当点M落在AD上时,x=
;
2
(3)求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围.
【考点】三角形综合题.
【分析】(1)当点M落在AB上时,四边形AMQP是正方形,此时点D与点Q重合,由此即可解决问题.
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(2)如图1中,当点M落在AD上时,作PE⊥QC于E,先证明DQ=QE=EC,由PE∥AD,得由此即可解决问题.
==,
(3)分三种情形①当0<x≤4时,如图2中,设PM、PQ分别交AD于点E、F,则重叠部分为△PEF,②当4<x≤
时,如图3中,设PM、MQ分别交AD于E、G,则重叠部分为四边形PEGQ.③当
<
x<8时,如图4中,则重合部分为△PMQ,分别计算即可解决问题.
【解答】解:(1)当点M落在AB上时,四边形AMQP是正方形,此时点D与点Q重合,AP=CP=4所以x=
=4.
,
故答案为4.
(2)如图1中,当点M落在AD上时,作PE⊥QC于E.
∵△MQP,△PQE,△PEC都是等腰直角三角形,MQ=PQ=PC ∴DQ=QE=EC, ∵PE∥AD, ∴
=
=,∵AC=8, ÷
=
.
,
∴PA=∴x=故答案为
.
(3)①当0<x≤4时,如图2中,设PM、PQ分别交AD于点E、F,则重叠部分为△PEF,
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∵AP=x,
∴EF=PE=x,
∴y=S2
△PEF=•PE•EF=x. ②当4<x≤
时,如图3中,设PM、MQ分别交AD于E、G,则重叠部分为四边形PEGQ.
∵PQ=PC=8﹣x,
∴PM=16﹣2x,∴ME=PM﹣PE=16﹣3x, ∴y=S△PMQ﹣S2
2
△MEG=(8
﹣
x)﹣(16﹣3x)=﹣x2
+32x﹣.
③当<x<8时,如图4中,则重合部分为△PMQ,
∴y=S2
△PMQ=PQ=(8﹣x)2=x2
﹣16x+.
综上所述y=.
【典例解析】
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【例题1】(2011湖北随州,23,?)我市某镇的一种特产由于运输原因,长期只能在当地销售.当地对该特产的销售投资收益为:每投入x万元,可获得利润P=1.当(x60)241(万元)
100地拟在“十二•五”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人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.在外地销售的投资收益为:每投入x万元,可获利润
Q99294. (100x)2(100x)160(万元)
1005(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? 【解析】二次函数的应用。(1)由可获得利润P=1(x60)241(万元),即可知当100x=60时,
P最大,最大值为41,继而求得5年所获利润的最大值;
(2)首先求得前两年的获利最大值,注意前两年:0≤x≤50,此时因为P随x的增大而增大,所以x=50时,P值最大;然后后三年:设每年获利y,设当地投资额为x,则外地投资额为100-x,即可得函数y=P+Q=[-
1100(x-60)+41]+[-
2
99100x+294x+160],整理求解即可求
2
5得最大值,则可求得按规划实施,5年所获利润(扣除修路后)的最大值; (3)比较可知,该方案是具有极大的实施价值. 【解答】解:(1)∵每投入x万元,可获得利润P=∴当x=60时,所获利润最大,最大值为41万元,
∴若不进行开发,5年所获利润的最大值是:41×5=205(万元);
(2)前两年:0≤x≤50,此时因为P随x的增大而增大,所以x=50时,P值最大,即这两年的获利最大为:2×[-
11001, (x60)241(万元)
100(50-60)+41]=80(万元),
2
后三年:设每年获利y,设当地投资额为x,则外地投资额为100-x,
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∴y=P+Q=[-
2
1100(x-60)+41]+[-
2
2
99100x+294x+160]
2
5=-x+60x+165=-(x-30)+1065, ∴当x=30时,y最大且为1065,
∴这三年的获利最大为1065×3=3495(万元),
∴5年所获利润(扣除修路后)的最大值是:80+3495-50×2=3475(万元). (3)该方案是具有极大的实施价值.
【点评】此题考查了二次函数的实际应用问题.解题的关键是理解题意,找到合适函数取得最大值,是解此题的关键,还要注意后三年的最大值的求解方法.
【例题2】(2016·湖北荆门·3分)若二次函数y=x+mx的对称轴是x=3,则关于x的方程x+mx=7的解为( )
A.x1=0,x2=6 B.x1=1,x2=7 C.x1=1,x2=﹣7 D.x1=﹣1,x2=7 【考点】二次函数的性质;解一元二次方程—因式分解法.
【分析】先根据二次函数y=x+mx的对称轴是x=3求出m的值,再把m的值代入方程x+mx=7,求出x的值即可.
【解答】解:∵二次函数y=x+mx的对称轴是x=3, ∴﹣=3,解得m=﹣6,
∴关于x的方程x+mx=7可化为x﹣6x﹣7=0,即(x+1)(x﹣7)=0,解得x1=﹣1,x2=7. 故选D.
【例题3】(2016·湖北黄石·3分)以x为自变量的二次函数y=x﹣2(b﹣2)x+b﹣1的图象不经过第三象限,则实数b的取值范围是( ) A.b≥B.b≥1或b≤﹣1 C.b≥2 D.1≤b≤2
【分析】由于二次函数y=x﹣2(b﹣2)x+b﹣1的图象不经过第三象限,所以抛物线在x轴的上方或在x轴的下方经过一、二、四象限,根据二次项系数知道抛物线开口方向向上,由此可
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以确定抛物线与x轴有无交点,抛物线与y轴的交点的位置,由此即可得出关于b的不等式组,解不等式组即可求解.
【解答】解:∵二次函数y=x﹣2(b﹣2)x+b﹣1的图象不经过第三象限, ∴抛物线在x轴的上方或在x轴的下方经过一、二、四象限, 当抛物线在x轴的上方时, ∵二次项系数a=1, ∴抛物线开口方向向上,
∴b﹣1≥0,△=[2(b﹣2)]﹣4(b﹣1)≤0, 解得b≥;
当抛物线在x轴的下方经过一、二、四象限时, 设抛物线与x轴的交点的横坐标分别为x1,x2, ∴x1+x2=2(b﹣2)≥0,b﹣1≥0, ∴△=[2(b﹣2)]﹣4(b﹣1)>0,① b﹣2>0,② b﹣1>0,③
由①得b<,由②得b>2, ∴此种情况不存在, ∴b≥, 故选A.
【点评】此题主要考查了二次函数的图象和性质,解题的关键是会根据图象的位置得到关于b的不等式组解决问题.
【例题4】(2016·吉林·10分)如图1,在平面直角坐标系中,点B在x轴正半轴上,OB的长度为2m,以OB为边向上作等边三角形AOB,抛物线l:y=ax+bx+c经过点O,A,B三点
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(1)当m=2时,a=﹣,当m=3时,a=﹣;
(2)根据(1)中的结果,猜想a与m的关系,并证明你的结论;
(3)如图2,在图1的基础上,作x轴的平行线交抛物线l于P、Q两点,PQ的长度为2n,当△APQ为等腰直角三角形时,a和n的关系式为 a=﹣;
(4)利用(2)(3)中的结论,求△AOB与△APQ的面积比.
【考点】二次函数综合题.
【分析】(1)由△AOB为等边三角形,AB=2m,得出点A,B坐标,再由点A,B,O在抛物线上建立方程组,得出结论,最后代m=2,m=3,求值即可; (2)同(1)的方法得出结论
(3)由△APQ为等腰直角三角形,PQ的长度为2n,设A(e,d+n),∴P(e﹣n,d),Q(e+n,d),建立方程组求解即可;
(4)由(2)(3)的结论得到m=【解答】解:(1)如图1,
n,再根据面积公式列出式子,代入化简即可.
∵点B在x轴正半轴上,OB的长度为2m, ∴B(2m,0),
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∵以OB为边向上作等边三角形AOB, ∴AM=
m,OM=m,
∴A(m,
m),
∵抛物线l:y=ax2
+bx+c经过点O,A,B三点
∴,
∴
当m=2时,a=﹣, 当m=3时,a=﹣, 故答案为:﹣,﹣
;
(2)a=﹣
理由:如图1,∵点B在x轴正半轴上,OB的长度为2m, ∴B(2m,0),
∵以OB为边向上作等边三角形AOB, ∴AM=
m,OM=m,
∴A(m,
m),
∵抛物线l:y=ax2
+bx+c经过点O,A,B三点
∴,
∴
∴a=﹣
,
19
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(3)如图2,
∵△APQ为等腰直角三角形,PQ的长度为2n, 设A(e,d+n),∴P(e﹣n,d),Q(e+n,d), ∵P,Q,A,O在抛物线l:y=ax2
+bx+c上,
∴,
∴,
①﹣②化简得,2ae﹣an+b=1④, ①﹣③化简得,﹣2ae﹣an﹣b=1⑤, ④﹣⑤化简得,an=﹣1, ∴a=﹣
故答案为a=﹣,
(4)∵OB的长度为2m,AM=m, ∴S△AOB=OB×AM=2m×m=
m2
,
由(3)有,AN=n ∵PQ的长度为2n,
∴S△APQ=PQ×AN=×2m×n=n2
,
20
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由(2)(3)有,a=﹣∴﹣∴m=∴
=﹣, n, =
=
,a=﹣,
=, :1.
∴△AOB与△APQ的面积比为3【中考热点】
热点1:(2016·辽宁丹东·10分)某片果园有果树80棵,现准备多种一些果树提高果园产量,但是如果多种树,那么树之间的距离和每棵树所受光照就会减少,单棵树的产量随之降低.若该果园每棵果树产果y(千克),增种果树x(棵),它们之间的函数关系如图所示. (1)求y与x之间的函数关系式;
(2)在投入成本最低的情况下,增种果树多少棵时,果园可以收获果实6750千克? (3)当增种果树多少棵时,果园的总产量w(千克)最大?最大产量是多少?
【考点】二次函数的应用.
【分析】(1)函数的表达式为y=kx+b,把点(12,74),(28,66)代入解方程组即可. (2)列出方程解方程组,再根据实际意义确定x的值. (3)构建二次函数,利用二次函数性质解决问题.
【解答】解:(1)设函数的表达式为y=kx+b,该一次函数过点(12,74),(28,66), 得
,
21
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解得,
∴该函数的表达式为y=﹣0。5x+80, (2)根据题意,得,
(﹣0。5x+80)(80+x)=6750, 解得,x1=10,x2=70 ∵投入成本最低.
∴x2=70不满足题意,舍去.
∴增种果树10棵时,果园可以收获果实6750千克. (3)根据题意,得 w=(﹣0.5x+80)(80+x) =﹣0.5 x+40 x+00 =﹣0。5(x﹣40)+7200
∵a=﹣0.5<0,则抛物线开口向下,函数有最大值 ∴当x=40时,w最大值为7200千克.
∴当增种果树40棵时果园的最大产量是7200千克.
热点2:(2016·江西·12分)设抛物线的解析式为y=ax,过点B1(1,0)作x轴的垂线,交抛物线于点A1(1,2);过点B2(,0)作x轴的垂线,交抛物线于点A2;…;过点Bn(()0)(n为正整数)作x轴的垂线,交抛物线于点An,连接AnBn+1,得Rt△AnBnBn+1. (1)求a的值;
(2)直接写出线段AnBn,BnBn+1的长(用含n的式子表示); (3)在系列Rt△AnBnBn+1中,探究下列问题: ①当n为何值时,Rt△AnBnBn+1是等腰直角三角形?
n﹣1
2
2
2
,
22
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②设1≤k<m≤n(k,m均为正整数),问:是否存在Rt△AkBkBk+1与Rt△AmBmBm+1相似?若存在,求出其相似比;若不存在,说明理由. 【考点】二次函数综合题.
【分析】(1)直接把点A1的坐标代入y=ax求出a的值;
(2)由题意可知:A1B1是点A1的纵坐标:则A1B1=2×1=2;A2B2是点A2的纵坐标:则A2B2=2×()
2
2
2
=;…则AnBn=2x=2×[()
2n﹣1
]=
2
;
,…,BnBn+1=
;
B1B2=1﹣=,B2B3=﹣==
(3)因为Rt△AkBkBk+1与Rt△AmBmBm+1是直角三角形,所以分两种情况讨论:根据(2)的结论代入所得的对应边的比列式,计算求出k与m的关系,并与1≤k<m≤n(k,m均为正整数)相结合,得出两种符合条件的值,分别代入两相似直角三角形计算相似比. 【解答】解:(1)∵点A1(1,2)在抛物线的解析式为y=ax上, ∴a=2;
(2)AnBn=2x=2×[()BnBn+1=
;
=
,
2
n﹣12
2
]=,
(3)由Rt△AnBnBn+1是等腰直角三角形得AnBn=BnBn+1,则:2n﹣3=n,n=3,
∴当n=3时,Rt△AnBnBn+1是等腰直角三角形, ②依题意得,∠AkBkBk+1=∠AmBmBm+1=90°,
有两种情况:i)当Rt△AkBkBk+1∽Rt△AmBmBm+1时,
=, =, =,
所以,k=m(舍去),
ii)当Rt△AkBkBk+1∽Rt△Bm+1BmAm时,
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=, =, =,
∴k+m=6,
∵1≤k<m≤n(k,m均为正整数), ∴取当
或
;
时,Rt△A1B1B2∽Rt△B6B5A5,
=
=,
相似比为:当
时,Rt△A2B2B3∽Rt△B5B4A4,
相似比为: ==8,
所以:存在Rt△AkBkBk+1与Rt△AmBmBm+1相似,其相似比为:1或8:1.
热点3:(2016·贵州安顺·14分)如图,抛物线经过A(﹣1,0),B(5,0),C(0,点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上有一点P,使PA+PC的值最小,求点P的坐标;
)三
(3)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使以A,C,M,N四点构成的四边形为平行四边形?若存在,求点N的坐标;若不存在,请说明理由.
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【分析】(1)设抛物线的解析式为y=ax+bx+c(a≠0),再把A(﹣1,0),B(5,0),C(0,三点代入求出a、b、c的值即可;
2
)
(2)因为点A关于对称轴对称的点B的坐标为(5,0),连接BC交对称轴直线于点P,求出P点坐标即可;
(3)分点N在x轴下方或上方两种情况进行讨论.
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax+bx+c(a≠0), ∵A(﹣1,0),B(5,0),C(0,
)三点在抛物线上,
2
∴,
解得.
2
∴抛物线的解析式为:y=x﹣2x﹣; (2)∵抛物线的解析式为:y=x﹣2x﹣,
2
∴其对称轴为直线x=﹣连接BC,如图1所示,
=﹣=2,
∵B(5,0),C(0,﹣),
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∴设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0),
∴,
解得,
∴直线BC的解析式为y=x﹣, 当x=2时,y=1﹣=﹣, ∴P(2,﹣);
(3)存在. 如图2所示,
①当点N在x轴下方时,
∵抛物线的对称轴为直线x=2,C(0,﹣∴N1(4,﹣);
②当点N在x轴上方时,
如图,过点N2作N2D⊥x轴于点D, 在△AN2D与△M2CO中,
), 26
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∴△AN2D≌△M2CO(ASA),
∴N2D=OC=,即N2点的纵坐标为. ∴x﹣2x﹣=, 解得x=2+∴N2(2+
或x=2﹣,),N3(2﹣
, ,).
,)或(2﹣
,).
2
综上所述,符合条件的点N的坐标为(4,﹣),(2+
【点评】本题考查的是二次函数综合题,涉及到用待定系数法求一次函数与二次函数的解析式、平行四边的判定与性质、全等三角形等知识,在解答(3)时要注意进行分类讨论.
27
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