重点
会通过配方求出二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的最大或最小值. 难点
在实际应用中体会二次函数作为一种数学模型的作用,会利用二次函数的性质求实际问题中的最大或最小值.
一、创设情境,引入新课
在实际生活中,我们常常会碰到一些带有“最”字的问题,如
问题:某商店将每件进价为80元的某种商品按每件100元出售,一天可销出约100件.该店想通过降低售价、增加销售量的办法来提高利润.经过市场调查,发现这种商品单价每降低1元,其销售量可增加约10件.将这种商品的售价降低多少元时,能使销售利润最大?
在这个问题中,设每件商品降价x元,该商品每天的利润为y元,则可得函数关系式为二次函数y=-10x2+100x+2000.那么,此问题可归结为:自变量x为何值时函数y取得最大值?你能解决吗?
二、探究问题,形成概念 例1 求下列函数的最大值或最小值. (1)y=2x2-3x-5; (2)y=-x2-3x+4.
分析 由于函数y=2x2-3x-5和y=-x2-3x+4的自变量x的取值范围是全体实数,所以只要确定它们的图象有最高点或最低点,就可以确定函数有最大值或最小值.
解 (1)二次函数y=2x2-3x-5中的二次项系数2>0, 因此抛物线y=2x2-3x-5有最低点,即函数有最小值.
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因为y=2x2-3x-5=2(x-)2-,所以当x=时,函数y=2x2-3x-5有最小值是-.
4848(2)二次函数y=-x2-3x+4中的二次项系数-1<0,因此抛物线有最高点,即函数有最大值. 325325
因为y=-x2-3x+4=-(x+)2+,所以当x=-时,函数y=-x2-3x+4有最大值是.
2424回顾与反思:最大值或最小值的求法,第一步确定a的符号,a>0有最小值,a<0有最大值;第
二步配方求顶点,顶点的纵坐标即为对应的最大值或最小值.
探索:试一试,当2.5≤x≤3.5时,求二次函数y=x2-2x-3的最大值或最小值.
例2 某产品每件成本是120元,试销阶段每件产品的销售单价x(元)与产品的日销售量y(件)之间关系如下表:
x(元) 130 150 165 70 50 35 y(件) 若日销售量y是销售单价x的一次函数,要获得最大销售利润,每件产品的销售单价定为多少元?此时每日最大销售利润是多少元?
分析 日销售利润=日销售量×每件产品的利润,因此主要是正确表示出这两个量. 解 由表可知x+y=200,因此,所求的一次函数的关系式为y=-x+200.
设每日销售利润为s元,则有s=y(x-120)=-(x-160)2+1600,因为-x+200≥0,x-120≥0,所以120≤x≤200.
所以,当每件产品的销售单价定为160元时,销售利润最大,最大销售利润为1600元. 回顾与反思:解决实际问题时,应先分析问题中的数量关系,列出函数关系式,再研究所得的函数,得出结果.
三、练习巩固
1.求下列函数的最大值或最小值.
(1)y=-x2-2x;
(2)y=2x2-2x+1.
2.已知二次函数y=x2-6x+m的最小值为1,求m的值.
3.不论自变量x取什么数,二次函数y=2x2-6x+m的函数值总是正值,求m的取值范围. 4.心理学家发现,学生对概念的接受能力y与提出概念所用的时间x(单位:分)之间满足函数关系:
2
y=-0.1x+2.6x+43(0≤x≤30),y值越大,表示接受能力越强.
(1)x在什么范围内,学生的接受能力逐步增强?x在什么范围内,学生的接受能力逐步降低? (2)第10分时,学生的接受能力是多少? (3)第几分时,学生的接受能力最强?
5.如图,有长为24 m的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度a为10 m),围成中间隔有一道篱笆的长方形花圃.设花圃的宽AB为x m,面积为S m2.
(1)求S与x的函数关系式;
(2)如果要围成面积为45 m2的花圃,AB的长是多少米?
(3)能围成面积比45 m2更大的花圃吗?如果能,请求出最大面积,并说明围法;如果不能,请说明理由.
四、小结与作业 小结
让学生回顾解题过程,讨论、交流,归纳解题步骤:
(1)先分析问题中的数量关系,列出函数关系式;
(2)研究自变量的取值范围; (3)研究所得的函数;
(4)检验x的取值是否在自变量的取值范围内,并求相关的值; (5)解决提出的实际问题. 作业
1.布置作业:教材P20“练习”中第2,3题. 2.完成同步练习册中本课时的练习.
本节课主要是通过配方,使学生能熟悉二次函数最值的求法,从而解决实际问题.使学生明白数学来源于生活,适用于生活.提高学生学习兴趣.
3. 求二次函数的表达式
会根据不同的条件,利用待定系数法求二次函数的函数关系式.
重点
已知二次函数图象上一个点的坐标或三个点的坐标,分别求二次函数y=ax2,y=ax2+bx+c的关系式是教学的重点.
难点
已知图象上三个点坐标求二次函数的关系式是教学的难点.
一、创设情境,引入新课
一般地,函数关系式中有几个独立的系数,那么就需要有相同个数的独立条件才能求出函数关系式.例如:我们在确定一次函数y=kx+b(k≠0)的关系式时,通常需要两个独立的条件;确定反比例函k
数y=(k≠0)的关系式时,通常只需要一个条件;如果要确定二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的关系式,
x又需要几个条件呢?
二、思考探究,获取新知
例1 某涵洞是抛物线形,它的截面如图所示,现测得水面宽1.6 m,涵洞顶点O到水面的距离为2.4 m,在图中直角坐标系内,涵洞所在的抛物线的函数关系式是什么?
分析 如图,以AB的垂直平分线为y轴,以过点O的y轴的垂线为x轴,建立了直角坐标系.这时,涵洞所在的抛物线的顶点在原点,对称轴是y轴,开口向下,所以可设它的函数关系式是y=ax2(a<0).此时只需抛物线上的一个点就能求出抛物线的函数关系式.
解 由题意,得点B的坐标为(0.8,-2.4),
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又因为点B在抛物线上,将它的坐标代入y=ax2(a<0),得-2.4=a×0.82,所以a=-.因此,函
415
数关系式是y=-x2.
4
例2 根据下列条件,分别求出对应的二次函数的关系式.
(1)已知二次函数的图象经过点A(0,-1),B(1,0),C(-1,2); (2)已知抛物线的顶点为(1,-3),且与y轴交于点(0,1);
(3)已知抛物线与x轴交于点(-3,0),(5,0),且与y轴交于点(0,-3); (4)已知抛物线的顶点为(3,-2),且与x轴两交点间的距离为4.
分析 (1)根据二次函数的图象经过三个已知点,可设函数关系式为y=ax2+bx+c的形式;(2)根据已知抛物线的顶点坐标,可设函数关系式为y=a(x-1)2-3,再根据抛物线与y轴的交点可求出a的值;(3)根据抛物线与x轴的两个交点的坐标,可设函数关系式为y=a(x+3)(x-5),再根据抛物线与y轴的交点可求出a的值;(4)根据已知抛物线的顶点坐标(3,-2),可设函数关系式为y=a(x-3)2-2,同时可知抛物线的对称轴为直线x=3,再由与x轴两交点间的距离为4,可得抛物线与x轴的两个交点为(1,0)和(5,0),任选一个代入y=a(x-3)2-2,即可求出a的值.
解 (1)设二次函数关系式为y=ax2+bx+c,由已知,这个函数的图象过(0,-1),可以得到c=-
?a+b=1,
1.又由于其图象过点(1,0),(-1,2)两点,可以得到?解这个方程组,得a=2,b= -1.所以,
a-b=3,?
所求二次函数的关系式是y=2x2-x-1.
(2)因为抛物线的顶点为(1,-3),所以设二次函数的关系式为y=a(x-1)2-3,又由于抛物线与y轴交于点(0,1),可以得到1=a(0-1)2-3,解得a=4.所以,所求二次函数的关系式是y=4(x-1)2-3=4x2-8x+1.
(3)因为抛物线与x轴交于点(-3,0),(5,0),所以设二次函数的关系式为y=a(x+3)(x-5),又由1
于抛物线与y轴交于点(0,-3),可以得到-3=a(0+3)(0-5).解得a=.所以,所求二次函数的关系
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式是y=(x+3)(x-5)=x2-x-3.
555
(4)根据前面的分析,本题已转化为与(2)相同的题型,请同学们自己完成. 回顾与反思:确定二次函数的关系式的一般方法是待定系数法,在选择把二次函数的关系式设成什么形式时,可根据题目中的条件灵活选择,以简单为原则.二次函数的关系式可设如下三种形式:
(1)一般式:y=ax2+bx+c(a≠0),给出三点坐标可利用此式来求.
(2)顶点式:y=a(x-h)2+k(a≠0),给出两点,且其中一点为顶点时可利用此式来求. (3)交点式:y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),给出三点,其中两点为与x轴的两个交点时可利用此式来求.
三、练习巩固
1.已知二次函数y=x2+bx+c的图象经过点A(-1,12),B(2,-3).
(1)求该二次函数的关系式;
(2)用配方法把(1)所得的函数关系式化成y=a(x-h)2+k的形式,并求出该抛物线的顶点坐标和对称轴.
2.已知二次函数的图象与一次函数y=4x-8的图象有两个公共点P(2,m),Q(n,-8),如果抛物线的对称轴是直线x=-1,求该二次函数的关系式.
3.某工厂大门是一抛物线型水泥建筑物,如图所示,大门地面宽AB=4 m,顶部C离地面高度为4.4 m.现有一辆满载货物的汽车欲通过大门,货物顶部距地面2.8 m,装货宽度为2.4 m.请判断这辆汽车能否顺利通过大门.
4.已知二次函数y=ax2+bx+c,当x=3时,函数取得最大值10,且它的图象在x轴上截得的弦长为4,试求二次函数的关系式.
5.已知二次函数y=x2+bx+c的图象经过(1,0)与(2,5)两点.
(1)求这个二次函数的关系式;
(2)请你换掉题中的部分已知条件,重新设计一个求二次函数y=x2+bx+c关系式的题目,使所求得的二次函数与(1)的相同.
四、小结与作业 小结
求二次函数关系式的一般步骤是什么?有哪几种求法? 作业
1.布置作业:教材“习题26.2”中第4,5题. 2.完成同步练习册中本课时的练习.
确定二次函数的关系式的一般方法是待定系数法,在选择把二次函数的关系式设成什么形式时,可根据题目中的条件灵活选择,以简单为原则.
26.3 实践与探索 第1课时 二次函数与实际问题
会通过对现实情境的分析,确定二次函数的关系式,并能运用二次函数及其性质解决简单的实际问题.
重点
确定二次函数的关系式,并能运用二次函数及其性质解决简单的实际问题.
难点
在实际应用中体会二次函数作为一种数学模型的作用,会利用二次函数的性质求生活中的实际问题.
一、创设情境,引入新课
生活中,我们常会遇到与二次函数及其图象有关的问题,比如在奥运会的赛场上,很多项目,如跳水、铅球、篮球、足球、排球等都与二次函数及其图象息息相关.你知道二次函数在生活中的其它方面的运用吗?
二、探究问题,形成概念
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例1 如图,一位运动员推铅球,铅球行进高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系是y=-x2+x
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+,问此运动员把铅球推出多远? 3
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解 如图,铅球落在x轴上,则y=0,因此,-x2+x+=0,解方程,得x1=10,x2=-2(不
1233合题意,舍去).所以,此运动员把铅球推出了10米.
探索 此题根据已知条件求出了运动员把铅球推出的实际距离,如果创设另外一个问题情境:一个5
运动员推铅球,铅球刚出手时离地面m,铅球落地点距铅球刚出手时相应的地面上的点10 m,铅球运
3行中最高点离地面3 m,已知铅球走过的路线是抛物线,求它的函数关系式.你能解决吗?试一试.
例2 如图,公园要建造圆形的喷水池,在水池中央垂直于水面处安装一个柱子OA,O恰在水面中心,OA高1.25 m,水流在各个方向沿形状相同的抛物线路线落下,为使水流形状较为漂亮,要求设计成水流在离OA距离为1 m处达到距水面最大高度2.25 m.
(1)若不计其他因素,那么水池的半径至少要多少米,才能使喷出的水流不致落到池外?
(2)若水流喷出的抛物线形状与(1)相同,水池的半径为3.5 m,要使水流不落到池外,此时水流最大高度应达多少米?(精确到0.1 m)
分析 这是一个运用抛物线的有关知识解决实际问题的应用题,首先必须将水流抛物线放在直角坐标系中,如图,我们可以求出抛物线的函数关系式,再利用抛物线的性质即可解决问题.
解:(1)以O为原点,OA为y轴建立坐标系.设抛物线顶点为B,水流落下与x轴交点为C(如图). 由题意得,A(0,1.25),B(1,2.25),因此,设抛物线为y=a(x-1)2+2.25.将A(0,1.25)代入上式,