9年级上册泸科版数学 第21章 小结与评价(第2课时) 逐字稿-5,024字

  师:同学们好,前面我们复习了二次函数与反比例函数的相关性质,今天继续复习如何利用这些性质解决实际情境中的问题。首先回顾一下,利用这些性质解决实际问题时,可能会遇到哪些情境类型。

  第一种,明确给出两个量之间的函数关系式,由此解决实际问题。

  第二种,情境中给出可抽象为抛物线或双曲线型的物体形状,通过建立坐标系,求出函数关系式,进而解决实际问题。

  第三种,情境中既没有明确说明量与量之间具有何种关系,也没有直观图像来感受相关量的关系,需要分析整合各个量之间的数量关系,确定函数类型,求得函数解析式,再解决实际问题。

  下面通过几道典型例题进行复习回顾。

  例一:跳伞运动员在打开降落伞之前下落的路程(s)米与经过的时间(t)秒之间的关系为(s = at^{2})。给出了一个关于(s)和(t)的表格,呈现了((0,0))、((2,20))两组数据。

  第一小问,根据表中数据写出(s)关于(t)的表达式。因为题目已给出明确的函数关系式,所以用待定系数法,将(t = 2),(s = 20)代入即可求解。由数据可知,把(t = 2),(s = 20)代入(s = at^{2})中,可得(a×2^{2} = 20),解得(a = 5),即(s)关于(t)的表达式为(s = 5t^{2})。

  第二小题,完成上面自变量(t)与函数(s)的对应值表。根据表中数据,只要将(t = 1)、(t = 3)、(t = 4)分别代入(s = 5t^{2})中,即可求出(s)的值分别为(5)、(45)和(80)。

  第三小问,画出(s)关于(t)的函数图像。实际问题中画函数图像,要注意自变量与因变量在情境中的实际意义以及自变量的取值范围。如图所示,横轴表示下落经过的时间,纵轴表示下落的路程,自变量的取值范围为(t≥0)。

  第四小问,如果跳伞运动员从(4600)米的高空跳伞,为确保安全,必须在离地面(600)米之前打开降落伞。问,运动员在空中不打开降落伞的时间至多有几秒(精确到一秒)?从(4600)米高空跳伞,在(600)米之前打开降落伞,即运动员下落的路程(s)至多为(4000)米,已知因变量求自变量,代入函数解析式即可。

  根据题意可知,自由下落的路程至多为(s = 4600 - 600 = 4000)米,代入可得(5t^{2} = 4000)。又因为(t > 0),所以解得(t = 20\sqrt{2}≈28)秒。答:为确保安全,运动员在空中不打开降落伞的时间至多有(28)秒。

  例二:如图,涵洞的横截面是抛物线,当水面宽为两米时,水面与涵洞顶点之间的距离为(3)米。

  第一小问,请在图中建立适当的平面直角坐标系,并求出该抛物线的函数表达式。在建立平面直角坐标系时,尽量选择特殊点作为原点,以简化函数解析式。

  解:如图,以函数顶点为坐标原点建立平面直角坐标系,可设函数解析式为(y = ax^{2})。由题意可知,抛物线必过点(A(-1,-3)),代入函数解析式得(-3 = a×(-1)^{2}),解得(a = -3),所以抛物线的函数解析式为(y = -3x^{2})。

  第二小题,当水面与涵洞顶点之间的距离为(1.5)米时,涵洞水面宽为多少米?若不能明确距离为(1.5)米对应函数解析式中的(x)还是(y),可以通过图像帮助理解。由图可知,距离为(1.5)米应该对应的是水面与涵洞交点纵坐标的绝对值。要求水面宽,就可求出对应点的横坐标。

  解:当水面与涵洞顶点之间的距离为(1.5)米时,纵坐标(y = -1.5)。此时有(-1.5 = -3x^{2}),解得(x = ±\frac{\sqrt{2}}{2})。因为(\frac{\sqrt{2}}{2} - (-\frac{\sqrt{2}}{2}) = \sqrt{2})米,所以此时涵洞水面宽为(\sqrt{2})米。

  第三小题,当水面与涵洞顶点之间的距离为(1.5)米时,一艘宽为一米、高为(1.2)米的小船能否顺利通过?利用什么来衡量小船是否能通过?类比上一题的做法,先画一个图像帮助理解。此时只要判断顶点(D)与函数图像的位置,即当横坐标确定时,判断(D)的纵坐标与函数图像上对应点纵坐标之间的大小关系。

  解:假设船从正中间行驶,船宽为(1)米时,点(D)横坐标为(x = 0.5)。求得函数上对应点的纵坐标为(y = -3×0.5^{2} = -0.75),即函数上的对应点为((0.5, -0.75))。由图可知,船的顶点(D)坐标为((0.5, -0.3)),因为(-0.3 > -0.75),所以此小船不能顺利通过。

  例三:某农场拟建两间矩形奶牛饲养室,一面靠现有墙(墙长大于(50)米)。如图,已知计划中建筑材料可建围墙的总长为(50)米,修建饲养室时中间必须用一道墙隔开,墙的宽度忽略不计。两间饲养室合计长为(x)米,总占地面积为(y)平方米。

  问题一,求出(y)关于(x)的函数表达式和自变量的取值范围。题目中没有给出明确的函数表达式,也没有给出图像,只能通过已知的数据(总长为(50)米)以及图形来得到(y)和(x)之间的函数关系。

  解:由图可知,矩形饲养室的宽为(\frac{50 - x}{3})米,所以其占地面积(y = \frac{50 - x}{3}×x = -\frac{1}{3}x^{2} + \frac{50}{3}x)。因为矩形长宽都大于(0),所以(\begin{cases}x > 0 \ \frac{50 - x}{3} > 0 \end{cases}),解得(0 < x < 50)。所以(y)关于(x)的函数表达式为(y = -\frac{1}{3}x^{2} + \frac{50}{3}x),((0 < x < 50))。

  问题二,画出函数图像。注意明确横坐标、纵坐标在具体问题中的实际意义以及自变量的取值范围。

  解:如图所示,在(0)到(50)之间选取(10)、(40)以及顶点坐标,横轴表示总计长,纵轴表示占地面积。

  问题三,若要使两间饲养室占地总面积达到(200)平方米,则各道墙的长度为多少?占地总面积有可能达到(210)平方米吗?占地总面积达到(200)平方米和(210)平方米,求的是各道墙的长度,所以还是已知因变量求自变量,代入函数解析式即可。

  解:当(y = 200)时,(200 = -\frac{1}{3}x^{2} + \frac{50}{3}x),解得(x_1 = 20),(x_2 = 30)。当(x = 20)时,(\frac{50 - 20}{3} = 10)米;当(x = 30)时,(\frac{50 - 30}{3} = \frac{20}{3})米。所以使总面积达到(200)平方米,各道墙的长度可为(10)米和(20)米或(\frac{20}{3})米、(10)米和(30)米。

  同理,将(y = 210)代入解析式,当(y = 210)时,(210 = -\frac{1}{3}x^{2} + \frac{50}{3}x),即(x^{2} - 50x + 630 = 0)。因为(\Delta = (-50)^{2} - 4×630 = -20 < 0),所以方程无实数根,占地面积不可能达到(210)平方米。不过第二小题因为画出了函数图像,并且标出了顶点坐标,所以也可以利用函数图像进行解答。

  解:由问题二中图像可知,此函数图像在(x = 25)时取得最大值为(\frac{625}{3}),小于(210),所以面积不可能为(210)平方米。

  例四:某超市销售一种饮料,每瓶进价为(9)元。经市场调查表明,当售价在(10)元到(14)元之间(含(10)元、(14)元)浮动时,每瓶售价每增加(0.5)元,日均销售量减少(40)瓶。当售价为每瓶(12)元时,日均销售量为(400)瓶。设每瓶销售价格定为(x)元时,每日所获利润(每日利润 =(每瓶售价 - 每瓶进价)×销售量)为(y)元。

  题目的信息量较大,我们逐条分析。进价为(9)元,已知售价为(x)元,可得每瓶利润为((x - 9))元。售价在(10)元到(14)元之间,提供了售价的取值范围。每瓶售价增加(0.5)元,销售量减少(40)瓶,即每增加(1)元,销售量减少(80)瓶。售价为(12)元时,销售量为(400)瓶。这段话实际上给出了售价与销售量之间的关系,我们可以通过这个条件用售价(x)表示销售量,从而求得(y)关于(x)之间的函数关系式。

  第一小问,根据题意建立(y)与(x)之间的函数关系,并求出自变量的取值范围。通过表格,可以直观地看出销售量与售价之间的关系。当售价为(12)元时,销售量为(400)瓶;售价增加(1)元,销售量为(400 - 80);售价增加(-1)元时,销售量为(400 - 80×(-1));售价增加(-2)元时,销售量为(400 - 80×(-2))。所以当售价定为(x)元时,增加了((x - 12))元,销售量为(400 - 80×(x - 12))。

  由题已知,每瓶利润为((x - 9))元,日均销售量为(400 - 80×(x - 12)),由此可求得(y)关于(x)的函数关系式。

  解:由题意可知,每瓶售价每增加(1)元时,日均销售量减少(80)瓶,可得日均销售量为(400 - 80×(x - 12) = 1360 - 80x)。所以每日所获利润(y = (x - 9)×(1360 - 80x) = -80x^{2} + 2080x - 12240),((10≤x≤14))。所以(y)与(x)之间的函数关系式为(y = -80x^{2} + 2080x - 12240),((10≤x≤14))。

  第二小问,画出函数图像,横轴表示售价,纵轴表示每日所获利润。选择两个端点和顶点坐标,画出函数图像。

  第三小问,销售价格定为每瓶多少元时,每日所获利润最大,为多少?可以直接利用公式求出(y)取最大值时(x)的值,判断是否在(10)到(14)之间,再看(y)的最大值。

  解:因为(-\frac{2080}{2×(-80)} = 13),在(10≤x≤14)范围内,当(x = 13)时,(y = -80×13^{2} + 2080×13 - 12240 = 1280)元。答:售价定为每瓶(13)元时,每日所获利润最大为(1280)元。但是因为第二题已经画出了函数图像,并且标出了顶点坐标,所以也可以利用函数图像进行求解。由第二题中图像可知,此函数图像在(x = 13)时取得最大值为(1280)。所以售价定为每瓶(13)元时,每日所获利润最大,利润为(1280)元。

  例五:蓄电池的电压为定值,使用此电池时,电流(I)(安)与电阻(R)(欧)之间的函数关系如下图所示。不论是从图像还是具体情境中的问题,都可以知道(I)与(R)之间应该成反比例函数。

  第一小问,蓄电池的电压是多少?能写出这一函数的表达式吗?由分析可知。

  解:由图像可设(I = \frac{k}{R})。由题意可知,蓄电池电压为(9×4 = 36)伏,所以函数表达式为(I = \frac{36}{R}),((R > 0))。

  第二小问,如果以此蓄电池为电源的用电器限制电流不超过(10)安,那么用电器的可变电阻应控制在什么范围内?电流为(10)安对应是因变量,求可变电阻的阻值,也就是由因变量求自变量,所以代入解析式。

  解:当(I = 10)安时,(10 = \frac{36}{R}),解得(R = 3.6)欧。由图像可知,当(I≤10)安时,(R≥3.6)欧。

  答:当电流不得超过(10)安时,用电器的可变电阻应控制在大于或等于(3.6)欧的范围内。

  回顾二次函数与反比例函数的实际应用,情境中一般给出两个变量之间的函数关系。有时这些函数关系是明确的,有时不明确。不明确的函数关系有时会以抛物线型或者双曲线型的图像呈现,有时隐含在问题的数量关系中。而问题的数量关系可能是图形的数量关系,也可能是情境中的数量关系。利用这两种数量关系,求得明确的函数关系式,再以此解决实际问题。解决实际问题时,其实就是明确题目中给出的量是自变量还是因变量,通过代入解析式或者借助图像求得另一个变量。好,今天的课就到这里,谢谢大家,再见。

《9年级上册泸科版数学 第21章 小结与评价(第2课时) 逐字稿-5,024字》.docx
将本文下载保存,方便收藏和打印
导出文档