初中数学竞赛奥数基础讲座 二次函数的最值(含解答)
深圳公务员考试成绩-安徽财政
第四节 二次函数最值
内容讲解
二次函数的最值问题,包括三方面的内容:
自变量的取值范围为任意实数时二次函数最值的求法.
b
2
4acb
2
二次函数y=ax+bx+c=a(x+)+.
2a
4a
2
当a>0时,抛
物线开口向上,此时当x<-
bb
时,y随x增大而减小;当x>-时,y
2a2a<
br>b
4acb
2
随x•增大而增大;当x=-时,y取最小值.
2a
4a
当a<0时,抛物线开口向下,此时当x<-
bb
时,y随x增大而增大
;当x>-时,y
2a2a
b
4acb
2
随x增大而减小;当x=
-时,y取最大值.
2a
4a
2.自变量的取值范围是某一确定范围时二次函数最值的求法,•要结合图象和增减性
来综合考虑.
(1)当抛物线的顶点在该范围内,顶点的纵坐标就是函数的最值;
(2)当抛物线的顶点不在该范围内,二次函数的最值在范围内两端点处取得.
3.实际问题中所建立的数学模型是二次函数时,所涉及的二次函数最值的求法,先
建模后求解.
例题剖析
例1
(2003年武汉选拔赛试题)若x-1=
为( ).
y1z2
,
则x
2
+y
2
+z
2
可取得的最小值
23
- 1 -
599
(C) (D)6
142
y1z2
分析:设x-1==t,则x
2+y
2
+z
2
可用只含t的代数式表示,通过配方求最
23 (A)3 (B)
小值.
解:x=t+1,y=2t-1,z
=3t+2,原式=14t
2
+10t+6=14(t+
5
2
595
9
)+,所以最小值是.
141414
评注:本题体现了如何消元使多元函
数转变为一元函数这一思想,我们要用心体会.此
外,设比值为k法是解决等比问题最常用的方法.
例2 (1995年全国初中数学联赛试题)设x为正实数,则函数y=x
2
-x+
是________.
分析:先将原函数配方,再求最值
解:y=x
2
-x+
1
的最小值
x
11
=(x-1
)
2
+(x+)-1
xx
=(x-1)
2
+(
x
1
)
2
+1
x
1
)
2
=0,这时得到x=1.
x
要求y的最小值,最好有(x-1)
2
=0且(
x
1
取最小值1.
x
11
评注:函数y=x
2
-x+含有,不能直接用求二次
函数的最值方法,求最值的最原始、
xx
于是,当x=1时,y=x
2
-x+
•最有效的方法仍然是配方法.
例3 (2006年全国初中数学竞赛(浙江赛区)复赛试题)函数y=2x
2
+4│x│-
1的
最小值是________.
分析:对x分类进行讨论,去绝对值符号,转化为在约束条件下,•求二次函数最值
问题.
2(x1)
2
3,x0,
解:y=2(│x│+1)-3=
2
2(x1)3,x0.
2
- 2 -
其图象如 图,由图象可知,当x=0时,y最小为-1.
答案:-1.
评注:对于含有绝对值的函数,首先要化去绝对值,变成基本函数,再求极值.
例4
设0≤x≤3,求函数y=f(x)=│x
2
-2
3
x-1│的最值.
分析:首先画出y=f(x)的图象,然后将y=f(x)图象位于x轴上方的部分保持不变,而将位于x轴下方的图象作关于x轴的对称图形,即得y=│f(x)│的图象.•然后
用数形
结合方法求函数y=│f(x)│的最值.
解:如图,先作抛物线y=x
2
-2
3
x-1,然后将x轴下方的图象翻转上来,即得y=│
x-2
3
x-1│的图象,对称轴是直线x=
3
,方程x
2
-2
3
x-1=0的两根是
3
±2.由此
2
可知,0与3•位于图象与x轴两交点之
间,且位于对称轴两侧,故最大值为:
f(
3
)=|(
3
)-2
3
·
3
-1|=4,
而最小值为f(0),f(3)中较小者
∵f(0)=1,f(
3
)=6
3
-8>1,∴最小值为1.
评注:画绝对值函数图象,首先脱去绝对值符号(方法同绝对值的化简),•转化为
基本函数,再在自变量取值范围内画出符合条件的图象.
- 3 -
例5 设x
1
、x
2
是方程2x
2
-4mx+2m
2
+3m-2=0的两个实根,当m为何值,x
1
2
+x
2
2
有最
小值,并求这个最小值.
分析:
由韦达定理知x
1
2
+x
2
2
是关于m的二次函数,是否是
在抛物线的顶点处取得最小
值,就要看自变量m的取值范围,从判别式入手.
解:由△=(-
4m)
2
-4×2×(2m
2
+3m-2)≥0得m≤
2
,
3
3737
2m
2
3m2
x
1
+x<
br>2
=2m,x
1
x
2
=,x
1
2
+
x
2
2
=2(m-)
2
+=2(-m)
2
+,
4848
3
2332
,∴-m≥->0,
3443
23278
从而当m=时,x+x取得最小值,且最小值为2×(-)
2
+=.
3438
9
•∵m≤
评注:定义在某一范围的条件限制的二次函数最值问题,有下两种情形:
(1)当抛物线的顶点在该范围内,顶点的纵坐标就是函数的最值;
(2)当抛物线的顶点不在该范围内,二次函数的最值在范围内两端点处取得.
例6
求函数y=(4-x)+2
x
2
9
的最值.
分析:此函数是较复杂的复合函数,可通过引入参数来求取函数最值.
解:设u=2
x
2
9
-x,则u>0,且y=4+u.
于是(u+x)
2
=4(x
2
+9),即
3x
2
-2u·x+36-u
2
=0.
∵x∈R,∴上式的判别式
△=(2u)
2
-4×3×(36-u)≥0,
2
即u
2
≥27,故u≥3
3
.
∴y=4-x+2
x
2
9
的最小值为4+3
3
(当x=<
br>3
时取到).
评注:通过换元,把原函数转变成关于x的一元二次方程,考虑
到一元二次方程有解,
由△≥0即可求得u的范围,从而求得y的最值.这是一种常用的方法,应掌握.
- 4 -
例7
(2002年太原市竞赛题)已知二次函数y=x
2
-x-2及实数a>-2,求
(1)函数在-2
分析:本题由于字母a的不确定性,因此需要分类讨论,并通过数形结合的方法来解.
解:函数y=x
2
-x-2的图象如图.
(1)当-2119
时,y
min
=y│
x=a
=a
2
-a-2;当a
≥时,y
min
=
y|
1
=-.
x
224
2
(2)当-213
,
即-2min
=y│
x=a+2
=(a+2)
2-(a+2)-2=a
2
+3a;
22
当a<
1319
≤a+2,即-≤a<时,y
min
=
y|
1
=-.
x
2224
2
评注:将a相对于抛物线对称轴的位置进行分类讨论
是解题关键,•而数形结合的方
法可以直观地帮助求解.
例8 (2004年全国
初中数学联赛试题江西赛区加试题)函数y=x
2
-2(2k-1)x+3k
2
-2k+6
的最小值为m,则当m达到最大时x=_______.
分析:可通过
配方法将原函数配成a(x+n)
2
+m的形式,再根据m的形式确定m的最
大值.
解:y=(x-2k+1)
2
-k
2
+2k+5,当x=2
k-1时,y最小值是m=-k
2
+2k+5=-(k-1)
2
+6,所以当k=1时,m达到最大值.此时x=2k-1=1.
- 5 -
评注:配方法是求取二次函数最值问题中最常用的基本方法,对于二次函数的最小值
的最大值问题,可通
过反复配方来确定.
例9 (2004年“TRULY@信利杯”全国初中数学竞赛试题)
实数x、y、z满足x+y+z=5,
xy+yz+zx=3,则z的最大值是_______.
分析:由条件可构造以x、y为根的一元二次方程,再根据其有实数根求出的范围.
解:∵x+y=5-z,xy=3-z(x+y)=3-z(5-z)=z
2
-5z+3.
∴x、y是关于t的一元二次方程t
2
-(5-z)t+z
2
-5z+3=0的两实根.
∵△=(5-z)
2
-4(z
2
-5z+3)≥0,即
3z
2
-10z-13≤0,(3z-13)(z+1)≤0.
13113
,当x=y=时,z=.
3
33
13
故z的最大值为.
3
∴z≤
评注:•利用一元二次方程根的判别式的值“非负”或“为负”来求解函数最值的方
法称为判别式法.
例10 (2003年“TRULY@信利杯”全国初中数学竞赛试题)已知二次函数y=a
x
2
+bx+c
(其中a是正整数)的图象经过点A(-1,4)与点B(2,1),
并且与x•轴有两个不同的
交点,则b+c的最大值为________.
分析:应
用二次函数y=ax
2
+bx+c过已知两点可确定a、b、c之间关系,并利用根的判
别式求出b+c最值.
解:由于二次函数的图象过点A(-1,4),点B(2,1),所以
abc4,
ba1,
解得
4a2bc1,
c32a.
因为二次函数图象与x轴
有两个不同的交点,
所以△=b
2
-4ac>0,
(-
a-1)
2
-4a(3-2a)>0,即(9a-1)(a-1)>0,由于a是正整数,故a
>1,
- 6 -
所以a≥2,又因为b+c=-3a+2≤-4
,且当a=2,b=-3,c=-1时,满足题意,故b+c•
的最大值为-4.
评
注:借助二次函数图象与x轴的交点是所对应二次方程的根,•通过根的判别式可
确定相关字母(或式)
的取值范围,进而可确定其最值是解决这类问题常用方法.
例11 (2004年“TRU
LY@信利杯”全国初中数学竞赛试题)已知a<0,b≤0,c>0,•
且
b
24ac
=b-4ac,求b-4ac的最小值.
分析:由b
2
-4ac容易想到一元二次方程ax+bx+c=0根的判别式,且b
2
-4ac
>0,故可
2
构造抛物线y=ax
2
+bx+c来解.
解:令y=
ax
2
+bx+c,由a<0,b≤0,c>0,判别式△=b
2
-4ac>
0,•
所以这个二次函数的图象是一条开口向下的抛物线,
且与x轴有两个不同的交点A(x
1
,0),B(x
2
,0), <
br>因为x
1
x
2
=
cb
<0,不妨设x
1
,则x
1
<0
,对称轴x=-≤0,于是
2a
a
bb
2
4acbb
2
4ac │x
1
│=||==c,
2a2a
4acb
2bb
2
4acb
2
4ac
所以≥c=≥-,
4a
2a2a
故b
2
-4ac≤4,
当a=-1,b=0,c=1时,等号成立.
所以b
2
-4ac的最小值为4。
- 7 -
评注:有的给出的问题不是二次函数,但经过适当变形后,•可以转化为二次函数的
问题,我们要领会这
种转化思想.
例12 (2003年天津市竞赛题)已知函数y=(a+2)x
2
-2(a
2
-1)x+1,其中自变量x
为正整数,a也是正整数,求x何值
时,函数值最小.
3
a
2
1
分析:将函数解析式通过变
形得配方式,其对称轴为x==(a-2)+,因
a2
a2
3
a
2
1a
2
1
0<≤1,a-2<≤a-1,故函数的最小值只可能在x取
a-2,a-1,时达到,
a2
a2a2
所以,•解决本例的关键在于分类讨论
.
3
a
2
1
2
(a
2
1)
2
a
2
1
解:y=(a+2)(x-)+1-,其对称轴为x==(a-2)+.
a2
a2a2a2
3
a
2
1
因为a为正整数,故0<≤1,a-2<≤a-1.
a2
a2
a
2
1
因此,函数的最小值只可能在x取a-2,a-1,时达到.
a2
a
2
1
(1)当=a-1时,a=1,此时,x=1使函数取得最小值.
a2
a
2
1a
2
1a
2
1
(2)当a-2<
a2a2a2
不能达到最小值.
当x=a-2时,y=(a+2)(a-2)
2
-2(a
2
-1)(a-2)+1,
当x=a-1时,y=(a+2)(a-1)
2
-
2(a
2
-1)(a-1)+1.
又y
1
-y
2
=4-a.
(i)当4-a>0,即12
为最小值;
(ii)当4-a=0时,即a=4时,有y
1
=y
2
,此时x取2或3;
- 8 -
(iii)当4-a<0,即a>4且为整数时,x取a-2,使y
1
为最小值.
1,当a1时,
a1,当1a4时,
综上,x=
(其中a为整数)
2或3,当a4时,
a2,当a4时.
评注:求二次函数y=ax
2
+bx+c在给定范围的最值,•关键是看对称轴方程是否在给定
范围内,并与端点一并比较.
例13 (1997年湖北省荆州市初中数学联赛试
题)已知二次函数y=(a
2
-a+1)x
2
+bx+
的图象与x轴
交点为A(x
1
,0),B(x
2
,0),其顶点横坐标为
(1)试用a把t表示出来;
(2)问实数a取何值时,t取最小值,最小值是多少?
分析:应用一元二次方程根与系数关系可求出t的表达式;•再通过根的判别式法求
出t的最值. 1
a
6
1
,设t=x
1
3
+x
23
.
2
b
1
,
2
22(aa1)
b
,
解:根据题意得
x
1
x
2
2
aa1
a
6
.
x
1
x
2
2
aa1
∴b=-(a
2
-a+1),x
1
+x
2
=1.
此时,△=b
2
-4(a
2
-a+1)·
=(a
2
-a+1)(a
2
-
2
a
=(a
2
-a+
1)
2
-a(a
2
-a+1)
6
3
5
a+1)
3
13511
=[(a-)
2
+][(a-)
2
+]>0,
6
2436
∴a可取任意实数值.
(1)t=(x
1
+x
2
)
3
-3x
1
x
2
(
x
1
+x
2
)
- 9 -
1
a2a
2
3a2
=1-3x
1
x
2
=1-·
2
.
2
a
a12a
2
2a2
2a
2
3a2
(2)将t=
2
变形,得
2a2a2
2(t-1)
2
a
2
+(3-2t)a+2(t-1)=0,
显然,当a=0时,t=1.
当t≠1时,△
a
=(3-2t)
2
-4×2(t-1)×2(t-1)≥0,即12t
2
-20t+7≤0,
17
≤t≤.
26
1
综上所述,t
min
=,仅当a=1时取得.
2
∴
评注:在求二次
函数的最值时,若二次函数有字母系数,则应考虑△≥0与二次项系
数不为0的条件.
例14 生产某商品xt需费用1000+5x+
1
2
x
x元,出售该商品
xt时的价格是每吨a+
10b
元,•其中a,b是常数,如果生产出的商品都能卖掉,并且当
产量是150t时利润最大,
这时的价格是每吨40元,求a,b的值.
分析:首先表示出利润是y的函数关系式,然后再求取二次函数的最值.
解:设卖出xt的利润是y元,则
x1
2
)-(1000+5x+x)
b10
11
=(-)x
2
+(a-5)x-1000.
b
10
y=x(a+
又由题设知,当x=150时,y最大,
a5
150,
300
a35,
11
2()
b
因此
即
b10
150
150
a40.
40.
a
b
b
- 10 -
解得a=45,b=-30.
当b=-30时,
11
-<0,
b
10
∴函数有最大值.∴a=45,b=-30为所求.
评注:这是一个关于商品的利润问题,解
决此类问题的关键是函数建模,使之转变为
函数问题,再利用一元二次函数在顶点处取最值的方法来求解
.
例15 (2000年全国数学竞赛题)一幢33层的大楼里有一部电梯停在第一层,•
它
一次最多能容纳32人,而且只能在第2层至第33层中某一层停一次.对于每个人来说,
他
往下走一层楼梯感到1分不满意,往上走一层楼梯感到3分不满意.现在有32•人在第
一层,并且他们
分别住在第2层至第33层的每一层.问:电梯停在哪一层,•可以使得这
32个人满意的总分达到最小
?最小值是多少?(•有些人可以不乘电梯而直接从梯梯上
楼).
分析:设电梯停在
第x层,在第一层有y个人没有乘电梯而直接上楼,•那么首先用x、
y表示出不满意总分的函数关系式
,再用配方法来求取最值.
解:对于每一个乘电梯上、下楼的人,他所住的楼层数一定不小于
直接上楼的人所住
的层数,事实上,设P层的人乘电梯,而住Q层的人直接上楼,P式,其余的人不变,则不满意总分减少,即P>Q.设电梯停在第x层,在第一层有y个人
没有乘电梯而直接上楼,那么不满意总分为
S=3[1+2+3+…+(33-x)]+3(1+2+…+y)+[1+2+…+(x-y-2)]
=
3(34x)(33x)3(y1)y(xy2)(xy1)
222
2
=2x-(y+102)x+2y
2
+3y+1684
y102
2
15
)
(y-6)
2
+316≥316.
48
6102
当y=6,x==27时S取最小值为316.
4
=2(x-
评注:通过配方,把S•的代数表达式用非负数与常数的和或积表示而求最值是常用的
方法应掌握.
- 11 -
例16 在黄州服装批发市场,某种品牌的时装当季
节将来临时,价格呈上升趋势,设
这种时装开始时定价为20元,并且每周(7天)涨价2元,从第6周
开始保持30元的价
格平稳销售;从第12周开始,当季度即将过去时,平均每周减价2元,直到第16
周周末,
该服装不再销售.
(1)试建立销售价y与周次x之间的函数关系式;
(2)若这种时装每件进价Z与周次x次之间的关系为Z=-0.125(x-8)
2
+12.1•≤x≤
16,且x为整数,试问该服装第几周出售时,每件销售利润最大?最大利
润为多少?
分析:由于时间不同所建立的函数解析式就不同,故本题需要分类讨论.
解:依题意,可建立的函数关系式为:
202(x1)(1x6
)
2x18(1x6)
(6x11)即y=
30(6x11)
y=
30
302(x
11)(12x16)
2x52(12x16)
(2)设销售利润为W,则W=售价-进价
1
2
202x(x8)
14(1x6)
8
1
2
(6x1
1)
故W=
30(x8)12
8
<
br>1
2
(x8)2x40(12x16)
8
1
2
8
x14(1x6)
1
2
化简得W=
x2x26(6x11)
8
1
2
8
x4x48(12
x16)
①当W=
1
2
x+14时,∵x≥0,函数y随着x增大而增大,∵1≤x≤6
8
∴当x=6时,W有最大值,最大值=18.5.
- 12 -
1
2
1
x-2x+26时,∵W=(x-8)
2
+
18,当x≥8时,函数y随x增大而增大
88
1
∴在x=11时,函数有最大值为19.
8
11
③当W=x
2-4x+48时,∵W=(x-16)
2
+16,∵12≤x≤16,当x≤16时,函数
y随
88
②当W=
x增大而减小,
∴在x=12时,函数有最大值为18.
综上所述,当x=11时,函数有最大值为19
1
.
8
评注:本题
以分段函数为背景,与分类讨论思想相结合,解题时要紧扣题设条件,根
据自变量的不同取值范围,实施
分类解答,并做到不重不漏,逐层讨论求解.
巩固练习
一、选择题
1.已知二次函数y=ax
2
+bx的图象经过点A(-1,1),则ab有( )
(A)最小值0 (B)最大值1 (C)最大值2
(D)有最小值-
2.如图,四个二次函数的图象,哪一个函数在x=2时,有最大值( )
1
4
3.正实数x、y满足xy=1,那么
11
的最小值为( )
x
4
4y
4
(A)
155
(B) (C)1 (D) (E)
2
8
24
二、填空题
- 13 -
1.函数y=-
2x
2
+x图象的对称轴是_______,最大值是______.
2.如果二次函数y=x
2
-6x+m的最小值是1,那么m的值是_______.
3.已知二次函数y=(x-1)
2
+(x-3),当x=_______时,函数达
到最小值.
4.当0≤x≤3时,二次函数y=-x
2
+4x-2的最大值是___
____,最小值是_______.
5.已知二次函数y=
则a=_______. 6.建造一个容积为8m
3
,深为2m的长方体无盖水池,如果池底与池壁的造价分别为每
平
方米120元和80元,那么水池的最低造价为______元.
7.用长为16米的细绳
围成一个矩形,矩形的长为x,面积为y,则
y与x•之间的函数关系式为,y的最大值为______
_.
8.如图,用12米长的木方,做一个有一条横档的矩形窗子,为使
透进的光线最多,选
择窗子的长、宽各为________、________米.
9.设x
1
、x2
是关于x的一元二次方程x
2
+ax+a=2的两个实数根,则(x
1
-2x
2
)(x
2
-2x
1
)
的最大值为
_________.
10.若抛物线y=x
2
-(k-1)x-k-1与x轴的交
点为A、B,
顶点为C,则△ABC的面积最小值为________.
11.如图,B船在
A船的西偏北45°处,两船相距10
2
km,
若A船向西航行,B•船同时向南航行
,且B船的速度
为A船速度2倍,那么A、B两船的最近距离为
_______km.
12.销售某种商品,如果单价上涨m%,则售出的数量就将减少
金额最大,那么m的值应该确定为_
_______.
三、解答题
1
(x-1)
2
+1,如果当1≤
x≤a(a>1)•,•y•的最大值恰好是a,•
2
m
,为了使该商品的销售
150
- 14 -
1.某产品每件成本10元,试销阶段每件产品的销售
价x(元)与产品的日销售量y(件)
之间的关系如下表:
x元 15 20 30 …
y元 25 20 10 …
若日销售量y是销售价x的一次函数.
(1)求出日销售量y(件)与销售价x(元)的函数关系式;
(2)要使每日的销售利润最大,每件产品的销售价应定为多少元?•此时每日销售利
润是多少元?
2.某商厦试销一种成本为50元件
的商品,规定试销时的销售单价不低于成本,•又不高
于80元件,试销中销售量y(件)与销售单价x
(元件)•的关系可近似的看作一次
函数(如图).
(1)求y与x的关系式;
(2)设商厦获得的毛利润(毛利润=销售额-成本)为s(元),•则销售单价定为多
少时,
该商厦获利最大?最大利润是多少?此时的销售量是多少件?
- 15 -
3.某学校初三年级的一场篮球比赛中,如图队员甲正在投篮,已知球出手时离地面
20m,
9
与篮圈中心的水平距离为7m,当球出手后水平距离为4m,设篮球运行轨迹为抛物
线,
篮圈距地面3m.
(1)建立如图所示的平面直角坐标系,问此球能否准确投中?
(2)此时,若对方队员乙在甲面前1
m处跳起盖帽拦截,已知乙的最大模高为3.1m,
那么他能否获得成功?
4.某
食品零售店为仪器厂代销一种面包,未售出的面包可退回厂家,以统计销售情况发
现,当这种面包的单价
定为7角时,每天卖出160个.在此基础上,这种面包的单价每
提高1角时,该零售店每天就会少卖出
20个.•考虑了所有因素后该零售店每个面包的
成本是5角.
设这种面包的单价为x(角),零售店每天销售这种面包所获得的利润为y(角).
(1)用含x的代数式分别表示出每个面包的利润与卖出的面包个数;
(2)求y与x之间的函数关系式;
(3)当面包单价定为多少时,该零售店每天销售这种面包获得的利润最大?•最大利
润为多少?
- 16 -
5.用总长为32m的篱笆墙围成一个扇形的花园.
(1)试写出扇
形花园的面积y(m
2
)与半径x(m)之间的函数关系式和自变量x的
取值范围;
(2)用描点法作出函数的图象;
(3)当扇形花园半径为多少时,花园面
积最大?最大面积是多少?此时这个扇形的
圆心角是多少?(精确到0.1度)
(4
)请回答:如果同样用32m的篱笆围成一个面积最大的矩形花园,这个花园的面
积是多少?对比上面的
结论,你有什么发现?
6.如图,已知抛物线y=
C,OA=OB,BC∥x轴.
(1)求抛物线的解析式.
(2)设D、E是线段AB上异于A、B的两个动点(点E在点D的上方)
,DE=
2
,
过D、E两点分别作y轴的平行线,交抛物线于F、G,若设D点的横坐
标为x,四边形
DEGF的面积为y,求x与y之间的关系式,写出自变量x的取值范围,并回答x为何
值
时,y有最大值.
1
2
x+mx+n(n≠0)与直线y=x交于A、B
两点,•与y•轴交于点
2
- 17 -
7.某租赁公司
拥有汽车100辆,当每辆车的月租金为3000元时,可全部租出;当每辆车
的月租金每增加50元时
,未租出的车将会增加一辆.租车的车每辆每月需维护费150
元,未租出的车每辆每月需要维护费50
元.
(1)当每辆车的月租金定为3600元时,能租出_______辆车(直接填写答案);
(2)设每辆车的月租金为x(x≥3000)元,用含x的代数式填空:
未租出的车辆数
租出的车辆数
所有未租出的车辆 租出的车每辆
每月的维护费 的月收益
(3)当每辆车的月租金定为多少时,租赁公司的月收益最大?
元?
8.某商品的价格下降x%,则卖出的商品增长mx%(常数m>0).
(1)当m=1.25时,应降价百分之几,才能使售出总金额最大?
(2)如果适当地降价,能求使售出总金额增加m的取值范围.
- 18 -
最大月收益是多少•
9.某公司
生产一件产品的成本是3元,售价是4元,年销售量为10万件,•为了获得更
好效益,公司准备拿出一
定的资金做广告.根据经验,每年投入广告费是x(万元)时,
x
2
77
x
,•如果把利润看作销售额产量的年销售量将是原销售量的y倍,且y=-
101010减去成本费和广告费,
(1)试写出年利润S(万元)与广告费x(万元)的函数关系式
,并计算广告费是多
少万元时,公司获利最大,最大利润是多少万元.
(2)把(1
)中的最大利润再留出3万元作广告费用,其余用于投资新项目,•现有
六个项目供选择,各项目每股投
资金额和预计收益如下表所示:
项 目 A B
2
C
6
D
4
E
6
F
8 每股(万元) 5
收益(万元)
0.55 0.4 0.6 0.5 0.9 1
如果每个项目只能投资一股,且要求所有投资项目的
收益总额不低于1.6万元,•问
有几种符合要求的投资方案.写出每种投资方案所选项目.
-
19 -
10.某通讯器材公司销售一种市场需求较大的新型通讯产品.已知每件产品
的进价为40
元,每年销售该种产品的总开支(不含进价)总计120万元.在销售过程中发现,年销<
br>售量y(万件)与销售单价x(元)之间存在着如图所示的一次函数关系.
(1)求y关于x的函数关系式;
(2)试写出该公司销售这种产品的年获利z(万元)关于
销售单价x(元)•的函数
关系式(年获利=年销售额-年销售产品总进价-
年总开支),当销售单价x为何值时,
年获利最大?并求这个最大值;
(3)若公司希望该种
产品一年的销售获利不低于40万元,借助(2)中函数的图象,
请你帮助该公司确定销售单价的范围.
在此情况下,要使产品销售量最大,你认为销售
单价应定为多少元?
- 20 -
11.某机械租赁公司有同一型号的机械设备40套.经过一段时间的经营发现:•当每
套机
械设备的月租金为270元时,恰好全部租出.在此基础上,当每套设备的月租金每提高
1
0元时,这种设备就少租出一套,且没租出的一套设备每月需支出费用(•维护费、管
理费等)20元.
设每套设备的月租金为x(元),租赁公司出租该型号设备的月收益(收
益=租金收入-
支出费用)为y(元).
(1)用含x的代数式表示未出租的设备数(套)以及所有未出租设备(套)的支出
费;
(2)求y与x之间的二次函数关系式;
(3)当月租金分别为300元和350元时,租赁
公司的月收益分别是多少元?•此时应
该出租多少套机械设备?请你简要说明理由;
b
2
4acb
2
(4)请把(2)中所求出的二次函数配
方成y=a(x+)+的形式,并据
2a
4a
此说明:当x•为何值时,租赁公司出租
该型号设备的月收益最大?最大月收益是多少?
- 21 -
12.已知:如图,△ABC中,∠C=90°,AC=3厘米,CB=4厘米.两个
动点P、Q•分别从A、
C两点同时按顺时针方向沿△ABC的边运动.当点Q运动到点A时,P、Q两
点运动即停
止.点P、Q的运动速度分别为1厘米秒、2厘米秒,设点P运动时间为t(秒).
(1)当时间t为何值时,以P、C、Q三点为顶点的三角形的面积(图中的阴影部分)
等于2厘米;
(2)当点P、Q运动时,阴影部分的形状随之变化,设PQ与△ABC围成阴影部分面积为S(厘米
2
),求出S与时间t的函数关系式,并指出自变量t的取值范围;
(3)点P、Q在运动的过程中,阴影部分面积S有最大值吗?若有,请求出最大值;
若没有,请说明理
由.
- 22 -
13.课题研究:现有边长
为120厘米的正方形铁皮,准备将它设计并制成一个开口的水
..
槽,使水槽能通过的水的流
量最大.
初三(1)班数学兴趣小组经讨论得出结论:在水流速度一定的情况下,•水槽的横
截
面面积越大,则通过水槽的水的流量越大.为此,•他们对水槽的横截面进行了如下探索:
(1)方案①:把它折成横截面为直角三角形的水槽(如图a).
若∠ACB=90°,设A
C=x厘米,该水槽的横截面面积为y厘米
2
,请你写出y关于x的
函数关系式(不必
写出x的取值范围),并求出当x取何值时,y的值最大,最大值又是
多少?
方案②
:把它折成横截面为等腰梯形的水槽(如图b).若∠ABC=120°,•请你求出
该水槽的横截面面
积的最大值,并与方案①中的y的最大值比较大小.
(2)假如你是该兴趣小组中的成员,请你再提供
两种方案,•使你所设计的水槽的横
截面面积更大.画出你设计的草图,标上必要的数据(不要求写出解
答过程).
- 23 -
14.
(1997年太原市初中数学竞赛试题)对于x的二次三项式ax
2
+bx+c(a>0).
(1)当c<0时,求函数y=-2│ax
2
+bx+c│-1的最大值;
k
2
(2)若不论k为任何实数,直线y=k(x-1)-与抛物线y=ax2
+bx+c•有且只有一个
4
公共点,求a,b,c的值.
-
24 -
答案:
一、1~3.DAC
二、1.x=
11
, 2.10 3.2
4
8
4.2,-2.提示:∵y=2-(x-2)
2
,0≤x≤3,
∴当x=2时,y
max
=2,当x=0时,y
min
=-2. <
br>5.3.提示:因为当1≤x≤a时,y=
∴y
max
=
∴
1
(x-1)
2
+1随x增大而增大,
2
1
(x-1)
2
+1,又y
max
=a, 2
1
(x-1)
2
+1=a
a
2
-
4a+3=0
a=1,3,但a>1,所以a=3.
2
4
6.1760.提示:设池底的尺寸为xm与m,
x
4
则水池的总造价W表示为x的函数为W=480+320(x+),x>0,
x
4
(x2)
2
∵x+-4=≥0,
x
x∴当m=2(m)时,W
min
=480+320×4=1760.
7.y=-x
2
+8x,16 8.3、2
9.-
63963<
br>.提示:原式=-2(x
1
+x
2
)
2
+9x
1
x
2
=-2(a-)
2
-.
848
2
10.设A(x
1
,0),B(x
2
,0),AB=
(x
1
x
2
)k
2
2k5
,
k1k
2
2k5
,
又C(),
24
1<
br>S
△
ABC
=
2
k
2
2k5
1
k2k5||
=·
(k
2
2k5)
3
.
8
4
2
∵k
2
+2k+5=(k+1)
2
+4≥4,当k=-1时,•等号成立,∴S
△
ABC
≥
1
8
4
3
=1.
- 25 -
11.2
5
.提示:设经过t小时后,A、B船分别航行到A
1
、B
1
,设AA
1
=x,BB
1
=2x,
222
A
1
B
1
=
|10x||102x|5(x6)20
.
12.设原来商
品单价为a元时,售出的数量为b,则单价上涨m%时,销售的总金额W=ab
(1+m%)(1-mab
)= [-(m-25)
2
+15625],故当W=25时,W
max
=15625.
15015000
三、1.(1)y=-x+40.
(2)产品的销售价应定为25元,此时每日获得最大销售利润为225元.
2.(1)设y=kx+b,将(60,40),(70,30)代入得:
60kb40
k1
∴y=-x+100.
解得:
70kb30b100
(2)S=(-x+100)(
x-50)=-x
2
+150x-5000.
∵a=-1,b=150,c=-5000,
∴当x=-
b
=75时, <
br>2a
4acb
2
4(1)(5000)150
2
2000022500
S
最大值
===625.
4a
4(1)4a
当x=75时,y=-75+100=25.所以当销售价是75元时,最大利润是62
5元,
此时销量为25件.
3.(1)设解析式为y=a(x-4)
2
+
4,当x=7,y=3时,解得a=
∴y=-
1
,
9
120
(x-4)+4,当x=0时,y=.∴能准确投中;
99
(2)当x=1,y=3<3.1,∴能获得成功.
4.(1)每个面包的利润为(x-5)角,卖出的面包个数为(300-20x)
或[160-(x-7)×20]).
(2)y=(300-20x)(x-5)=-2
0x
2
+400x-1500,即y=-20x
2
+400x-1500.
- 26 -
(3)y=-20x
2
+400x-
1500=-20(x-10)
2
+500,∴当x=10时,y的最大值为500.∴当每个面包单价定为10角时,该零售店每天获得的利润最大,最大利润为500角.
5.(1)∵
扇形半径为xcm,∴扇形的弧长为(32-2x)m,由扇形面积公式得y=(32-2x)
x,即y
=-x
2
+16x.自变量的取值范围是0
2
+64.列表
x 2 4 6 8
10 12 14
1
2
y 28 48 60 64 60 48 28
其图象如图所示.
(3)由图象可知,当x=8时,有最大值64.
即当扇形半径为8m时,花园面积最大,最大面积为64m.
设此时扇形的圆心角约
为n°,则
2
n
·2
·8=16,解得n≈114.6°.
360
因此,扇形的圆心角约为114.6°.
(4)这个矩形花园的面积也是54m
2
,与最大扇形花园面积相等
(或答:•周长相等的最大矩形面积与最大扇形的面积相等).
6.(1)∵抛物线y=
1
2
x+mx+n与y轴交于点C,
2
- 27 -
∴C(0,n),∵BC∥x轴,∴B点的纵坐标为n.
∵B、A在y=x上,且OA=OB,∴B(n,n),A(-n,-n).
1<
br>2
nmnnn
2
∴
解得:n=0(舍去),n=-2;m=1.
1
n
2
mnn
n
2
∴所求解析式为:y=
1
2
x+x-2.
2
(2)作DH⊥EG于H,∵D、E在直线y=x上,∴∠EDH=45°,∴DH=EH.
∵DE=
2
,∴DH=EH=1.∵D(x,x),∴E(x+1,x+1). 1
2
1
x+x-2,G的纵坐标:(x+1)
2
+(x+1)-
2.
22
11
∴DF=x-(x
2
+x-2)=2-x
2
,
22
11
EG=(x+1)-[(x+1)
2
+(x+
1)-2]=2-(x+1)
2
.
22
111113
∴y= [2
-x
2
+2-(x+1)
2
]×1,y=-x
2
-x+3,
y=-(x+)
2
+3,
222224
13
∴x的取值范围是-2
x3000x3000x3000
7.(1)88;(2);100-;×5
0;x-150;
505050
∴F的纵坐标:
(3)设每辆车的月租金为x元,租赁公司的月收益为y元,
则有y=(100-
x300
0x30001
)(x-150)-•×50=-(x-4050)
2
+30705
0,
5050
50
- 28 -
∴当x=4050时,y
min
=307050.
8.(1)设降价前每件定价为a元,销售量为b件,则价格下降x%后销售总额为
y=•a
(1-x%)·b(1+mx%)=
当m=1.25时,y=
∴当x=
ab
[-mx+100(m-1)x+100].
2
100
ab
[-1.25x
2
+25x+100
2
].
2
100
25
=10时,y取最大值,故降价10%时,售出总金额最大.
21.25
ab
22
(2)由y=
[-mx+100(m-1)x+100]知,
2
100
50(m1)
当x=时,y的值最大.
m
50
(m1)
降价后,•销售总额有所增加,就是当0≤x≤时,y随x增大而增大,
m
m0
所以
50(m1)
m>1.
0
m
9.(1)S=10y-x=-x
2
+6x+7,当x=3时,获利最大,最大为16万元.
(2)投资金额=16-3=13万元,经分析,有两种投资方案符合要求.
一种是取A、B、E各一股,投入奖金为13万元,
收益为:0.55+0.4+0.9=1.85万元>1.6万元.
另一种是取B、D、E各一股,投入资金为2+4+6=12万元,
收益为:0.4+0.5+0.9=1.8万元>1.6万元.
10.(1)设y=kx+b,它过点(60,5),(80,4).
1
560kb
1
k
∴
解得
20
∴y=-x+8.
20
480kb
b8
- 29 -
(2)z=yx-40y-120=(-
11
2
x
+8)(x-40)-120=-x+10x-440.
2020
∴当x=100时,最大年获得为60万元.
(3)令z=40,
得40=-
1
2
x+10x-440,整理得:x
2
-200x+9
600=0.解得:x
1
=80,x
2
=120.•
20
由
图象可知,要使年获利不低于40万元,销售单价应在80元到120元之间.
又因为销售单价越低,销售量越大,
所以要使销售量最大,又要使年获利不低于40万元,销售单价应定为80元.
x270
套,所有未出租设备支出的费用为(2x-540)元;
10
x2701
2
(2)y=(40-)x-(2x-540)=-x+65x+540
10
10
11
.(1)未租出的设备为
(3)当月租金为300元时,租赁公司的月收益为11040元,此时租出设
备37套;
当月租金为350元时,租赁公司的月收益为11040元,此时租出设备32套.
因为出租37•套和32套设备获得同样的收益,
如果考虑减少设备的磨损,应该选择出租32套;•
如果考虑市场占有率,应该选择37套.
(4)y=-
1
2
1
x+65x+540=-(x-325)
2
+11102.5.
1010
∴当x=325时,y有最大值11102.5.
但是当月租金为325元时,出租设备的套数为34.5套,而34.5不是整数,
故出租设备应为34(•套)或35(套).
- 30 -
即当月
租金为330元(租出34套)或月租金为320元(租出35套)时,•租赁公司
的月收益最大,最大
月收益均为11100元.
12.(1)S
△
PCQ
=
11
PC·CQ=(3-t)·2t=(3-t)t=2,解得t
1
=1,t
2
=2.
22
2
∴当时间t为1秒或2秒时,S
△PCQ
=2厘米;
3
2
9
)+;
24
4184939
②
当2
-t+6=(t-)
2
+;
20
5554
327423915
t
=-(t-)
2
+; ③当3<
t≤4.5时,S=-t
2
+
5555
24
39
(3)有.
①在0
=;
24
12
②在2
=;
5
915
③在3
=,
24
915
∵S
123
,∴t=时,S有最大值,S
最大值
=.
24
x(120x)
1
3.(1)①y=,当x=60时,y
最大值
=1800;
2
(2)①当0
+3t=-(t-
②过点B作BE⊥AD于E,CF⊥AD于
F,设AB=CD=xcm,梯形的面积为Scm
2
,
则BC=EF=(120-2
x)cm,AE=DF=
1
3
x,BE=CF=x,AD=120-x,
2
2
∴S=
1
3
·x(240-3x).当x=40,S
最大
值
=1200
3
,S
最大值
>y
最大值
.
2
2
- 31 -
(2)方案:①正八边形一半,②正十边形一半,③半圆等.
14.(1)∵a>
0,c<0,∴b
2
-4ac>0,故│ax+bx+c│的最小值为0,
2
∴y=-2│ax
2
+bx+c│-1值的最大值为-1;
k
2
(2)欲使直线y=k(x-1)-与抛物线y
2
=ax+bx+c只有一个交点,
4
k
2
yk(x1),
则方程组
4
•只有一组解,
yax
2
bxc.
<
br>k
2
消去y得到关于x的二次方程ax+(b-k)x+k+c=0,
4
2
k
2
∵△=(b-k)-4a(+k+c)=0,
4
2
整理,得关于k的二次方程(1-a)k
2
-2(2a+b)k+b
2
-4ac=0. (※).
又因为此方程对任意实数k•都成立,
1a0,
a1,
故
2(2ab)0,
即
b2,
b
2
4ac0.
c1.
说明:根据题意,(※)对任意实数k都成立,说明关于k的
各项系数都为0.
- 32 -