康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

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Page 1: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題
Page 2: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

日常生活中有些問題,會和二次函數的最大

值或最小值有關,這時我們可以依下列步驟進行

解題:

搭配課本第 58頁

Page 3: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

(1)設未知數:依題意假設適當的未知數 x、y。

(2)列式:依題意列出 x的二次函數。

(3)求值:利用配方法,求出二次函數的最大值或

最小值。

(4)作答:依題意回答問題。

搭配課本第 58頁

Page 4: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

若兩數的差為 8,則此兩數的乘積是否有最大值

或最小值?若有,試求其值。

例 1 兩數問題

搭配課本第 58頁

Page 5: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

例 1 兩數問題(1)設未知數:設兩數分別為 x、(x+8),

兩數乘積為 y。

(2)列式:y=x(x+8)。

(3)求值:y=x(x+8)=x2+8x

=(x+4)2-16 -16

可知當 x=-4時,y有最小值-16。

(4)作答:兩數的差為 8,其乘積的最小值為

-16,此時兩數為-4、4。 搭配課本第 58頁

Page 6: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

若兩數的和為 10,則此兩數之乘積的最大值

是多少?

搭配課本第 58頁

Page 7: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

(1)設未知數:設此兩數分別為 x、(10-x),

且其乘積為 y

(2)列式:y=x(10-x)

(3)求值:y=x(10-x)=-x2+10x

=-(x-5)2+25 25

可知當 x=5時,y有最大值 25

(4)作答:兩數的和為 10,其乘積的最大值為 25

此時兩數為 5、5 搭配課本第 58頁

Page 8: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

軒軒國中想用 80公尺長的籬笆圍出一塊矩形的

溼地,作為自然生態學習區,則如何才可圍出最

大面積的溼地?此時最大面積為多少?

例 2 面積和問題

搭配課本第 59頁

Page 9: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

例 2 面積和問題(1)設未知數:設此矩形溼地的長為 x公尺、

寬為(40-x)公尺, 面積為 y平方公尺。

(2)列式:y=x(40-x)。

=-x2+40x

(4)作答:矩形溼地的長、寬皆為 20公尺時,

(3)求值:y=x(40-x)

=-(x-20)2+400 400 可知當 x=20時,y=400為最大值。

可圍成最大面積 400平方公尺的溼地。 搭配課本第 59頁

Page 10: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

小妍想將一條 40公分長的彩帶剪成兩段,各

圍成一個正方形,他要怎麼剪才能讓這兩個正

方形的面積和為最小?此時面積和為多少平

方公分? (1)設未知數:設兩段彩帶為 x公分及(40-x)公分

時,這兩個正方形的面積和為 y平方公分

(2)列式:y=( x 4 )2+(

40-x4 )2

搭配課本第 59頁

Page 11: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

(3)求值:y=( x 4 )2+(

40-x4 )2= x

2

16+1600-80x+x2

16

=x2-40x+800

8 = 18 (x2-40x)+100

= 18 (x2-40x+400)-50+100

= 18 (x-20)2+50 50

可知當 x=20時,y有最小值 50 (4)作答:兩段彩帶皆為 20公分時,這兩個正方形

的面積和會最小,為 50平方公分 搭配課本第 59頁

Page 12: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

康康旅行社舉辦「高鐵一日遊─ ─發現美濃」的活動,預訂人數為 40

人,每人收費 6000元,若人數到達

40人後,每增加 1人,則每人收費

可減少 100元。試問當增加多少人

時,旅行社能收到最多的錢?最多

可收多少錢?

例 3 收費問題

搭配課本第 60頁

Page 13: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

例 3 收費問題(1)設未知數:設增加 x人時,旅行社總共能收到 y

元。

搭配課本第 60頁

Hint 每人需付的錢 = 原價 每增 1 人,每人可少 100 元 總收入 每人需付的錢 × 參加人數

6000 - 100x

y = (6000-100x) × (40+x)

Page 14: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

例 3 收費問題(2)列式:此時參加人數為(40+x)人,

每人應收費(6000-100x)元,

則可得到二次函數

y=(6000-100x)(40+x)。

搭配課本第 60頁

Page 15: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

例 3 收費問題

(4)作答:當增加 10人時,旅行社能收到最多

的錢,為 250000元。

(3)求值: y=(6000-100x)(40+x)

=240000+6000x-4000x-100x2 =-100x2+2000x+240000

=-100(x2-20x)+240000

=-100(x-10)2+250000 250000

當 x=10時,y有最大值 250000。

搭配課本第 60頁

Page 16: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

某文具店每個鉛筆盒賣 54元,每星期可賣出 40

個,若鉛筆盒的價格每便宜 1元,一星期可多賣

出 10個,則當每個鉛筆盒賣多少元時,那個星

期賣鉛筆盒的收入最多?

搭配課本第 60頁

Page 17: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

(1)設未知數:設便宜 x元時,收入為 y元

(2)列式:y=(54-x)(40+10x)

(3)求值:y=(54-x)(40+10x)

=-10x2+500x+2160

=-10(x-25)2+8410 8410

當 x=25時,y有最大值 8410

(4)作答:當每個鉛筆盒賣 54-25=29元時

賣鉛筆盒的收入最多 搭配課本第 60頁

Page 18: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

家俊投擲鉛球,當鉛球的水平距離為 x公尺時,

鉛球離地面的高度為 y公尺,如下圖。若 x與 y

滿足關係式 y=- 140 (x2-16x-56),則鉛球行進

路徑的最高點離地面多少公尺?

例 4 路徑問題

搭配課本第 61頁

Page 19: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

y=- 140 (x2-16x-56)

例 4 路徑問題

=- 140 (x2-16x+64-64-56)

=- 140 (x-8)2+3 3

∴ 當 x=8時,y有最大值 3,

即鉛球行進路徑的最高點離地面 3公尺。

搭配課本第 61頁

Page 20: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

地面上有一個噴水孔會噴出水柱,如下圖。若經

過 x秒後,噴出的水柱高度為 y公尺,且 x與 y

滿足關係式 y=4.9x-4.9x2,則此噴水孔噴出的水

柱最高點離地面多少公尺?

搭配課本第 61頁

Page 21: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

y=4.9x-4.9x2

=-4.9(x2-x+ 14 - 14 )

=-4.9(x- 12 )2+ 4940 49

40

∴ 當 x= 12 時,y有最大值 4940

即噴水孔噴出的水柱最高點離地面 4940公尺

搭配課本第 61頁

Page 22: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

有一座形如拋物線的拱橋,這座拱橋下的水面離拱頂 2公尺,水面寬 4公尺,如下圖。若水位下

降 1公尺,則水面寬度為多少公尺?

例 5 拱橋問題

2 4

搭配課本第 62頁

Page 23: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

例 5 拱橋問題取拱橋下緣這條拋物線的頂點為原點, 假設這條拋物線所表示的二次函數為

y=ax2(a≠ 0),

在坐標平面上

呈現如右圖:

搭配課本第 62頁

x O

y

-1 1 1

(x1 , -3) (2 , -2)

(x2 , -3)

Page 24: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

例 5 拱橋問題由圖可知拋物線通過點(2 , -2), 將 x=2,y=-2代入 y=ax2,

得-2=a.22,a=- 12 ,

即這條拋物線所

表示的二次函數

為 y=- 12 x2,

搭配課本第 62頁

x O

y

-1 1 1

(x1 , -3) (2 , -2)

(x2 , -3)

Page 25: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

當水位下降 1公尺,即 y=-3=- 12 x2,

例 5 拱橋問題

得 x2=6,x=± 6 ,故 x1= 6 ,x2=- 6 ,

∣所以水面寬度為 x1-x2∣ ∣= 6-(- 6)∣

=2 6公尺。

搭配課本第 62頁

Page 26: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

Hint也可以將拋物線的頂點設為 (0 , 2) ,對稱軸為 y 軸,二次函數為 y= ax2+ 2 來解題。

例 5 拱橋問題

搭配課本第 62頁

Page 27: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

某河流上有一座形如拋物線的拱橋,這座拱橋下

的水面離拱頂 3公尺,水面寬為 6公尺,若水位

上升 2公尺,則水面寬度為多少公尺?

搭配課本第 62頁

Page 28: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

依題意可得下圖,設二次函數為 y=ax2(a≠ 0)

將 x=3、y=-3代入 y=ax2,得 a=- 13

即這條拋物線所表示的二次函數為 y=- 13 x2

x O

y 1 1

(-3 , -3) (3 , -3)

(x1 , -1) (x2 , -1)

搭配課本第 62頁

Page 29: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

當水位上升 2公尺

即 y=-1=- 13 x2,x2=3,x ±= 3

故 x1= 3 ,x2=- 3

所以水面寬度為∣ x1-x2∣ ∣= 3 -(- 3 )∣

=2 3 (公尺)

搭配課本第 62頁

Page 30: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

二次函數最大值或最小值的應用問題1

解二次函數最大值

或最小值的應用問

題有以下步驟:

若兩數的差為 8,

則此兩數的乘積

是否有最大值或

最小值?若有,

試求其值。

搭配課本第 63頁

Page 31: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

二次函數最大值或最小值的應用問題1

(1)設未知數:依題意

假設適當的未知數

x、y。

設此兩數分別為 x、

x+8,兩數乘積為 y。

搭配課本第 63頁

Page 32: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

二次函數最大值或最小值的應用問題1

(2)列式:依題意列出

x的二次函數。

y=x(x+8)

搭配課本第 63頁

Page 33: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

二次函數最大值或最小值的應用問題1

(3)求值:利用配方

法,求出二次函

數的最大值或最

小值。

y=x(x+8)

=x2+8x

=(x+4)2-16 16

可知當 x=-4時,

y=-16為最小值。

搭配課本第 63頁

Page 34: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

二次函數最大值或最小值的應用問題1

(4)作答:依題意回答

問題。

兩數的差為 8,

其乘積的最小值為-16,

此時兩數為-4、4。

搭配課本第 63頁

Page 35: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

1 若兩數的和為 11,則此兩數的乘積是否有最

大值或最小值?若有,試求其值。

設此兩數分別為 x、(11-x),且其乘積為 y 則 y=x(11-x)=-x2+11x

=-(x- 112 )2+ 121

4 1214

∴ 當 x= 112 時,y= 121

4 為最大值

即此兩數為 112 、

112 時,其乘積有最大值

1214

搭配課本第 64頁

Page 36: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

2 P(-3)、Q(2)為數線上兩點,在數線上找一

點 N(x),使得 NP 2+¯ NQ 2的值為最小,則 N

點坐標為何?此時 NP 2+¯ NQ 2的值為何?

搭配課本第 64頁

Page 37: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

2 設 y= NP 2+¯ NQ 2

則 y=(x+3)2+(2-x)2

=2x2+2x+13

=2(x+ 12 )2+ 252

即當 N點坐標為- 12 時

NP 2+¯ NQ 2最小,其值為 252

搭配課本第 64頁

x

P N Q

3 2

Page 38: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

3 佳玫站在離地面 18公尺高的塔頂上,向上投

擲一球,經 x秒後,球距地面的距離為 y公尺,

已知 y與 x的關係為 y=-2x2+16x+18,則:

(1)此球擲出經幾秒後,可達最大高度?

(2)承(1),此時最大高度為多少公尺?

搭配課本第 64頁

Page 39: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

3 (1)(2)y=-2x2+16x+18

=-2(x-4)2+50 50

當 x=4時,y有最大值 50

即擲出 4秒後

可達最大高度 50公尺

x

y

O

( 0 , 18 )

搭配課本第 64頁

Page 40: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

3 佳玫站在離地面 18公尺高的塔頂上,向上投

擲一球,經 x秒後,球距地面的距離為 y公尺,

已知 y與 x的關係為 y=-2x2+16x+18,則:

(3)此球擲出經幾秒後,才會落到地面?

搭配課本第 64頁

Page 41: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

3 (3)以 y=0代入 y=-2x2+16x+18中

得-2x2+16x+18=0

解出 x=9或 x=-1(不合)

所以此球經過 9秒後會落到地面

搭配課本第 64頁

Page 42: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

我們知道二次函數的圖形為一拋物線,其名稱的由來就是因為其圖形與拋擲物體時,物體的

運動軌跡相似,那麼我們要如何利用二次函數來

表示一個物體的運動軌跡呢?

搭配課本第 65頁

Page 43: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

已知重力加速度 g=-9.8m/s2,為了方便計

算取 g=-10m/s2,假設某人從地面上以 45度仰

角、10 2 m/s的速度投擲一顆石頭,則會有以下

的關係式:

45° x

y

O

vy

vx

v=10 2 m/s

搭配課本第 65頁

Page 44: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

水平分速度 vx=10m/s,

水平方向的位移 x=vxt=10t ⇒ t= x10 ……(1)

垂直分速度 vy=10m/s,

垂直方向的位移 y=vyt+ 12 gt2=10t-5t2……(2)

將(1)代入(2):y=10× x10-5×( x10 )2=x- 120 x2,

得到 y與 x的關係式為 y=x- 120 x2。 搭配課本第 65頁

Page 45: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

若再將此關係式配方可得

y=- 120 (x2-20x)=- 120 (x-10)2+5,

由此可知垂直高度最高可達 5m,

此時距離出發點的水平位移為 10m,

而要求落地時的水平位移則是令 y=0,

搭配課本第 65頁

Page 46: 康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題

得 0=x- 120 x2,x=0或 20,

x=0即為出發點的位置,

而 x=20即落地時的位置,

故落地時的水平位移為 20m。

搭配課本第 65頁