康軒 國中數學 3下 課本ppt 1-3 應用問題
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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
(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
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
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
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
(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
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
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
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
(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
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
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)
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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)
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)
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
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
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
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
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
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
例
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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