5. 小明准备做一个形状是菱形的风筝,这个菱形的两条对角线长度之和恰好为60 cm,菱形的面积S(单位:cm²)随其中一条对角线的长x(单位:cm)的变化而变化.
(1)请直接写出S关于x的函数解析式(不要求写出自变量x的取值范围);
(2)当x为多少时,菱形风筝的面积S最大?最大面积为多少?
答案:解:
(1) $S = -\frac{1}{2}x^2 + 30x$
(2) 在二次函数$S = -\frac{1}{2}x^2 + 30x$中,$a=-\frac{1}{2}<0$,因此S有最大值。
当$x = -\frac{b}{2a} = -\frac{30}{2×(-\frac{1}{2})} = 30$时,
$S_{最大值} = \frac{4ac-b^2}{4a} = \frac{0-30^2}{4×(-\frac{1}{2})} = 450$。
答:当x为30cm时,菱形风筝的面积S最大,最大面积为450cm²。
解析:
【分析】
(1)首先回忆菱形面积的计算方法:菱形的面积等于两条对角线长度乘积的一半。已知其中一条对角线长为x cm,两条对角线长度之和为60 cm,因此另一条对角线长为(60-x)cm,将两条对角线的长度代入面积公式,即可推导出S关于x的函数解析式。
(2)由第一问得到的关系式可知S是x的二次函数,且二次项系数小于0,抛物线开口向下,因此函数在顶点处取得最大值,可利用二次函数顶点坐标公式分别求出面积最大时x的值和对应的最大面积。
【解析】
(1)已知一条对角线长为x cm,两条对角线之和为60 cm,则另一条对角线长为$(60-x)$cm。
根据菱形面积公式$S=\frac{1}{2}×$对角线1×对角线2,代入得:
$S=\frac{1}{2}x(60-x)=-\frac{1}{2}x^2+30x$
(2)在二次函数$S = -\frac{1}{2}x^2 + 30x$中,$a=-\frac{1}{2}<0$,因此S有最大值。
根据二次函数顶点横坐标公式$x=-\frac{b}{2a}$,代入$a=-\frac{1}{2}$、$b=30$得:
$x = -\frac{30}{2×(-\frac{1}{2})} = 30$
再用顶点纵坐标公式计算最大面积:
$S_{最大值} = \frac{4ac-b^2}{4a} = \frac{0-30^2}{4×(-\frac{1}{2})} = 450$
答:当x为30cm时,菱形风筝的面积S最大,最大面积为450cm²。
【答案】
(1) $S = -\frac{1}{2}x^2 + 30x$
(2) 当x为30cm时,菱形风筝面积最大,最大面积为450cm²
【知识点】
1. 菱形面积公式
2. 二次函数解析式
3. 二次函数最值
【点评】
本题属于几何性质与二次函数结合的基础应用题,解题核心是先通过几何面积公式建立函数关系,再结合二次函数的图象性质求解最值,能够较好地考查基础公式的掌握和实际应用能力。
【难度系数】
0.7
1. 某商品每件的进价为20元,销售期间发现,当销售单价为25元时,每天可售出120件,销售单价每降低1元,每天销售量增加10件。现商家决定降价销售,每件降价$x$元($0<x<5$)。设每天的销售量为$y$件,每天销售商品获得的利润为$w$元。下列函数解析式符合题意的是($\quad\quad$)。
A.$y=10x-120$
B.$y=-10x+120$
C.$w=(10x+120)(25-20-x)$
D.$w=(-10x+120)(25-20-x)$
答案:C
解析:
【分析】
解题需结合销售问题的基本数量关系逐步推导:第一步先推导销售量和降价的关系,第二步推导总利润和降价的关系,再和选项匹配即可。首先明确两个核心公式:①销售量=原销售量+降价带来的新增销售量;②总利润=单件利润×销售量。首先判断销售量的解析式:原销量120件,每降1元多卖10件,降价x元就多卖10x件,因此销量y=120+10x,可直接排除A、B选项。再判断利润解析式:单件利润=现售价-进价,现售价为(25-x)元,进价20元,因此单件利润为(25-x-20)=(25-20-x)元,总利润就是单件利润乘销售量,对应选项C。
【解析】
1. 推导销售量$y$的解析式:
已知原价25元时日销量为120件,每降价1元日销量增加10件,降价$x$元后日销量新增$10x$件,因此:
$y=120+10x$,可知A、B选项均错误。
2. 推导总利润$w$的解析式:
降价后每件商品的售价为$(25-x)$元,单件利润=售价-进价=$(25-x-20)=(25-20-x)$元,
结合总利润=单件利润×销售量,可得:
$w=(10x+120)(25-20-x)$,可知C选项正确,D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
销售利润问题,列函数解析式
【点评】
本题易错点是容易混淆降价对销售量的影响,误将新增销量算成减少的销量,解题时只要抓住“降价销量上涨,涨价销量下降”的变化规律,结合利润基本公式就能快速求解。
【难度系数】
0.7
2. 某商品现在的售价为每件35元,每天可卖出50件. 市场调查发现:若调整价格,每降价1元,每天可多卖出2件. 则当商品降价销售时,每天的最大销售额为(
).
A.2 500元
B.2 000元
C.1 800元
D.2 200元
答案:C
解析:
【分析】
要解决这个问题,首先明确销售额的计算公式:销售额=每件售价×销售量。我们可以先设降价的金额为自变量,分别表示出降价后的售价和对应的销售量,进而列出销售额关于降价金额的二次函数表达式,再结合二次函数的性质求最大值,注意自变量的取值要符合实际意义(降价金额大于0,且售价不能为负)。
【解析】
设每件商品降价$ x $元,每天的销售额为$ y $元,根据题意可知:
降价后的每件售价为$ (35 - x) $元,每天的销售量为$ (50 + 2x) $件,其中自变量$ x $的取值范围为$ 0 < x < 35 $(保证售价为正)。
根据销售额公式列函数关系式:
$\begin{aligned}y&=(35 - x)(50 + 2x)\\&=-2x^2 + 20x + 1750\end{aligned}$
这是一个二次函数,其中二次项系数$ a=-2 < 0 $,因此函数图象开口向下,存在最大值。
根据二次函数顶点坐标公式,顶点的横坐标为$ x=-\frac{b}{2a}=-\frac{20}{2×(-2)}=5 $,$ x=5 $在$ 0 < x < 35 $的取值范围内,符合实际意义。
将$ x=5 $代入函数得最大销售额:
$ y=(35-5)×(50+2×5)=30×60=1800 $(元)
【答案】
C
【知识点】
1. 二次函数的实际应用
2. 二次函数的最值
3. 销售问题等量关系
【点评】
本题是销售类最值的常考题型,解题的核心是找准售价、销售量与降价金额的对应关系,正确列出二次函数表达式,再结合二次函数的性质和自变量的实际取值范围求解即可,解题时要注意验证最值点是否符合实际要求。
【难度系数】
0.7