浙江省2018年中考數(shù)學總復習 第七章 數(shù)學思想與開放探索問題 第35講 方程、函數(shù)思想型問題講解篇
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1、 第35講 方程、函數(shù)思想型問題 (建議該講放第16講后教學) 內(nèi)容 特性 1.在解決問題時,把某一個未知量或幾個未知量用字母來表示,根據(jù)已知的條件或有關的性質(zhì)、定理或公式,建立起未知量和已知量之間的等量關系,列出方程或方程組,從而使問題獲得解決的思想方法稱為方程思想. 2.函數(shù)思想是指用變量和函數(shù)來思考問題的一種方法,借助函數(shù)知識來探求變量之間關系的一種思維方式,以生產(chǎn)、生活和學科問題為背景,結(jié)合方程、幾何圖形等知識進行問題解決的一種解題策略,是刻畫現(xiàn)實世界的一個有效的數(shù)學模型. 解題 策略 (1)解決函數(shù)綜合問題時,注意數(shù)形結(jié)合,在函數(shù)、方程、不等式之間靈活轉(zhuǎn)
2、化; (2)解決幾何綜合問題時,常從面積關系,勾股定理、相似性質(zhì)尋求關系列方程、函數(shù)求解; (3)解決生活中應用問題時,從一些常見數(shù)量關系模型入手,建立方程、函數(shù)求解; (4)對于一個實際問題或數(shù)學問題,構(gòu)建一個相應的函數(shù),抓住事物在運動過程中那些保持不變的規(guī)律和性質(zhì),運用函數(shù)基本性質(zhì)和方法,從而更快更好地解決問題. 基本 思想 利用方程思想解決問題時,經(jīng)常涉及函數(shù)思想和數(shù)形結(jié)合思想;利用函數(shù)思想解決問題時,充分運用函數(shù)數(shù)學思想分析問題,經(jīng)常涉及函數(shù)與方程、不等式,函數(shù)與圖象. 類型一 運用方程思想求解幾何綜合性問題 如圖,在△ABC中,BA=BC=20 cm
3、,AC=30 cm,點P從點A出發(fā),沿AB以每秒4 cm的速度向點B運動;同時Q點從C點出發(fā),沿CA以每秒3 cm的速度向點A運動.設運動的時間為x秒. (1)當x為何值時,PQ∥BC? (2)△APQ能否與△CQB相似?若能.求出AP的長;若不能.請說明理由. 【解后感悟】由相似三角形的對應邊成比例,可列出分式方程,從而求解;在已知一個角對應相等的前提下考慮兩個三角形相似時,有兩種情況,不可遺漏. 1. (2016·舟山)如圖,矩形ABCD中,AD=2,AB=3,過點A,C作相距為2的平行線段AE,CF,分別交CD,AB于點E,F(xiàn),則DE的長是( )
4、 A. B. C.1 D. 類型二 運用函數(shù)思想求解方程、不等式問題 (2017·杭州)在平面直角坐標系中,設二次函數(shù)y1=(x+a)(x-a-1),其中a≠0. (1)若函數(shù)y1的圖象經(jīng)過點(1,-2),求函數(shù)y1的表達式; (2)若一次函數(shù)y2=ax+b的圖象與y1的圖象經(jīng)過x軸上同一點,探究實數(shù)a,b滿足的關系式; (3)已知點P(x0,m)和Q(1,n)在函數(shù)y1的圖象上,若m<n,求x0的取值范圍. 【解后感悟】二次函數(shù)關系式轉(zhuǎn)化為方程,解(1)的關鍵是利用待定
5、系數(shù)法;解(2)的關鍵是把點的坐標代入函數(shù)解析式;解(3)的關鍵是利用二次函數(shù)的性質(zhì),解不等量關系,同時要分類討論,以防遺漏. 2.(1)已知函數(shù)y=x和y=的圖象如圖,則不等式>x的解集為( ) A.-2≤x<2 B.-2≤x≤2 C.x<2 D.x>2 (1)圖 (2)圖 (2)如圖,已知函數(shù)y=-與y=ax2+bx(a>0,b>0)的圖象交于點P,點P的縱坐標為1,則關于x的方程ax2+bx+=0的解為
6、 . 類型三 運用方程、函數(shù)思想求解幾何最值問題 (2016·黃岡模擬)如圖,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=6,現(xiàn)將一塊邊長足夠大的直角三角板的直角頂點置于AB的中點O,兩直角邊分別經(jīng)過點B、C,然后將三角板繞點O按順時針方向旋轉(zhuǎn)一個角度α(0°<α<90°),旋轉(zhuǎn)后,直角三角板的直角邊分別與AC、BC相交于點K、H, 四邊形CHOK是旋轉(zhuǎn)過程中三角板與△ABC的重疊部分(如圖所示),那么,在上述旋轉(zhuǎn)過程中: (1)線段BH與CK具有怎樣的數(shù)量關系?四邊形CHOK的面積是否發(fā)生變化?證明你發(fā)現(xiàn)的結(jié)論; (2)連結(jié)HK,設BH=x. ①當△CKH的面積為時,求出x的
7、值; ②試問△OHK的面積是否存在最小值,若存在,求出此時x的值,若不存在,請說明理由. 【解后感悟】本題利用方程、函數(shù)思想把問題構(gòu)建為方程、函數(shù)模型,再用方程、函數(shù)知識來解決問題.解題的關鍵是根據(jù)題意列出方程、函數(shù)關系式. 3. (2015·德州模擬)一個包裝盒的設計方法如圖所示,ABCD是邊長為60cm的正方形硬紙片,切去陰影部分所示的四個全等的等腰直角三角形,再沿虛線折起,使得ABCD四個點重合于圖中的點P,正好形成一個正四棱柱形的包裝盒,E、F是在AB上被切去的等腰直角三角形斜邊的兩個端點,設AE=FB=xcm.若廣告商要求包裝盒側(cè)面積S(cm2)
8、最大,試問x應取的值為 cm. 類型四 運用方程、函數(shù)思想求解三角形、四邊形與圓問題 (2015·汕尾)如圖,已知直線y=-x+3分別與x、y軸交于點A和B. (1)求點A、B的坐標; (2)求原點O到直線l的距離; (3)若圓M的半徑為2,圓心M在y軸上,當圓M與直線l相切時,求點M的坐標. 【解后感悟】此題屬于一次函數(shù)綜合題,涉及的知識有:坐標與圖形性質(zhì),一次函數(shù)與坐標軸的交點,相似三角形的判定與性質(zhì),以及點到直線的距離公式,借助這些知識,再利用方程、函數(shù)思想來解決問題.以此設計問題在中考中出現(xiàn)的頻率很高,是中考中比較典型的題型.
9、 4. 如圖,已知拋物線y=x2+bx與直線y=2x交于點O(0,0),A(a,12).點B是拋物線上O,A之間的一個動點,過點B分別作x軸、y軸的平行線與直線OA交于點C,E. (1)求拋物線的函數(shù)解析式; (2)若點C為OA的中點,求BC的長; (3)以BC,BE為邊構(gòu)造矩形BCDE,設點D的坐標為(m,n),求出m,n之間的關系式. 類型五 運用方程、函數(shù)思想求解實際問題 某電子廠商投產(chǎn)一種新型電子產(chǎn)品,每件制造成本為18元,試銷過程中發(fā)現(xiàn),每月銷售量y(萬件)與銷售單價x(元)之間的關系可以近似地看作一次函數(shù)y=-2x+100.(利潤
10、=售價-制造成本) (1)寫出每月的利潤z(萬元)與銷售單價x(元)之間的函數(shù)關系式; (2)當銷售單價為多少元時,廠商每月能獲得350萬元的利潤?當銷售單價為多少元時,廠商每月能獲得最大利潤?最大利潤是多少? (3)根據(jù)相關部門規(guī)定,這種電子產(chǎn)品的銷售單價不能高于32元,如果廠商要獲得每月不低于350萬元的利潤,那么制造出這種產(chǎn)品每月的最低制造成本需要多少萬元? 【解后感悟】本題是通過方程、函數(shù)思想解決實際問題,一是通過方程思想列函數(shù)解析式,二是通過函數(shù)思想解決變量間關系. 5.(2015·濟寧)小明到服裝店參加社會實踐活動,服裝店經(jīng)理讓小明幫助解決以下問題:
11、 服裝店準備購進甲乙兩種服裝,甲種每件進價80元,售價120元;乙種每件進價60元,售價90元.計劃購進兩種服裝共100件,其中甲種服裝不少于65件. (1)若購進這100件服裝的費用不得超過7500元,則甲種服裝最多購進多少件? (2)在(1)的條件下,該服裝店對甲種服裝以每件優(yōu)惠a(0<a<20)元的價格進行優(yōu)惠促銷活動,乙種服裝價格不變,那么該服裝店應如何調(diào)整進貨方案才能獲得最大利潤? 【開放探究題】 實驗數(shù)據(jù)顯示,一般成人喝半斤低度白酒后,1.5時內(nèi)其血液中酒精含量y(毫克/百毫升)與時間x (時)的關系可近似地用二次函數(shù)y=-200x2
12、+400x刻畫;1.5時后(包括1.5時)y與x可近似地用反比例函數(shù)y=(k>0)刻畫(如圖所示). (1)根據(jù)上述數(shù)學模型計算: ①喝酒后幾時血液中的酒精含量達到最大值?最大值為多少? ②當x=5時,y=45.求k的值; (2)按國家規(guī)定,車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或等于20毫克/百毫升時屬于“酒后駕駛”,不能駕車上路.參照上述數(shù)學模型,假設某駕駛員晚上20:00在家喝完半斤低度白酒,第二天早上7:00能否駕車去上班?請說明理由. 【方法與對策】本題實質(zhì)是通過方程、函數(shù)思想解決反比例函數(shù)與二次函數(shù)綜合應用問題,根據(jù)圖象得
13、出正確信息是解題關鍵, 這是中考中的新題型. 【忽視變量范圍而出錯】 在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,P是BC上的任意一點(P與B、C不重合),過點P作AP⊥PE,垂足為P,PE交CD于點E. (1)連結(jié)AE,當△APE與△ADE全等時,求BP的長; (2)若設BP為x,CE為y,試確定y與x的函數(shù)關系式.當x取何值時,y的值最大?最大值是多少? (3)若PE∥BD,試求出此時BP的長. 參考答案 第35講 方程、函數(shù)思想型問題 【例題精析】 例1 (1)根據(jù)題意AP=4xcm,AQ=AC-
14、QC=(30-3x)cm,若PQ∥BC,則=.則=,解得x=.所以當運動時間為s時,PQ∥BC. (2)因為∠A=∠C,所以當=或=時,△APQ能與△CQB相似.①當=時,=,解得x=,所以AP=4x=cm.②當=時,=,解得x1=5,x2=-10(舍去).所以AP=4x=20cm.所以當AP=cm或20cm時,△APQ與△CQB相似. 例2 (1)函數(shù)y1的圖象經(jīng)過點(1,-2),得(a+1)(-a)=-2,解得a1=-2,a2=1,函數(shù)y1的表達式為y=(x-2)(x+2-1),化簡,得y=x2-x-2;或函數(shù)y1的表達式為y=(x+1)(x-2)化簡,得y=x2-x-2,綜上所述:
15、函數(shù)y1的表達式為y=x2-x-2; (2)當y=0時,(x+a)(x-a-1)=0,解得x1=-a,x2=a+1,y1的圖象與x軸的交點是(-a,0),(a+1,0),當y2=ax+b經(jīng)過(-a,0)時,-a2+b=0,即b=a2;當y2=ax+b經(jīng)過(a+1,0)時,a2+a+b=0,即b=-a2-a; (3)當P在對稱軸的左側(cè)(含頂點)時,y隨x的增大而減小,(1,n)與(0,n)關于對稱軸對稱,由m<n,得0<x0≤;當P在對稱軸的右側(cè)時,y隨x的增大而增大,由m<n,得<x0<1,綜上所述:x0的取值范圍為0<x0<1. 例3 (1)在旋轉(zhuǎn)過程中,BH=CK,四邊形CHOK的
16、面積始終保持不變,其值為△ABC面積的一半.理由如下:連結(jié)OC.∵△ABC為等腰直角三角形,O為斜邊AB的中點,CO⊥AB,∴∠OCK=∠B=45°,CO=OB.又∵∠COK與∠BOH均為旋轉(zhuǎn)角,∴∠COK=∠BOH=α,在△COK和△BOH中,∴△COK≌△BOH,∴BH=CK,S四邊形CHOK=S△COK+S△COH=S△BOH+S△COH=S△COB=S△ABC=9. (2)①由(1)知CK=BH=x,∵BC=6,∴CH=6-x,根據(jù)題意,得CH·CK=,即(6-x)x=5,解這個方程得x1=1,x2=5,此兩根滿足條件:0 17、KH的面積為S,由(1)知四邊形CHOK的面積為9,∴S△OKH=S四邊形CHOK-S△CKH=9-x(6-x)=(x2-6x)+9=(x-3)2+,∵>0,∴當x=3時,函數(shù)S△OKH有最小值,∵x=3滿足條件0 18、l的距離為. (3)過M作MD⊥AB交AB于點D,當圓M在直線l下方與直線相切時,MD=2,在△BOA和△BDM中,∵∠OBA=∠DBM,∠BOA=∠BDM,∴△BOA∽△BDM,∴=,∴BM==,∴OM=OB-BM=,當⊙M在直線l上方與直線相切時,同理可得OM=OB+BM=,∴點M的坐標為M(0,)或M(0,).
例5 (1)∵z=(x-18)y=(x-18)(-2x+100)=-2x2+136x-1800,∴z與x之間的函數(shù)解析式為z=-2x2+136x-1800. (2)由z=350,得350=-2x2+136x-1800,解這個方程得x1=25,x2=43.∴銷售單價定為25 19、元或43元時,廠商每月能獲得350萬元的利潤.∵z=-2x2+136x-1800=-2(x-34)2+512,∴當銷售單價為34元時,每月能獲得最大利潤,最大利潤是512萬元.
(3)結(jié)合(2)及函數(shù)z=-2x2+136x-1800的圖象(如圖所示)可知,當25≤x≤43時,z≥350.又由限價32元,得25≤x≤32.根據(jù)一次函數(shù)的性質(zhì),得y=-2x+100中y隨x的增大而減小,∴當x=32時,每月制造成本最低.最低成本是18×(-2×32+100)=648(萬元).∴所求每月最低制造成本為648萬元.
【變式拓展】
1. D 2.(1)A (2)x=-3 3.15
4. ( 20、1)∵點A(a,12)在直線y=2x上,∴12=2a,解得:a=6,又∵點A是拋物線y=x2+bx上的一點,將點A(6,12)代入y=x2+bx,可得b=-1,∴拋物線解析式為y=x2-x. (2)∵點C是OA的中點,∴點C的坐標為(3,6),把y=6代入y=x2-x,解得:x1=1+,x2=1-(舍去),故BC=1+-3=-2. (3)∵點D的坐標為(m,n),∴點E的坐標為(n,n),點C的坐標為(m,2m),∴點B的坐標為(n,2m),把點B(n,2m)代入y=x2-x,可得m=n2-n,∴m、n之間的關系式為m=n2-n.
5.(1)設購進甲種服裝x件,由題意可知:80x+60 21、(100-x)≤7500,解得:x≤75.答:甲種服裝最多購進75件. (2)設總利潤為W元,因為甲種服裝不少于65件,所以65≤x≤75.W=(40-a)x+30(100-x)=(10-a)x+3000.方案1:當0<a<10時,10-a>0,W隨x的增大而增大,所以當x=75時,W有最大值,則購進甲種服裝75件,乙種服裝25件;方案2:當a=10時,所有方案獲利相同,所以按哪種方案進貨都可以;方案3:當10<a<20時,10-a<0,W隨x的增大而減小,所以當x=65時,W有最大值,則購進甲種服裝65件,乙種服裝35件.
【熱點題型】
【分析與解】(1)①當x=-=1時,y=200, 22、∴喝酒后1時血液中的酒精含量達到最大值,最大值為200毫克/百毫升.?、凇弋攛=5時,y=45,且(5,45)在反比例函數(shù)y=(k>0)圖象上,∴把(5,45)代入y=得45=,解得k=225. (2)把y=20代入反比例函數(shù)y=得x=11.25.∴喝完酒經(jīng)過11.25時為早上7:15.∴第二天早上7:15以后才可以駕駛,7:00時不能駕車去上班.
【錯誤警示】(1)由△APE≌△ADE可得AP=AD=3,在Rt△ABP中,運用勾股定理即可求得BP的長.∵△APE≌△ADE,∴AP=AD=3.在Rt△ABP中,AB=2,∴BP===. (2)由AP⊥PE,得Rt△ABP∽Rt△PCE,根據(jù)相似三角形的對應邊成比例可列式得y與x的函數(shù)關系式.化為頂點式即可求得當x=時,y的值最大,最大值是.∵AP⊥PE,∴Rt△ABP∽Rt△PCE.∴=,即=,∴y=-x2+x,∵y=-x2+x=-(x-)2+,∴當x=時,y的值最大,最大值是. (3)由PE∥BD,得△CPE∽△CBD,根據(jù)相似三角形的對應邊成比例可列式求得BP的長.設BP=x,由(2)得CE=y(tǒng)=-x2+x,∵PE∥BD,∴△CPE∽△CBD.∴=,即=,化簡得3x2-13x+12=0,解得x1=或x2=3(不合題意,舍去),∴當BP=時,PE∥BD.
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