关节十五
由
函
关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函
数图象衍生出的问题
图象本是函数关系的一种
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
达方式,现以它为主背景,可以衍生出如下的两类问题:
Ⅰ、由图象反过来研究对应的实际问题,这类问题解决的基本过程是:“图象→对应的函数关系→实际问题”;
Ⅱ、图象和坐标系里的几何图形相结合,这类问题解决的基本方向是:将图象上点的特征和几何图形的相关计算恰当地结合起来。
一、由图象研究对应的实际问题
例1 如图(1),三孔桥横截面的三个孔都呈抛物线形,两小孔形状、大小都相同。正常水位时,大孔水面宽度
米,顶点M距水面6米(即
米),小孔顶点N距水面
米(即
米)。当水位上涨刚好淹没小孔时,借助图中的直角坐标系,求此时大孔的水面宽度
。
【观察与思考】读图,并和实际背景对照,可知:
①应先求出大孔对应的抛物线的解析式;
②求出F点的横坐标;
解:设大孔对应的抛物线解析式为
,
因为点
在该抛物线上,即
解得
令
,解得
,
EMBED Equation.3 米。
答;当水位不涨刚好淹没小孔时,大孔的水面宽为10米。
例2 某企业有甲、乙两个长方体形的蓄水池,将甲池中的水以每小时6立方米的速度注入乙水池,甲,乙两个蓄水池中的水的深度
(米)与注水时间
(小时)之间的函数图象如图(2)的所示,结合图象回答下列问题:
(1)求注水多长时间甲,乙两个蓄水池水深度相同;
(2)求注水多长时间甲,乙两个蓄水量相同;
【观察与思考】由两段图象可求出对应的两函数关系式,
再借两函数关系式去解决(1),(2)两个问题。
解:设
。把(0,2)和(3,0)代入,解得
EMBED Equation.3 。
设
。把(0,1)和(3,4)代入,解得
,
(1)根据题意,由力间
解得
。
所以注水
小时,甲,乙两蓄水池中水的深度相同。
(2)设甲蓄水池的底面积为
,乙蓄水池的底面积为
,注水
小时甲,乙两个蓄水池的蓄水量相同。
先由两池水量的变化情况求出两池的底面积;
,即
。
,即
。
再根据题意,得
,即
。
解得
。
注水1小时甲,乙两个蓄水池的蓄水量相同。
例3 某工厂用一种自动控制加工机制作一批工件,该机器运行过程分为加油过程和加工过程:加工过程中,当油箱中油量为10升时,机器自动停止加工进入加油过程,将油箱加满后继续加工,如此往复,已知机器需运行185分钟才能将这批工件加工完。图(1) 是油箱中油量
(升)与机器运行时间
(分)之间的函数图象,根据图象回答下列问题:
(1)求在第一加工过程中,油箱中油量
(升)与机器运行时间
(分)之间的函数关系式(不必写出自变量
的取值范围);
(2)机器运行多少分钟时,第一个加工过程停止?
(3)加工完这批工件,机器油耗多少升?
【观察与思考】先读图象:①折线第一段表示:前10分钟为加油过程,
匀速地由10升加到100升,②折线第二段表示加工过程,其间油量
匀速减少,加工20分钟油量由100升减小到80升。
问题(1)是求折线第二段对应的函数解析式,可用待定系数法。
问题(2)相当于求(1)中的函数在函数值等于10时对应的
的值;
问题(3)由题意和(2)知,机器运行100分钟后油箱中的油量为10升,应再用9分钟将油加满,然后再运行
(分钟),这批工件加完毕,即185分钟之内,有19分钟是加油过程,有
分钟是加工过程,而加工过程每分钟耗油1升。
解:(1)设图象第二段对应的函数关系式为
,由
解得
即
,
(2)令
,解得
。
即机器运行100分钟后,第一个加工过程停止。
(3)第一个加工过程停止后,由图象的折线第一段知每分钟加油10升,加到到100升需9分钟,机器运行185分钟内有19分钟加油,有
分钟是加工过程,而加工每1分钟耗油1升,可知,加工完毕这批零件,耗油166升。
由以上几例可以看出,解这类图象和实际背景相结合的题目思考要点有三:
第一,图象和实际背景意义的结合与统一;
第二,图象和对应的解析式的结合与统一;
第三,要解决的实际问题是如何反映在图象和解析式上的。
二、函数图象和几何图形相结合的问题
例1 如图所示,直线
与坐标轴分别交于点P和点Q,在直线PQ上有一个点A(不与 P,Q重合)。过点A作
轴于点B,作
轴于点C。设点A的横坐标为
,矩形
的面积为
。
(1)求
关于
的函数关系式;
(2)点A在线段PQ的什么位置时,矩形
的面积有最大值?并求出最大值。
【观察与思考】把“点A在线段PQ上”,用代数
方法
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(即数量关系)
表示出来,进而建立
关于
的函数关系式。
解:(1)P,Q分别为直线
与
轴、
轴的交点。
点P的坐标为(4,0),点Q的坐标为(0,8),
点A的坐标为
),且
,
(注:“这是点A在线段PQ上,且不与P,Q重合”的代数方法
的表示)
,
,
。
(2)
,
时,S有最大值8。
时,点A的坐标为(2,4),恰为PQ的中点。
当点A为线段PQ的中点时,矩形
的面积最大,最大值为8。
【说明】在解答本题的过程中,相关结论的“代数表示法”和“几何表示法”的相互转换,起着极为重要的作用。
例2 如图,直线
与
轴的交于点
,以
为边向右作正方形
,延长
交直线于点
,以
为边继续作正方形
,…重复以上过程,得到点列
,
,
,
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
(1)求出点
,
的坐标;
(2)写出
的坐标。
【观察与思考】关键是找到
的坐标和
坐标的关系,
的坐标与
坐标的关系……从中获得规律,而这就要充分
利用
,
,
在直线
上和正方形四边相等这些条件。
解:(1)
坐标为(0,1),而
,
,
∽
,
,
。
EMBED Equation.3 的坐标为
)。
从上可知:
类似地有:
,即
,
在
中,
,
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 的坐标为
。
(2)归纳可知:
的坐标为
。
例3 如图,抛物线
与
轴交于点A,
轴上的点B的坐标为(0,2)。过点B的一条直线与抛物线交于点P和点Q,过P和Q分别作
轴的垂线,垂足为
。
(1)求证:
,
;
(2)判断
的形状。
【观察与思考】对于(1),应特别注意点P,Q在抛物线上的表示
方法,并用恰当的方法求出PB,PS的长。
对于(2),应借助(1)的结果和图形的特殊。
解:(1)设点P的坐标为
,则
。
作
于点H,则
。
。同理可得
。
(2)
,
,
。
。
,
是直角三角形。
例4 如图,在直角坐标平面内,函数
是常数)的图象经过
),其中
。过点A作
轴垂线,垂足为C,过点B作
轴垂线,垂足为D,连结
。
(1)若
的面积为4,求出点B的坐标;
(2)求证:
;
(3)当
时,求直线AB的函数解析式。
【观察与思考】由点
在双曲线上,故可求得双曲线的解析式。
对于(1),B点的坐标为
,用
的面积去构造关于
的方程求解。
对于(2),设
相交于点E,可通过去证
来推得
;
对于(3),实际上由
去构造关于B点坐标的方程,求得了B点的坐标。AB的解析式就易得。
解:(1)
函数
是常数),图象经过
,
。据题意,可得B点的坐标为
,
D点的坐标为
,设
交于点E,E点的坐标为
,
EMBED Equation.3 ,
。
的面积为4,即
,解得
,
点B的坐标为
。
(2)证明:据题意,点C的坐标为(1,0),
,
EMBED Equation.3 ,易得
。
∽
EMBED Equation.3 ,
。
(3)解:
,
当
时,有两种情况:
①当
时,四边形
是平行四边形。
由(2)得,
,
,得
。
点B的坐标为(2,2)。
设直线AB的函数解析式为
,把点A,B的坐标代入,得
解得
直线AB的函数解析式是
。
②当AD与BC所在直线不平行时,四边形
是等腰梯形,
则
EMBED Equation.3 点B的坐标为(4,1)。
设直线AB的函数解析式为
,把点A,B的坐标代入,得
解得
直线AB的函数解析式是
。
综上所述,所求直线AB的函数解析式是
或
。
【说明】在本题的解法中,充分体现了恰当运用双曲线的性质,点B在该双曲线上的表示方法,以及相关几何图形的性质和有关数量。
例5如图(1),已知平面直角坐标系
中,点
),
)为两动点,其中
,连结
,
。
(1)求证:
;
(2)当
时,抛物线经过A,B两点且以
轴为对称轴,求抛物线对应的二次函数的关系式;
(3)在(2)的条件下,设直线AB交
轴于点F,过点F作直线
交抛物线于P,Q两点,问是否存在直线
,使
?若存在,求出直线
对应的函数关系式;若不存在,请说明理由。
【观察与思考】对于(1),应从
出发,去构造分别以
为边的相似三角形;
(1)
对于(2),由
这一附加条件求出
的值,易得所求
抛物线的解析式;
对于(3),由
去构造P点坐标的方程。
解:(1)作
轴于C点,
于D点,如图(1`)
点坐标分别为
,
,
又
,
∽
,
(1`)
,
(2)由(1)得,
,又
,
。
即
,
又
,
,
A点坐标为(2,6),B点的坐标为
,易得抛物线解析式为
。
(3)直线AB为
,且与
轴交于F(0,4)点,
。
假设存在直线
交抛物线于P,Q两点,且使
,如图(1`)的所示,
则有
,作
轴于点M,
轴于点N,
在抛物线
上,
设P坐标为
,
则
,
∽
,
,
EMBED Equation.3 ,
,
点坐标为
,
Q点在抛物线
上,
,解得
,
坐标为
,Q坐标为
,
易得直线
为
。
根据抛物线的对称性可得
另解为
。
【说明】Ⅰ、在本题(3)中,用
表示P点在抛物线
上,而当推得Q点的坐标为
, 则由Q点在该抛物线上,得
,就体现着函数图象“形数结合”的本质含义,准确地运用这一点,是这类题目获解的关键。
Ⅱ、由本题的解可以看出,方程的作用何其大、何其广。问题(1)(2),(3)的解,不都是借助于方程吗?
Ⅲ、在本题中,特别是(1)和(3),方程的构造都是通过直角三角形和三角形的相似,因此,这两项几何计算的法宝堪称几何向代数转化的中介与桥梁。
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
A
B
E
M
F
N
正常水位
C
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
3
4
2
1
甲
乙
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���(分)
� EMBED Equation.3 ���(升)
� EMBED Equation.3 ���
10
30
80
100
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
B
A
C
Q
P
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
M
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
S
R
H
B
Q
A
P
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
A
D
B
C
E
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
A
B
F
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
A
B
F
P
D
M
N
C
- 1 -
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