初三数学期末急救:二次函数实际应用(最大利润)易错题合集与避坑指南 | 星火网:典型例题精讲
适用年级
初三
难度等级
⭐⭐⭐
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最近更新
2025-12-22
💡 阿星精讲:二次函数实际应用(最大利润) 的核心避坑原理
- 概念重塑:阿星说,求最大利润就像扔一块石头,你想知道它飞得最高的那一点在哪里,而不是它飞得最远的那一点。很多同学列出利润函数 \( y = ax^2 + bx + c \) 后,眼睛就死死盯着式子里的数字,比如那个“40”,然后想都不想就把 \( x=40 \) 代进去算。这就像石头还在天上飞呢,你就问“它落地了吗?”——完全搞错了时机!我们关心的是顶点,顶点坐标的横坐标公式 \( x = -\frac{b}{2a} \) 就是我们找到“最高点”的雷达。所以,看见二次函数,第一反应必须是:开口方向确定最值,顶点坐标锁定位置!
- 避坑口诀:利润函数二次方,先看开口朝哪向。最大值要找顶点,\( x=-\frac{b}{2a} \) 是秘方。定义范围须盯紧,代入计算别慌张。
⚠️ 90%的学生都会踩的3大“陷阱”
- ❌ 陷阱一(概念混淆型):将“涨价 \( x \) 元”直接等同于“售价 \( x \) 元”,或者将函数中的系数 \( b \) 误认为是顶点横坐标。✅ 正解:明确变量 \( x \) 的实际意义(是涨价额、降价额还是销售量)。顶点横坐标必须用公式 \( x_v = -\frac{b}{2a} \) 计算得出。
- ❌ 陷阱二(视觉误导型):列出复杂的利润表达式后,被一堆数字迷惑,忘记考虑自变量的实际意义取值范围(定义域)。求得顶点横坐标后,不检验它是否在合理范围内。✅ 正解:列式前先确定 \( x \) 的范围(如 \( x \ge 0 \),且保证销量、成本等非负)。求出顶点后,第一件事就是判断顶点是否在定义域内。若不在,最值在边界取得。
- ❌ 陷阱三(计算粗心型):在使用顶点公式 \( x = -\frac{b}{2a} \) 时,符号出错,尤其是当 \( a \) 或 \( b \) 为负数时。或者求出顶点横坐标后,代入原函数求最值时计算错误。✅ 正解:代入公式时,将 \( a, b \) 连同它们的符号作为整体代入。计算时分步进行,并养成验算习惯。
🔥 经典易错题精讲(附 SVG 图解)
【易错题1:概念陷阱】 某商品进价为每件40元,当售价为每件60元时,每天可卖出100件。市场调查发现:售价每降低1元,每天可多卖出10件。为了每天获得最大利润,售价应定为多少元?
💀 错误率:85%
❌ 常见错误:设售价降低 \( x \) 元,利润为 \( y \) 元。则单件利润为 \( (60 - x - 40) = (20 - x) \) 元,销量为 \( (100 + 10x) \) 件。列式:\( y = (20 - x)(100 + 10x) = -10x^2 + 100x + 2000 \)。学生看到系数 \( b=100 \),容易想当然地认为 \( x=100 \) 时利润最大。
✅ 阿星解析:
- 正确列式已得:\( y = -10x^2 + 100x + 2000 \)。
- 这里 \( x \) 是降低的钱数。求最大值,找顶点。\( a = -10, b = 100 \)。顶点横坐标 \( x_v = -\frac{b}{2a} = -\frac{100}{2 \times (-10)} = -\frac{100}{-20} = 5 \)。
- 所以,当降价5元时,利润最大。此时售价为 \( 60 - 5 = 55 \) 元。
- 警惕:题目问的是“售价”,不是“降价额”。最后一步转换必不可少!利润函数顶点对应的是降价5元,不是售价5元,也不是涨价。
图解:抛物线展示了利润随降价额的变化。红色虚线交点才是真正的顶点(最大值点),而右侧灰色的点(对应x=100)是错误的想法。记住,最大值在顶点,不一定在端点。
【易错题2:思维陷阱】 某网店销售一款商品,成本为20元/件。当销售单价为30元时,日销售量为500件。经测算,销售单价每上涨1元,日销售量减少20件。设销售单价上涨 \( x \) 元(\( x \) 为正整数),该商品的日销售利润为 \( y \) 元。网店要求日销售利润不低于8000元,求销售单价的取值范围。
💀 错误率:90%
❌ 常见错误:学生能正确列出函数:单利 \( (30 + x - 20) = (10 + x) \) 元,销量 \( (500 - 20x) \) 件,则 \( y = (10 + x)(500 - 20x) = -20x^2 + 300x + 5000 \)。求出顶点 \( x_v = -\frac{300}{2\times(-20)} = 7.5 \)。因为 \( x \) 是整数,所以取 \( x=7 \) 或 \( x=8 \) 时利润最大(约为 \( y=6125 \) 元)。然后错误地解不等式 \( -20x^2 + 300x + 5000 \ge 8000 \),发现无解,于是得出结论“无法达到8000元”。
✅ 阿星解析:
- 关键陷阱:“日销售利润不低于8000元”是一个要求,但我们先要看看最大利润是多少。通过计算,最大利润约6125元,它本身就小于8000元。
- 这意味着,无论单价怎么定,日利润都不可能达到8000元。题目中的“要求”成了一个空条件。
- 所以,这道题的答案不是求一个范围,而是要下结论:该商品的日销售利润不可能达到8000元,或者说“不存在这样的销售单价”。
- 避坑指南:遇到“不低于/不超过某值”求范围时,先确定函数的最值,看这个“某值”是否在函数值域内。如果不在,答案可能是“无解”或“全体实数”,而不是一个数值范围。
【易错题3:大题陷阱】 某工厂生产并销售某种产品,每件成本20元。调查发现:当售价为30元时,月销量为400件;售价每涨1元,月销量减少10件;售价每降1元,月销量增加20件。已知月库存成本(与产量相关)为 \( 0.5 \times (月销量) \) 元。设售价调整额为 \( x \) 元(上涨为正,下降为负)。
- 求月利润 \( y \)(元)关于 \( x \)(元)的函数关系式。
- 工厂希望月利润不低于6750元,求售价调整额 \( x \) 的取值范围。
💀 错误率:95%
❌ 常见错误:
- 忽略“库存成本”,利润表达式列错。
- 未区分“涨价”和“降价”时销量变化规律不同,只用一个表达式。
- 第(2)问中,求出对称轴后,没有结合自变量的实际意义(售价、成本、销量非负)确定 \( x \) 的定义域,直接解不等式。
✅ 阿星解析:
- 分段列式是关键!
- 当 \( x \ge 0 \)(涨价或不变)时:售价 \( (30+x) \) 元,单件毛利润 \( (30+x-20) = (10+x) \) 元。销量 \( (400 - 10x) \) 件。库存成本 \( 0.5 \times (400 - 10x) \) 元。总利润:\( y_1 = (10+x)(400-10x) - 0.5(400-10x) = (10+x-0.5)(400-10x) = (9.5+x)(400-10x) = -10x^2 + 305x + 3800 \)。同时需满足 \( 400-10x \ge 0 \) 即 \( x \le 40 \)。
- 当 \( x \le 0 \)(降价)时:售价 \( (30+x) \) 元,单件毛利润 \( (10+x) \) 元(注意,x为负)。销量 \( (400 - 20x) \) 件(因为x为负,-20x为正,销量增加)。库存成本 \( 0.5 \times (400 - 20x) \) 元。总利润:\( y_2 = (10+x)(400-20x) - 0.5(400-20x) = (10+x-0.5)(400-20x) = (9.5+x)(400-20x) = -20x^2 + 210x + 3800 \)。同时需保证售价 \( 30+x \ge 20 \)(不低于成本)即 \( x \ge -10 \)。
- 求范围,先定最值,再结合定义域。
- 对于涨价部分 \( y_1 = -10x^2 + 305x + 3800 \),\( 0 \le x \le 40 \)。对称轴 \( x_{v1} = -\frac{305}{2\times(-10)} = 15.25 \),在定义域内。最大值 \( y_{1max} \approx 6120.625 \)。
- 对于降价部分 \( y_2 = -20x^2 + 210x + 3800 \),\( -10 \le x \le 0 \)。对称轴 \( x_{v2} = -\frac{210}{2\times(-20)} = 5.25 \),不在定义域 \( [-10, 0] \) 内。抛物线开口向下,所以在定义域内,\( x \) 越大,\( y_2 \) 越大。当 \( x=0 \) 时,\( y_2 = 3800 \);当 \( x=-10 \) 时,\( y_2 = -20\times100 + 210\times(-10) + 3800 = -2000 -2100 + 3800 = -300 \)。
- 综上,整个工厂的月利润最大值约为6120.625元(涨价15.25元时)。
- 题目要求“月利润不低于6750元”,但我们的最大利润只有6120.625元 < 6750元。因此,无论如何调整售价,都无法使月利润达到或超过6750元。第(2)问的答案是:不存在这样的 \( x \) 值。
🚀 易错专项训练(你能全对吗?)
第一关:火眼金睛(判断对错 5题)
- 对于利润函数 \( y = -5x^2 + 100x - 300 \),因为 \( b=100 \),所以当 \( x=100 \) 时利润最大。
- 在求最大利润问题时,求出顶点横坐标 \( x = -\frac{b}{2a} \) 后,任务就完成了,不用再代入求纵坐标。
- 如果利润函数 \( y = ax^2 + bx + c \) 的顶点横坐标 \( x_v = 15 \),那么实际售价一定是增加(或减少)了15元。
- 当利润函数自变量的实际取值范围(定义域)不包含顶点时,最值一定在定义域的端点取得。
- 若商品每涨价1元,销量减少5件,则涨价 \( x \) 元后的销量可以表示为 \( (初始销量 - 5x) \) 件。
第二关:防坑演练(填空 5题)
- 某商品售价为50元时,可卖200件。售价每涨1元,少卖4件。设涨价 \( x \) 元,总利润为 \( y \) 元(成本为30元/件)。则利润函数为 \( y = \) ______。为获最大利润,应涨价 ______ 元,此时售价为 ______ 元。
- 一工厂生产产品,年固定成本为10万元,每生产百台产品,需增加可变成本 \( 0.5x^2 \) 万元(\( x \) 为百台数)。若产品年销售收入 \( R(x) = 10x - 0.5x^2 \)(万元),则年利润函数 \( L(x) = \) ______(万元)。要使年利润最大,应生产 ______ 百台产品。(提示:利润=收入-总成本,总成本=固定成本+可变成本)
- 某水果店销售苹果,进价5元/千克。若按10元/千克卖,每天能卖50千克。售价每降0.5元,每天可多卖10千克。设降价 \( n \) 个0.5元,日利润为 \( y \) 元。则 \( y \) 关于 \( n \) 的函数关系式为 ______。降价 ______ 个0.5元(即降价 ______ 元)时,日利润最大。
- 从第3题的函数关系式来看,该函数自变量的实际意义定义域应满足 ______。(写出一个关键不等式即可)
- 某商场促销,利润函数为 \( y = -2x^2 + 80x + 600 \),其中 \( x \) 为让利金额(元),且 \( 0 \le x \le 30 \)。则让利 ______ 元时,利润最大,为 ______ 元。
答案与详细解析
第一关:火眼金睛
- 错。 最大利润在顶点处,\( x_v = -\frac{b}{2a} = -\frac{100}{2\times(-5)} = 10 \)。
- 错。 顶点横坐标是取最值时自变量的值,必须代入函数求出最大利润值(纵坐标)。
- 不一定。 要明确 \( x \) 代表什么。如果 \( x \) 代表售价本身,那么售价是15元;如果 \( x \) 代表涨(降)价额,那么售价是(原价 ± 15)元。
- 对。 对于开口向下的抛物线,若定义域是一个闭区间且顶点不在区间内,函数在该区间的单调性一致,最值在端点取得。
- 对。 这是对销量变化关系的正确表述。
第二关:防坑演练
- \( y = (20 + x)(200 - 4x) = -4x^2 + 120x + 4000 \)。应涨价 \( x_v = -\frac{120}{2\times(-4)} = 15 \) 元,售价为 \( 50 + 15 = 65 \) 元。
- 总成本 \( C(x) = 10 + 0.5x^2 \)。利润 \( L(x) = R(x) - C(x) = (10x - 0.5x^2) - (10 + 0.5x^2) = -x^2 + 10x - 10 \)。\( a=-1, b=10 \),应生产 \( x_v = -\frac{10}{2\times(-1)} = 5 \)(百台)。
- 降价 \( n \) 个0.5元,则售价为 \( (10 - 0.5n) \) 元,单件利润 \( (10 - 0.5n - 5) = (5 - 0.5n) \) 元,销量 \( (50 + 10n) \) 千克。\( y = (5 - 0.5n)(50 + 10n) = -5n^2 + 25n + 250 \)。降价 \( n_v = -\frac{25}{2\times(-5)} = 2.5 \) 个0.5元。由于 \( n \) 通常取整数?需验证。当 \( n=2 \) 时,\( y=280 \);当 \( n=3 \) 时,\( y=280 \)。所以降价2或3个0.5元(即降价1元或1.5元)时,利润最大,为280元。(此题考察定义域为整数时,顶点非整数情况下的最值判断)
- 售价需大于进价:\( 10 - 0.5n > 5 \),即 \( n < 10 \)。同时销量非负:\( 50 + 10n \ge 0 \),恒成立。通常还要求 \( n \ge 0 \)。所以关键不等式是 \( 0 \le n < 10 \) 且 \( n \) 可能为整数。
- 函数 \( y = -2x^2 + 80x + 600 \) 的顶点 \( x_v = -\frac{80}{2\times(-2)} = 20 \),在定义域 \( [0, 30] \) 内。所以让利20元时利润最大,\( y_{max} = -2\times(20)^2 + 80\times20 + 600 = 1400 \) 元。
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