典例2(2024·扬州高邮一模)某市计划利用现有的一段“L”字形的古城墙(用粗线ABC表示)和总长为280 m的仿古城墙围建一个“日”字形的展览馆DBEF(细线表示仿古城墙,展览馆中间GH也是用仿古城墙隔开). 已知AB⊥BC,AB = 60 m,BC = 20 m.
(1)如图①,若点D在线段AB上,点E在线段BC的延长线上,所围成的展览馆DBEF的面积为4 800 m²,求DF的长.
(2)如图②,若点D在线段BA的延长线上,点E在BC的延长线上,则当DF的长为多少时,展览馆DBEF的面积最大?最大面积为多少平方米?

(1)如图①,若点D在线段AB上,点E在线段BC的延长线上,所围成的展览馆DBEF的面积为4 800 m²,求DF的长.
(2)如图②,若点D在线段BA的延长线上,点E在BC的延长线上,则当DF的长为多少时,展览馆DBEF的面积最大?最大面积为多少平方米?
答案
典例2(1)设$DF = x$ m,则$DF = GH = BE = x$ m. $\because$ $BC = 20$ m,$\therefore$ $CE = BE - BC=(x - 20)$ m. $\because$ 点D在线段AB上,$\therefore$ $EF = BD = 280 - 2x-(x - 20)=(300 - 3x)$ m. $\because$ $AB = 60$ m,$\therefore$ $EF\leq60$ m,即$300 - 3x\leq60$,解得$x\geq80$. 由矩形的面积公式,得$x(300 - 3x)=4800$. 整理,得$x^{2}-100x + 1600 = 0$. 解得$x_{1}=80$,$x_{2}=20$(不合题意,舍去). $\therefore$ DF的长为80 m. (2)设展览馆DBEF的面积为$S$ $m^{2}$,$DF = x$ m,则$DF = GH = BE = x$ m. $\because$ $BC = 20$ m,$\therefore$ $CE = BE - BC=(x - 20)$ m. $\because$ 点D在线段BA的延长线上,$\therefore$ $EF = BD=\frac{1}{2}[60 + 280 - 2x-(x - 20)]=(180-\frac{3}{2}x)$ m. 易知$180-\frac{3}{2}x>60$,解得$x<80$. $\because$ 点E在BC的延长线上,$\therefore$ $x>20$. $\therefore$ $20<x<80$. 由矩形的面积公式,得$S=(180-\frac{3}{2}x)x=-\frac{3}{2}x^{2}+180x=-\frac{3}{2}(x - 60)^{2}+5400$. $\because$ $-\frac{3}{2}<0$,$\therefore$ 当$x = 60$时,S取得最大值,最大值为5400. $\therefore$ 当DF的长为60 m时,展览馆DBEF的面积最大,最大面积为5400 $m^{2}$.
典例3(2023·无锡)某景区旅游商店以20元/千克的价格采购一款旅游食品,加工后出售,销售价格不低于22元/千克,不高于45元/千克. 经市场调查发现每天的销售量y(千克)与销售价格x(元/千克)之间的函数关系如图所示.
(1)直接写出y与x之间的函数表达式.
(2)当销售价格定为多少时,该商店销售这款食品每天获得的利润最大?最大利润为多少?

(1)直接写出y与x之间的函数表达式.
(2)当销售价格定为多少时,该商店销售这款食品每天获得的利润最大?最大利润为多少?
答案
典例3(1)当$22\leq x\leq30$时,设y与x之间的函数表达式为$y = kx + b$. 将$(22,48)$,$(30,40)$代入,得$\begin{cases}22k + b = 48,\\30k + b = 40,\end{cases}$解得$\begin{cases}k = -1,\\b = 70.\end{cases}$ $\therefore$ y与x之间的函数表达式为$y = -x + 70$. 当$30<x\leq45$时,设y与x之间的函数表达式为$y = mx + n$. 将$(30,40)$,$(45,10)$代入,得$\begin{cases}30m + n = 40,\\45m + n = 10,\end{cases}$解得$\begin{cases}m = -2,\\n = 100.\end{cases}$ $\therefore$ y与x之间的函数表达式为$y = -2x + 100$. 综上所述,y与x之间的函数表达式为$y=\begin{cases}-x + 70(22\leq x\leq30),\\-2x + 100(30<x\leq45).\end{cases}$ (2)设每天获得的利润为w元. 当$22\leq x\leq30$时,$w=(x - 20)(-x + 70)=-x^{2}+90x - 1400=-(x - 45)^{2}+625$. $\because$ $-1<0$,$22\leq x\leq30$,$\therefore$ 当$x = 30$时,w取得最大值,为$-(30 - 45)^{2}+625 = 400$. 当$30<x\leq45$时,$w=(x - 20)(-2x + 100)=-2x^{2}+140x - 2000=-2(x - 35)^{2}+450$. $\because$ $-2<0$,$30<x\leq45$,$\therefore$ 当$x = 35$时,w取得最大值,为450. $\because$ $450>400$,$\therefore$ 当销售价格定为35元/千克时,该商店销售这款食品每天获得的利润最大,最大利润为450元.
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