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文檔簡介
二次函數(shù)求最值方法總結從近幾年的各地中考試卷來看,求面積的最值問題在壓軸題中比較常見,而且通常與二次函數(shù)相結合。在這里以一道中考題為例,介紹幾種不同的解題方法,供同學們參考,都掌握了之后一定會在壓軸題上有一個大的提升。ps.因格式問題,部分上標未能正常顯示,望知悉。1題目如圖1,拋物線y=-x2+bx+c與x軸交于A(1,0),B(-3,0)兩點。(1)求該拋物線的解析式;
(2)設(1)中的拋物線交y軸于C點,在該拋物線的對稱軸上是否存在點Q,使得△QAC的周長最?。咳舸嬖?,求出Q點的坐標;若不存在,請說明理由;(3)如圖2,在(1)中的拋物線上的第二象限上是否存在一點P,使△PBC的面積最大?若存在,求出點P的坐標及△PBC的面積最大值;若沒有,請說明理由。解答:
(1)拋物線解析式為y=-x2-2x+3;
(2)Q(-1,2);下面著重探討求第(3)小題中面積最大值的幾種方法.解法1補形、割形法幾何圖形中常見的處理方式有分割、補形等,此類方法的要點在于把所求圖形的面積進行適當?shù)难a或割,變成有利于表示面積的圖形。方法一如圖3,設P點(x,-x2-2x+3)(-3<x<0).方法二
如圖4,設P點(x,-x2-2x+3)(-3<x<0).(下略.)解法2“鉛垂高,水平寬”面積法如圖5,過△ABC的三個頂點分別作出與水平線垂直的三條直線,外側兩條直線之間的距離叫△ABC的“水平寬”(a),中間的這條直線在△ABC內(nèi)部線段的長度叫△ABC的“鉛垂高(h)”,我們可得出一種計算三角形面積的另一種方法:S△ABC=1/2ah,即三角形面積等于水平寬與鉛垂高乘積的一半。根據(jù)上述方法,本題解答如下:解
如圖6,作PE⊥x軸于點E,交BC于點F.設P點(x,-x2-2x+3)(-3<x<0).∴點P坐標為(-3/2,15/4)解法3切線法若要使△PBC的面積最大,只需使BC上的高最大.過點P作BC的平行線l,當直線l與拋物線有唯一交點(即點P)時,BC上的高最大,此時△PBC的面積最大,于是,得到下面的切線法。解
如圖7,直線BC的解析式是y=x+3,過點P作BC的平行線l,從而可設直線l的解析式為:y=x+b.
=27/8解法4三角函數(shù)法本題也可直接利用三角函數(shù)法求得.解
如圖8,作PE⊥x軸交于點E,交BC于點F,作PM⊥BC于點M.設P點(x,-x2-2x+3)(-3<x<0),則F(x,x+3).從以上四種解法可以看到,本題解題思路都是過點P作輔助線,然后利用相關性質(zhì)找出各元素之間的關系進行求解。二次函數(shù)的最值及其應用一、當自變量不受限制時二次函數(shù)求最值的方法有兩種:1、公式法——代入拋物線的頂點坐標公式對于二次函數(shù)
()
(1)若a>0,當
時,
最小
由于拋物線開口向上,此時無最大值(2)若a<0,當
時,
最大
由于拋物線開口向下,此時無最小值2、配方法——先配方,再利用非負數(shù)的性質(zhì)先配方:
再利用非負數(shù)的性質(zhì):因為
,(當
時,
)所以,(1)若a>0,當
時,
最小
(2)若a<0,當
時,
最大
【注】兩種方法同等重要,第一種方法過程較簡單,結合了拋物線的頂點坐標,是幾何法,體現(xiàn)了數(shù)形結合的思想;第二種方法是代數(shù)法,雖然步驟較麻煩,但卻是處理最值問題的一種常見方法,以后用途非常之廣。【例1】對于二次函數(shù)y=-2x2-4x+1,求其最值【解析】由于a=-2<0,拋物線開口向下,所以無最小值解法一:當
時,
最大2
解法二:配方得:y=-2(x+1)2+3因為-2(x+1)2≤0,(當x=-1時,-2(x+1)2=0)∴當x=-1時,
最大
二、當自變量有限制條件時此時,我們往往考慮三個方面:1、自變量的取值范圍是什么?2、在取值范圍內(nèi),頂點橫坐標(對稱軸)能否取到?3、結合對稱軸,考慮二次函數(shù)增減性以及端點處離對稱軸的水平距離【例2】(例1變式)對于二次函數(shù)y=-2x2-4x+1(1)當-3≤x≤0時,求其最值(2)當-5≤x≤-3時,求其最值【解析】(1)
,而-3≤-1≤0即當x=-1時,y仍有最大值:最大2
由于拋物線開口向下,最小值應在最低點取得,對于x=-3和x=0的兩端點,誰離對稱軸水平距離較遠,誰為最低點。|-3-(-1)|=2,|0-(-1)|=1∴當x=-3時,y取得最小值:
最小2
(2)當x<-1時,y隨x的增大而增大,而給定的自變量取值范圍-5≤x≤-3,包含其中,所以:①當x=-5時,
最小2
②當x=-3時,
最大2
【注】這里自變量的取值范圍是直接給出的,是“顯性”的,所以只需要考慮其他兩個方面就行了【例3】(江蘇南通)已知實數(shù)m,n滿足m-n2=1,則代數(shù)式m2+2n2+4m-1的最小值=______【解析】令y=m2+2n2+4m-1由m-n2=1可得:n2=m-1,代入代數(shù)式可得y=m2+6m-3這樣我們就建立了y關于m的二次函數(shù)。這里需要注意,自變量m的取值范圍并不是全體實數(shù),這是由于m=n2+1≥1y=m2+6m-3=(m+3)2-12當m>-3時,y隨x的增大而增大所以,當m=1時,
最小2
【注】這里極易得到錯誤答案-12,這是因為這里自變量m的取值范圍是隱藏的,是“隱性”的。這就需要我們警惕,在解決函數(shù)最值問題時,自變量的取值范圍是要優(yōu)先考慮的,只有確定了自變量的取值范圍,其最值才能確定,這一點極其重要!【例4】(浙江嘉興)當-2≤x≤1時,二次函數(shù)y=-(x-m)2+m2+1有最大值4,則實數(shù)m的值為(
)
或
或
或或
【解析】這里給出了頂點式,可得頂點坐標為(m,m2+1),但是最大值一定在頂點處嗎?由于對稱軸x=m位置不定,所以要分類討論:①若-2<m<1,當x=m時,
最大2
解得:
或
(與-2<m<1矛盾,故舍去)②若m≤-2,當-2≤x≤1時,y隨x的增大而減小當x=-2時,y取得最大值
最大22
解得:
(與m≤-2矛盾,故舍去)③當m≥1時,當-2≤x≤1時,y隨x的增大而增大當x=1時,y取得最大值
最大22
解得:
綜上所述,
或
,故選C【注】與【例2】【例3】不同,這里對稱軸的位置是不確定的,所以需要進行分類討論三、練習題1、已知二次函數(shù)y=3x2+6x-3(1)求其最值(2)當-2≤x≤1時,求其最值(3)當0≤x≤3時,
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