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二次函数与几何图形的最值问题
微素养、专题突破六
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【例1】 如图,已知在△ABC中,∠B=30°,AB+BC=12,设AB=x,△ABC的面积为S.
(1)求面积S关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围.
(2)求S的最大值.
类型1 用二次函数求解几何最值问题
例1题图
类型1 用二次函数求解几何最值问题
例1题答图
【变式】 如图,线段AB=10,点P在线段AB上,在AB的同侧分别以AP,BP为边作正方形APCD和正方形BPEF,M,N分别是EF,CD的中点,则MN的最小值是______.
类型1 用二次函数求解几何最值问题
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类型2 线段(和差)长度的最值问题
类型2 线段(和差)长度的最值问题
类型2 线段(和差)长度的最值问题
类型2 线段(和差)长度的最值问题
√
类型2 线段(和差)长度的最值问题
类型2 线段(和差)长度的最值问题
1.周长是4 m的矩形,它的面积S(m2)与一边长x(m)之间的函数图象大致是
A. B.
C. D.
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√
2.如图,直线y=kx+b(k,b为常数)分别与x轴、y轴交于点A(-4,0),B(0,3),抛物线y=-x2+2x+1与y轴交于点C,点E在抛物线y=-x2+2x+1的对称轴上移动,点F在直线AB上移动,则CE+EF的最小值是
A.1.4 B.2.5
C.2.8 D.3
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√
3.如图,在平面直角坐标系中,点A在抛物线y=x2-2x+2上运动.过点A作AC⊥x轴于点C,以AC为对角线作矩形ABCD,连结BD,则对角线BD长的最小值为_____.
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4.如图,在平面直角坐标系中,菱形OABC的顶点A在x轴的正半轴上,顶点C的坐标为(4,3),D是抛物线y=-x2+6x上一点,且在x轴上方,则△BCD面积的最大值为______.
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5.在平面直角坐标系中,△ABC的位置如右图所示,已知A(0,4),B(-1,1),C(1,1),二次函数y=x2+(1-2a)x+a2(a为实数)的图象经过点(-1,m).
(1)当m=-1时,求a的值.
(2)当抛物线的顶点在BC上时,求m的值.
(3)若抛物线的顶点在△ABC内部,求a的取值范围.
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本课结束!
解:(1)如图,过点A作AD⊥BC于点D.
在△ABD中,∵∠ADB=90°,∠B=30°,
∴AD=AB=x,
∴S=BC·AD=(12-x)·x=-x2+3x,
∴面积S关于x的函数表达式为S=-x2+3x(0<x<12).
(2)当x=6时,S最大=-×62+3×6=9.
【例2】 如图,两条抛物线y1=-x2+4,y2=-x2+bx+c相交于A,B两点,点A在x轴的负半轴上,且为抛物线y2的最高点.
(1)求抛物线y2的函数表达式和点B的坐标.
(2)点C是抛物线y1上A,B之间的一点,过点C作x轴的垂线交y2于点D,求线段CD长的最大值.
解:(1)当y1=0,即-x2+4=0时,解得x=2或x=-2.
又点A在x轴的负半轴上,∴A(-2,0).
∵点A(-2,0)是抛物线y2的最高点,
∴-=-2,即b=-.
把A(-2,0)代入y2=-x2-x+c,得c=-,
∴抛物线y2的函数表达式为y2=-x2-x-.
由得或
∵A(-2,0),∴B(3,-5).
(2)由题意得,
CD=y1-y2=-x2+4-,
即CD=-x2+x+,
当x=时,CD最大=-×+×+=5.
【例3】 如图,已知抛物线y=-x2+px+q的对称轴为直线x=-3,过其顶点M的一条直线y=mx+n与该抛物线的另一个交点为N(-1,1).若要在y轴上找一点P,使得PM+PN的值最小,则点P的坐标为
A.(0,2) B.
C. D.
【解析】 如图,作点N关于y轴的对称点N′,连结MN′交y轴于点P,此时PM+PN的值最小.
将点N的坐标代入抛物线表达式,并联立对称轴公式,得
解得
∴y=-x2-6x-4=-(x+3)2+5,
∴M(-3,5).
点N关于y轴的对称点为点N′(1,1),
设直线MN′的表达式为y=kx+b(k≠0),
将点M,N′的坐标代入直线表达式,得
解得
∴直线MN′的表达式为y=-x+2,
当x=0时,y=2,即P(0,2).
解:(1)当m=-1时,二次函数y=x2+(1-2a)x+a2(a为实数)的图象经过点(-1,-1),∴-1=(-1)2-(1-2a)+a2,解得a1=a2=-1,∴a的值为-1.
(2)∵抛物线y=x2+(1-2a)x+a2的顶点在BC上,B(-1,1),C(1,