内容正文:
二次函数中的线段、面积问题
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类型1 二次函数中的线段问题
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图(1)
例1 一题多问如图(1),抛物线
与 轴交于 , 两点,与 轴交于点 ,作直线 ,
点 是直线 上方的抛物线上一动点,过点 作 轴
的平行线,交直线 于点 ,交 轴于点 ,设点
的横坐标为 .
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(1)用含 的代数式表示 的长,并求 长的最大值.
[答案] 易求直线 的表达式为 .
点 的横坐标为 , 轴,
, ,
,
当 时, 的长最大,最大值为2.
(2)当 时,直接写出 的值.
[答案] .
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(3)过点 作 于点 ,求 周长的最大值.
[答案] 易知 ,
,
的周长 ,
当 的长最大时, 的周长最大,最大值为
.
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提分技法
解决二次函数中线段长的最大值问题的方法
方法一(利用二次函数的性质求解):
1.找出与所求线段密切相关的“横平竖直”的线段,并求出两者的数量关系(若图中未给出这样的“横平竖直”的线段,则需要作辅助线);
2.设出未知数(通常设一个与所求线段密切相关的点的横坐标);
3.用含未知数的代数式表示出“横平竖直”的线段的长,继而表示出所求线段的长;
4.利用二次函数的性质求最值.
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方法二(利用函数与方程的关系求解):
1.过所求线段在抛物线上运动的端点作另一端点所在直线(记为已知直线)
的平行线,记为直线 ;
2.设出直线 的表达式,并与抛物线的表达式联立,根据直线 与抛物线有且
只有一个交点时直线 与已知直线的距离最大,可求得直线 的表达式;
3.利用题中条件求直线 与已知直线的距离,即可求得所求线段的最大值.
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解决二次函数中图形周长最大问题的方法
解决此类问题时,应利用转化思想,即先观察图形,结合题目弄清楚图形各边与其中一边(一般为“横平竖直”的边)的数量关系,再求周长与该“横平竖直”的边的数量关系,即将求周长的最大值问题转化为求线段长的最大值问题.
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(4)如图(2),连接 交直线 于点 ,求 的最大值.
图(2)
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[答案] 易求 .
过点 作 轴,交 于点 ,则 .
易证 , ,又
, 当 时, 取得最大值,
的最大值为 .
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图(3)
(5)如图(3),点 为直线 上一动点,连接 ,
,求 的最小值.
[答案] 作点 关于直线 的对称点 ,则点 的坐标为
.
连接 交 于点 ,当点 与点 重合时,
的值最小,最小值为 的长,此时
.
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类型2 二次函数中的面积问题
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例2 一题多问 如图(1),抛物线 与 轴交于 , 两点,
与 轴交于点 ,直线 经过点 ,交 轴于点 ,且与抛物线交于另
一点 ,点 是直线 上方的抛物线上的一动点,连接 , ,设点
的横坐标为 .
图(1)
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(1)点 的坐标为_ _____,点 的坐标为_________.
(2)求 面积的最大值.
[答案] 方法一:过点 作 轴,交直线 于点 ,则
.
,
的最大值为27.
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方法二:过点 作直线 ,当直线 与抛物线有一个公共点时,点 到
直线 的距离最大,即 最大.
设此时直线 的表达式为 ,直线 与 轴的交点为 ,则方程
有两个相等的实数根,据此求得 的值为6, ,
的最大值为 .
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提分技法
求二次函数中三角形面积最大值问题的常见方法
方法一:设动顶点的横坐标为 ,用含 的代数式表示出三角形的面积,再
利用二次函数的性质求三角形面积的最大值.
方法二:找到所求三角形三边中的定边,过动顶点作平行于这条定边的平行
线,当平行线和抛物线有且只有一个交点时,三角形的面积最大.
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三角形面积最大值问题的相关结论
本例中, 取得最大值时,点 的位置和点 , 关系密切.当点 的横
坐标与线段 中点的横坐标相同,即 时, 最大.
(3)连接 ,当 时,求点 的横坐标.
[答案] 过点 作直线 的平行线,交抛物线于点 , ,当点 与点
或 重合时, .
易求直线 的表达式为 .
令 ,解得 ,故符合题意的点 的横坐标为 .
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图(2)
(4)如图(2),连接 , ,过点 作 轴的平行线 ,分
别交折线 、线段 于点 , ,当 的面积被直线
分为 的两部分时,求点 的横坐标