内容正文:
第13讲 二次函数中的最值问题
题型一 线段和周长最值
题型二 面积最值
题型三 区间范围内最值
题型一 线段和(周长)最值
为最值专题中轴对称最值问题解法
例.(2023·贵州黔东南·模拟预测)如图,抛物线与轴交于点,点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在对称轴上找一点,使的周长最小,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)点的坐标为
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出抛物线的对称轴及点C的坐标,作点关于直线的对称点,连接,,则点的坐标为,要使的周长最小,则最小,即最小,设直线的解析式为,求出直线的解析式为,当时,,即为所求.
【详解】(1)解:抛物线与轴交于点,点,
,
,
抛物线解析式为;
(2)解:抛物线解析式为,与轴交于点,
抛物线对称轴为直线,点的坐标为
如图所示,作点关于直线的对称点,连接,,则点的坐标为,
由轴对称的性质可知,
的周长,
要使的周长最小,则最小,即最小,
当、、三点共线时,最小,
设直线的解析式为,
,
,
直线的解析式为,
当时,,
点的坐标为.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,一次函数综合,待定系数法求函数解析式,轴对称最短路径问题等等,正确作出辅助线利用数形结合的思想求解是解题的关键.
1.(2024·江西·一模)已知关于的二次函数的图象的对称轴是直线,其最大值是,经过点,交轴于点,请仅用无刻度直尺按下列要求作图.
(1)在图1中作二次函数图象上的点;
(2)在图2中二次函数图象的对称轴上找一点,使的周长最短.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查二次函数综合题,轴对称图形的画法,抛物线的性质,熟练掌握抛物线的性质以及画对称轴的作图技巧是解题的关键.
()先求出函数解析式,再得出点的具体位置;
()求的周长最小,是固定值,即最小,即找到的对称点,连接另一个点和对称点,点即是与对称轴的交点.
【详解】(1)
根据题意可得:解得:,
即二次函数,
在图上找到点关于对称轴对称的点即是点;
(2)
由()得:,,
令的解析式为,
将点点代入解析式得:,解得:,
的解析式为,
因为点在对称轴上,时,,故点
2.(2024·安徽合肥·一模)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线的对称轴为直线,且与轴相交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图2,点在轴上(在的右侧),且,过点,分别作轴的垂线交抛物线于点,连接,并延长交于点.
①求的长(用含的代数式表示);
②若的面积记作的面积记作,记,则是否有最大值,若有请求出,若没有,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①;②有最大值,最大值为
【分析】本题主要考查了二次函数的图象和性质,求二次函数的解析式:
(1)利用待定系数法解答,即可求解;
(2)①先求出点,点,再直线的解析式,可得点,即可求解;②分别过点作,垂足分别为M,N,则,可得,再根据二次函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴为直线,且与轴相交于点.
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:①∵,
∴,
∴点,
当时,,
∴点,
当时,,
∴点,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴点,
∴;
②有最大值,最大值为,
如图,分别过点作,垂足分别为M,N,则,
∴,
∴,
∵,
∴当时,S取得最大值,最大值为.
3.(2023·山东烟台·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,,与轴于点,连接,为抛物线的顶点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点为直线下方抛物线上的一动点,过作于点,过作轴于点,交直线于点,求的最大值,以及此时点的坐标;
(3)将抛物线沿射线方向平移,平移后的图象经过点,点为的对应点,平移后的抛物线与轴交于点,点为平移后的抛物线对称轴上的一点,且点在第一象限.在平面直角坐标系中确定点,使得以点,为顶点的四边形为以为对角线的菱形,请写出符合条件的点的坐标.
【答案】(1);
(2),;
(3);
【分析】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,二次函数的图象和性质,相似三角形的判定与性质,平移的性质,菱形的性质等知识:
(1)将点代入求解即可得到答案;
(2)求出点C,设直线的解析式为并求出,根据得到的关系,设,则,用表示出距离和,结合二次函数的性质求解即可得到答案;
(3)根据平移点的坐标关系得到平移规律,得到新函数,根据菱形的对称性得到点,关于对称,求解即可得到答案;
【详解】(1)解:抛物线与轴交于点两点,
抛物线的表达式为,即;
(2)解:,令,则,
,
设直线的解析式为,
则,解得,
直线的解析式为,
轴,
轴,
,
,
,
,
,即,
,
,
设,则,
,
当时,最大为2,
的最大值为,此时点的坐标为;
(3)解:原抛物线的表达式为,
将抛物线沿射线方