内容正文:
专题八 最值探究问题专题
【专题解读】
最值探究问题大都归于两类基本模型(函数模型和几何模型),其解法有两种:(1)代数解法,通过设未知数,建立函数、方程(组)、不等式等,利用函数的增减性求最值或利用一元二次方程根的判别式、配方法求最值等;(2)几何解法,即将几何中的最值问题转化为基本的几何模型(“将军饮马”模型、“曲柄连杆”模型、垂线段最短、三角形三边关系等)。
【专题讲解】
考点一 几何背景下的最值问题
例1.(2024•河南)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB=3,线段CD绕点C在平面内旋转,过点B作AD的垂线,交射线AD于点E.若CD=1,则AE的最大值为 ,最小值为 .
例2.(2024•长春)【问题呈现】小明在数学兴趣小组活动时遇到一个几何问题:如图①,在等边△ABC中,AB=3,点M、N分别在边AC、BC上,且AM=CN,试探究线段MN长度的最小值.
【问题分析】小明通过构造平行四边形,将双动点问题转化为单动点问题,再通过定角发现这个动点的运动路径,进而解决上述几何问题.
【问题解决】如图②,过点C、M分别作MN、BC的平行线,并交于点P,作射线AP.
在【问题呈现】的条件下,完成下列问题:
(1)证明:AM=MP;
(2)∠CAP的大小为 度,线段MN长度的最小值为 .
【方法应用】某种简易房屋在整体运输前需用钢丝绳进行加固处理,如图③.小明收集了该房屋的相关数据,并画出了示意图,如图④,△ABC是等腰三角形,四边形BCDE是矩形,AB=AC=CD=2米,∠ACB=30°.MN是一条两端点位置和长度均可调节的钢丝绳,点M在AC上,点N在DE上.在调整钢丝绳端点位置时,其长度也随之改变,但需始终保持AM=DN.钢丝绳MN长度的最小值为 米.
考点二 函数背景下的最值问题
例3.(2024•云南)A、B两种型号的吉祥物具有吉祥如意、平安幸福的美好寓意,深受大家喜欢.某超市销售A、B两种型号的吉祥物,有关信息见如表:
成本(单位:元/个)
销售价格(单位:元/个)
A型号
35
a
B型号
42
b
若顾客在该超市购买8个A种型号吉祥物和7个B种型号吉祥物,则一共需要670元;购买4个A种型号吉祥物和5个B种型号吉祥物,则一共需要410元.
(1)求a、b的值;
(2)若某公司计划从该超市购买A、B两种型号的吉祥物共90个,且购买A种型号吉祥物的数量x(单位:个)不少于B种型号吉祥物数量的,又不超过B种型号吉祥物数量的2倍.设该超市销售这90个吉祥物获得的总利润为y元,求y的最大值.
例4.(2024•广安)如图,抛物线yx2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A坐标为(﹣1,0),点B坐标为(3,0).
(1)求此抛物线的函数解析式.
(2)点P是直线BC上方抛物线上一个动点,过点P作x轴的垂线交直线BC于点D,过点P作y轴的垂线,垂足为点E,请探究2PD+PE是否有最大值?若有最大值,求出最大值及此时P点的坐标;若没有最大值,请说明理由.
(3)点M为该抛物线上的点,当∠MCB=45°时,请直接写出所有满足条件的点M的坐标.
【专题训练】
1.(2024•苏州)如图,矩形ABCD中,AB,BC=1,动点E,F分别从点A,C同时出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB,CD向终点B,D运动,过点E,F作直线l,过点A作直线l的垂线,垂足为G,则AG的最大值为( )
A. B. C.2 D.1
2.(2024•乐山)已知二次函数y=x2﹣2x(﹣1≤x≤t﹣1),当x=﹣1时,函数取得最大值;当x=1时,函数取得最小值,则t的取值范围是( )
A.0<t≤2 B.0<t≤4 C.2≤t≤4 D.t≥2
3.(2024•凉山州)如图,⊙M的圆心为M(4,0),半径为2,P是直线y=x+4上的一个动点,过点P作⊙M的切线,切点为Q,则PQ的最小值为 .
4.(2024•内江)如图,在△ABC中,∠ABC=60°,BC=8,E是BC边上一点,且BE=2,点I是△ABC的内心,BI的延长线交AC于点D,P是BD上一动点,连接PE、PC,则PE+PC的最小值为 .
5.(2024•新疆)如图,抛物线与y轴交于点A,与x轴交于点B,线段CD在抛物线的对称轴上移动(点C在点D下方),且CD=3.当AD+BC的值最小时,点C的坐标为 .
6.(2024•贵州)某超市购入一批进价为10元/盒的糖果进行销售,经市场调查发现:销售单价不低于进价时,日销售量y(盒)与销售单价x(元)是一次函数关系,下表是y与x的几组对应值.
销售单价x/元
…
12
14
16
18
20
…
销售量y/盒
…
56
52
48
44
40
…
(1)求y与x的函数表达式;
(2)糖果销售单价定为多少元时,所获日销售利润最大,最大利润是多少?
(3)若超市决定每销售一盒糖果向儿童福利院赠送一件价值为m元的礼品,赠送礼品后,为确保该种糖果日销售获得的最大利润为392元,求m的值.
7. 如图1,一大一小两个等腰直角三角形叠放在一起,M,N分别是斜边DE,AB的中点,DE=2,AB=4.
(1)将△CDE绕顶点C旋转一周,请直接写出点M,N距离的最大值和最小值;
(2)将△CDE绕顶点C逆时针旋转120°(如图2),求MN的长.
8. (2024•湖南)已知二次函数y=﹣x2+c的图象经过点A(﹣2,5),点P(x1,y1),Q(x2,y2)是此二次函数的图象上的两个动点.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)如图1,此二次函数的图象与x轴的正半轴交于点B,点P在直线AB的上方,过点P作PC⊥x轴于点C,交AB于点D,连接AC,DQ,PQ.若x2=x1+3,求证:的值为定值;
(3)如图2,点P在第二象限,x2=﹣2x1,若点M在直线PQ上,且横坐标为x1﹣1,过点M作MN⊥x轴于点N,求线段MN长度的最大值.
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