内容正文:
专题02 二次函数中常见最值问题
本专题为二次函数常考的最值问题,分成六种类型,共24小题,帮助学生们对二次函数最值常考题型的理解和应用
一、基础最值
1.飞机着陆后滑行的距离s(单位:m)关于滑行的时间t(单位:s)的函数解析式是s=60t﹣1.5t2,那么飞机着陆后滑行的最远距离为( )
A.600m B.400m C.300m D.200m
【解答】解:∵s=60t﹣1.5t2=﹣1.5(t﹣20)2+600,
∴当t=20时,s取得最大值,最大值为600,
∴飞机着陆后滑行的最远距离为600m,
故选:A.
2.在二次函数中,函数值y与自变量x的部分对应值如下表:
x
……
1
…
y
…
0
…
则当时的最小值为 .
【解答】解:由表格可知,和时均有,
∴对称轴为:
观察表格,时,即顶点为,
设二次函数的顶点式为:
由表格中,,代入顶点式得:
,
即,
解得 ,
∴二次函数解析式为,
∴当时,y有最大值0,开口向下,越远离对称轴的函数值越小,
,
当时,取得最小值,为.
故答案为:.
3.若,则的最大值是 .
【解答】解:∵,
∴,
∴;
∴当时,有最大值为;
故答案为:.
4.函数的最小值为 .
【解答】解:
令,
则
∵,
∴当时,y有最小值,
故答案为.
二、范围内最值
1.已知二次函数,当时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵,
∴二次函数的开口向上,对称轴为直线,当时,取得最小值为,
∵,
∴当时,,当时,,
∴当时,的取值范围是,
故选:C.
2.若函数当时,该函数的最小值是( )
A.1 B.3 C.4 D.7
【解答】解:∵,
∴,
∴抛物线开口向上,对称轴为,
∴当时,该函数取最小值,.
故选B.
3.已知函数,当时,有最大值5,最小值1,则m的取值范围是 .
【解答】解:∵,
∴当时,y有最小值为1,
把代入表达式,得,
解得:,
∵当时,有最大值5,最小值1,
∴,
故答案为:.
4.在平面直角坐标系中,已知抛物线.
(1)当时,求抛物线顶点坐标;
(2)在(1)的条件下,把二次函数的图象向左平移1个单位,得到新的二次函数图象,当时,求新的二次函数的最大值与最小值;
(3)已知和是抛物线上两点,若对于,,都有,求的取值范围.
【解答】(1)解:当时,抛物线的解析式为,
,
该抛物线的顶点为;
(2)解:由题意知,抛物线的解析式,
当抛物线向左平移1个单位,抛物线的解析式为,
即,
抛物线开口向上,对称轴为直线,
当时,
时,二次函数有最大值,最大值为:,
时二次函数有最小值,最大值为:;
(3)解:抛物线的对称轴为:直线,
当时,抛物线开口向上,对称轴右侧,y随x的增大而增大,
若对于,,都有,
则,
∴,
∴;
当时,抛物线开口向下,对称轴右侧,y随x的增大而减小,
对称轴为:直线,
∴在抛物线上的对称点为,
若对于,,都有,
则,
的取值范围为:或.
三、含参最值
1.当时,二次函数的最大值为8,则 .
【解答】解:的对称轴为直线,
当时,在内,
当时,取最大值8,代入解析式得:
,
,
;
当时,在内,
当时,取最大值8,代入解析式得:
,
,
.
故答案为:或.
2.在平面直角坐标系中,若抛物线在时的最大值为3,则a的值为( )
A.或 B.或 C. D.
【解答】解:∵,
∴抛物线的对称轴是直线,
∵抛物线在时的最大值为3,
当时,开口向上,
∴在时,,y有最大值为,
∴,
∴,
当时,开口向下,
∴在时,,y有最大值为,
∴,
∴,
综上所述或.
故选:B.
3.已知抛物线的顶点坐标为.
(1)求b,c的值,并写出函数表达式;
(2),在该抛物线上:
①当点M关于抛物线对称轴的对称点为N时,求M的坐标;
②若,当时,该二次函数的最大值是最小值的2倍,求m的值.
【解答】(1)解:由题意得,,,
∴
∴二次函数为或.
(2)解:①由题意得,解得.
∴,
∴.
②∵,
∴,
∴.
(ⅰ)当时,当时函数取到最大值,最小值是9,
∴,
得,
(ⅱ)当时,当时函数取到最大值,时函数取到最小值,
∴,
∴,
∴
综上所述,m的值为或.
4.已知抛物线经过点和点.
(1)求此抛物线的解析式及顶点坐标;
(2)当自变量x满足时,求y的取值范围;
(3)将此抛物线沿x轴平移m个单位后,当自变量x满足时,y的最小值为5,求m的值.
【解答】(1)解:将点和点代入中得,
,解得:,
∴,
∵,
∴顶点坐标为;
(2)解:∵,
∴二次函数对称轴为:,
∵,
∴此时函数有最小值,
∵自变量x满足时,
当时,,
当时,,
∴自变量x满足时,y的取值范围为:;
(3)解: ①设此抛物线沿x轴向右平移m个单位后解析式为(),
对称轴为
当,即时,当时,y有最小值,不合题意;
当,即时,当自变量满足时,y随x的增大而减小,
由可知y无最小值,不合题意;
②设此抛物线沿x轴向左平移m个单位后解析式为(),
对称轴为,
∵当自变量满足时,的最小值为5,
∴,即,
此时时,,即,
解得:(舍去),
综上所述:的值为.
四、线段,面积的最值
1.在平面直角坐标系中,抛物线与y轴交于点A,经过点,直线l经过点A,B.
(1)求直线l的表达式;
(2)点是抛物线上一点,其中,过点M作垂直于x轴的直线,交直线l于点N,判断线段的长有无最大值,若有,求出最大值;若无,说明理由.
【解答】(1)解:∵抛物线与y轴交于点A,经过点,
∴,,
∴,
设直线l的表达式为,
把,代入得,
解得:,
∴直线l的表达式为;
(2)∵过点作垂直于x轴的直线,交直线l于点N,
∴点N的纵坐标为,点M的纵坐标为,
∵抛物线开口向上,抛物线与直线l交于点,,
∴当时,点N在点M的上方,
∴,
∴线段的长有最大值,最大值为.
2.如图,直线与轴,轴分别交于点,抛物线经过两点.
(1)求抛物线的函数表达式
(2)若是直线下方的抛物线上一动点(不与点重合),过点作轴的平行线交直线于点,设点的横坐标为.用含的代数式表示线段的长,并求线段的长的最大值.
【解答】(1)解:∵直线与轴,轴分别交于点,
∴,
∵经过两点,
∴,解得:,
∴.
(2)解:设,
∵过点作轴的平行线交直线于点,
∴,
∴.
∵,
∴当时,线段的长的最大值为4.
3.如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求抛物线解析式;
(2)点是抛物线对称轴上的一个动点,连接、,求出周长的最小值时点的坐标;
(3)若点是第四象限抛物线上的动点,求面积的最大值以及此时点的坐标;
【解答】(1)解:∵抛物线与x轴交于、两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:;
(2),
∴抛物线的对称轴为,
当时,,
如图所示:连接交对称轴于点,则周长的最小;
∵、两点关于对称,
∴抛物线的对称轴为直线
当时,,
∴
∵,,
设直线的解析式为,
则,解得:,
∴直线的解析式为,
当时,
∴
(3)如图2所示:设,
过点作轴,交于点,
设直线的解析式为,
∵,
∴,
解得:,
直线的解析式为:,
∴,
∴,
∴
∵,
∴当时,,面积的最大值为,此时.
五、线段和差最值
1.如图所示,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,且,点、是直线上的两个动点,且(点在点的上方),则的最小值是 .
【解答】解:点是抛物线与轴交点,
点的坐标为,
,
点的坐标为,
,
,
抛物线解析式为,
抛物线对称轴为直线,
令,则,
解得或,
点的坐标为,
取,连接,,,
,
又,
四边形是平行四边形,
,
点,关于直线对称,
,
,
当、、三点共线时,最小,最小为,即此时最小,
,
四边形的最小值为.
故答案为:.
2.如图,已知拋物线经过,,三点,直线是拋物线的对称轴,点M是直线上的一个动点,当最短时,点M的坐标为 .
【解答】解:连接交抛物线的对称轴于M,则最短,
设直线的解析式为,
将,代入,得,解得,
∴直线的解析式为,
∵抛物线经过、,
∴抛物线的对称轴为直线,
当时,,
∴点M坐标为,
故答案为:.
3.如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线(b,c是常数)交于A、B两点,点A在x轴上,点B在y轴上.设抛物线与x轴的另一个交点为点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线对称轴上的一个动点,当的值最小时,求点M的坐标;
【解答】(1)解:∵直线与坐标轴交于A、B两点,
当,则;当,则,解得,
∴,,
代入和到,得,
解得:,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:抛物线的解析式为,
∴抛物线的对称轴为,
∵抛物线与x轴的交点为A、C两点,点M是抛物线对称轴上的一个动点,
∴,
∴,
∴当三点共线时,的值最小;
如图,连接交对称轴于点M,
代入到,则,
∴点M的坐标为.
4.如下图,正比例函数的图象与抛物线相交于点.
(1)求与的值.
(2)已知抛物线的顶点是,若是轴上的一个动点,求当最小时点的坐标.
【解答】(1)解:将代入正比例函数,解得:,
点的坐标为,
将代入,得:,解得:.
(2)解:由(1)得:抛物线,
抛物线的对称轴是,顶点是,
点C关于x轴的对称点的坐标为.
如图,连接交轴于点,此时最小.
设直线的表达式是,
把,代入,
得:,解得:,
直线的表达式是.
令,则,解得:,
点的坐标是.
六、应用题中的最值
1.某市精准扶贫工作已进入攻坚阶段.贫困户张大爷在某单位的帮扶下,把一片坡地改造后种植了优质水果篮莓,今年正式上市销售.在销售的30天中,第一天卖出20千克,为了扩大销量,采取了降价措施,以后每天比前一天多卖出4千克.第x天的售价为y元/千克,y关于x的函数解析式为:y
且第12天的售价为32元/十克,第26天的售价为25元/千克.已知种植销售蓝莓的成本是18元/千克,每天的利润是W元(利润=销售收入﹣成本).
(1)m= ,n= ;
(2)求销售蓝莓第几天时,当天的利润最大?最大利润是多少?
(3)在销售蓝莓的前20天中(不包含第20天),当天利润不低于870元的共有多少天?
【解答】解:(1)当第12天的售价为32元/千克,代入y=mx﹣76m得,
32=12m﹣76m,
解得m,
当第26天的售价为25元/千克时,代入y=n,
则n=25,
故答案为:m,n=25;
(2)由(1)第x天的销售量为20+4(x﹣1)=4x+16,
当1≤x<20时,
W=(4x+16)(x+38﹣18)=﹣2x2+72x+320=﹣2(x﹣18)2+968,
∴当x=18时,W最大=968,
当20≤x≤30时,W=(4x+16)(25﹣18)=28x+112,
∵28>0,
∴W随x的增大而增大,
∴当x=30时,W最大=952,
∵968>952,
∴当x=18时,W最大=968.
答:销售蓝莓第18天时,当天利润最大,最大为968元.
(3)当1≤x<20时,令﹣2x2+72x+320=870,
解得x1=25,x2=11,
∵抛物线W=﹣2x2+72x+320的开口向下,
∴11≤x≤25时,W≥870,
∴11≤x<20,
∵x为正整数,
∴有9天利润不低于870元,
∴当天利润不低于870元的天数共有9天.
2.一位运动员推铅球,铅球运行过程中离地面的高度y(米)关于水平距离x(米)的函数解析式为,如果铅球落到地面时运行的水平距离为10米,那么铅球刚出手时离地面的高度是 米.
【解答】解:∵铅球落到地面时运行的水平距离为10米,
∴抛物线经过点(10,0),
∴10210+c=0,
解得:c,
∴yx2x,
当x=0时,y.
∴铅球刚出手时离地面的高度是米.
故答案为:.
3.如图,有长为12m的篱笆,现一面利用墙(墙的最大可用长度a为5m)围成中间隔有一道篱笆的长方形花圃,设花圃的宽AB为xm,面积为Sm2.
(1)求S与x的函数关系式及x值的取值范围;
(2)要围成面积为9m2的花圃,AB的长是多少米?
(3)当AB的长是多少米时,围成的花圃面积最大?
【解答】解:(1)由题意,得:BC=12﹣3x,
∴S=AB⋅BC=x(12﹣3x)=﹣3x2+12x;
∵0<BC≤5,
即0<12﹣3x≤5,
解得:,
∴x值的取值范围为:;
(2)当S=9时,
即﹣3x2+12x=9,
解得:x1=1,x2=3,
∵,
∴x=3,
即AB的长是3米;
(3)S=﹣3x2+12x=﹣3(x﹣2)2+12,
∵a=﹣3<0,抛物线开口向下,对称轴为:x=2,
∴抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,
∵,
∴当时,S取的最大值,最大值为:,
∴当AB的长是米时,围成的花圃面积最大.
4.【问题背景】某商品的生产成本为每件20元.经过市场调研发现,这种商品在未来40天内的日销售量m(件)与时间t(天)的关系如表所示:
时间t/天
1
3
6
10
36
…
日销售量m/件
94
90
84
76
24
…
未来40天内,前20天每天的销售单价y1t+25(1≤t≤20,且t为整数),后20天每天的销售单价y2(元/件)与时间t(天)的函数关系式为y2t+40(21≤t≤40,且t为整数).
【问题解决】
(1)根据表中所给数据,用初中所学函数知识直接写出一个m(件)与t(天)之间的函数关系式;
(2)预测未来40天中哪一天的日销售利润最大?最大销售利润是多少?
(3)在实际销售的前20天中,公司决定每件商品让利a元(a<4),通过销售记录发现.前20天中日销售利润随时间t(天)的增大而增大,直接写出a的取值范围.
【解答】解:(1)∵根据表格知道日销售量与时间t是均匀减少的,
∴确定m与t是一次函数关系,设函数关系式为:m=kt+b,
∴当t=1,m=94;当t=3,m=90,
∴,
解得:,
∴m=﹣2t+96 (1≤t≤40,且t为整数);
(2)设日销售利润为W元,当1≤t≤20时,W=(﹣2t+96)(t+25﹣20)(t﹣14)2+578(1≤t≤20),
∵0,
∴当x=14时,W有最大值578元;
当21≤t≤40时,W=(﹣2t+96)(40﹣20)=(t﹣44)2﹣16 (21≤t≤40),
∵1>0,
∴当t=21时,W有最大值513元,
∵578>513,
综上所述,当t=14时日获利润最大,且为578元;
(3)W=(﹣2t+96)(t+25﹣20﹣a)t2+(14+2a) t+480﹣96a,
∴函数W的图象为开口向下的抛物线,其对称轴为t=14+2a,
∵1≤t≤20,且t为整数,W随t的增大而增大,
∴t=14+2a≥20,
解得a≥3,
又∵a<4,
∴3≤a<4,
∴a的取值范围是3≤a<4.
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专题02 二次函数中常见最值问题
本专题为二次函数常考的最值问题,分成六种类型,共24小题,帮助学生们对二次函数最值常考题型的理解和应用
一、基础最值
1.飞机着陆后滑行的距离s(单位:m)关于滑行的时间t(单位:s)的函数解析式是s=60t﹣1.5t2,那么飞机着陆后滑行的最远距离为( )
A.600m B.400m C.300m D.200m
2.在二次函数中,函数值y与自变量x的部分对应值如下表:
x
……
1
…
y
…
0
…
则当时的最小值为 .
3.若,则的最大值是 .
4.函数的最小值为 .
二、范围内最值
1.已知二次函数,当时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.若函数当时,该函数的最小值是( )
A.1 B.3 C.4 D.7
3.已知函数,当时,有最大值5,最小值1,则m的取值范围是 .
4.在平面直角坐标系中,已知抛物线.
(1)当时,求抛物线顶点坐标;
(2)在(1)的条件下,把二次函数的图象向左平移1个单位,得到新的二次函数图象,当时,求新的二次函数的最大值与最小值;
(3)已知和是抛物线上两点,若对于,,都有,求的取值范围.
三、含参最值
1.当时,二次函数的最大值为8,则 .
2.在平面直角坐标系中,若抛物线在时的最大值为3,则a的值为( )
A.或 B.或 C. D.
3.已知抛物线的顶点坐标为.
(1)求b,c的值,并写出函数表达式;
(2),在该抛物线上:
①当点M关于抛物线对称轴的对称点为N时,求M的坐标;
②若,当时,该二次函数的最大值是最小值的2倍,求m的值.
4.已知抛物线经过点和点.
(1)求此抛物线的解析式及顶点坐标;
(2)当自变量x满足时,求y的取值范围;
(3)将此抛物线沿x轴平移m个单位后,当自变量x满足时,y的最小值为5,求m的值.
四、线段,面积的最值
1.在平面直角坐标系中,抛物线与y轴交于点A,经过点,直线l经过点A,B.
(1)求直线l的表达式;
(2)点是抛物线上一点,其中,过点M作垂直于x轴的直线,交直线l于点N,判断线段的长有无最大值,若有,求出最大值;若无,说明理由.
2.如图,直线与轴,轴分别交于点,抛物线经过两点.
(1)求抛物线的函数表达式
(2)若是直线下方的抛物线上一动点(不与点重合),过点作轴的平行线交直线于点,设点的横坐标为.用含的代数式表示线段的长,并求线段的长的最大值.
3.如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求抛物线解析式;
(2)点是抛物线对称轴上的一个动点,连接、,求出周长的最小值时点的坐标;
(3)若点是第四象限抛物线上的动点,求面积的最大值以及此时点的坐标;
五、线段和差最值
1.如图所示,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,且,点、是直线上的两个动点,且(点在点的上方),则的最小值是 .
2.如图,已知拋物线经过,,三点,直线是拋物线的对称轴,点M是直线上的一个动点,当最短时,点M的坐标为 .
3.如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线(b,c是常数)交于A、B两点,点A在x轴上,点B在y轴上.设抛物线与x轴的另一个交点为点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线对称轴上的一个动点,当的值最小时,求点M的坐标;
4.如下图,正比例函数的图象与抛物线相交于点.
(1)求与的值.
(2)已知抛物线的顶点是,若是轴上的一个动点,求当最小时点的坐标.
六、应用题中的最值
1.某市精准扶贫工作已进入攻坚阶段.贫困户张大爷在某单位的帮扶下,把一片坡地改造后种植了优质水果篮莓,今年正式上市销售.在销售的30天中,第一天卖出20千克,为了扩大销量,采取了降价措施,以后每天比前一天多卖出4千克.第x天的售价为y元/千克,y关于x的函数解析式为:y
且第12天的售价为32元/十克,第26天的售价为25元/千克.已知种植销售蓝莓的成本是18元/千克,每天的利润是W元(利润=销售收入﹣成本).
(1)m= ,n= ;
(2)求销售蓝莓第几天时,当天的利润最大?最大利润是多少?
(3)在销售蓝莓的前20天中(不包含第20天),当天利润不低于870元的共有多少天?
2.一位运动员推铅球,铅球运行过程中离地面的高度y(米)关于水平距离x(米)的函数解析式为,如果铅球落到地面时运行的水平距离为10米,那么铅球刚出手时离地面的高度是 米.
3.如图,有长为12m的篱笆,现一面利用墙(墙的最大可用长度a为5m)围成中间隔有一道篱笆的长方形花圃,设花圃的宽AB为xm,面积为Sm2.
(1)求S与x的函数关系式及x值的取值范围;
(2)要围成面积为9m2的花圃,AB的长是多少米?
(3)当AB的长是多少米时,围成的花圃面积最大?
4.【问题背景】某商品的生产成本为每件20元.经过市场调研发现,这种商品在未来40天内的日销售量m(件)与时间t(天)的关系如表所示:
时间t/天
1
3
6
10
36
…
日销售量m/件
94
90
84
76
24
…
未来40天内,前20天每天的销售单价y1t+25(1≤t≤20,且t为整数),后20天每天的销售单价y2(元/件)与时间t(天)的函数关系式为y2t+40(21≤t≤40,且t为整数).
【问题解决】
(1)根据表中所给数据,用初中所学函数知识直接写出一个m(件)与t(天)之间的函数关系式;
(2)预测未来40天中哪一天的日销售利润最大?最大销售利润是多少?
(3)在实际销售的前20天中,公司决定每件商品让利a元(a<4),通过销售记录发现.前20天中日销售利润随时间t(天)的增大而增大,直接写出a的取值范围.
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