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微专题5 二次函数综合问题(线段问题、铅锤法求面积问题)
第二十二章 二次函数
预备知识:
★1.用坐标表示平行于y轴的线段长为:y上-y下.若无法确定y
上,y下,可分类讨论,或用绝对值符号处理,即|y1-y2|.
★2.如图,S△GBC= + = .
S△GHC
S△GHB
GH·OB
线段问题
(2024·内蒙古)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y
=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过原点和点A(4,0).经过
点A的直线与该二次函数的图象交于点B(1,3),与y轴交
于点C.
(1)二次函数的解析式是 ,
一次函数的解析式是 ,
点C的坐标是 .
y=-x2+4x
y=-x+4
(0,4)
(2)点P是二次函数图象上的一个动点,当点P在直线AB上
方时,过点P作PE⊥x轴于点E,与直线AB交于点D,设点
P的横坐标为m.请求出m为何值时线段PD的长度最大,并求
出最大值.
解:(2)∵点P在直线AB上方,∴1≤m≤4.
由题知P(m,-m2+4m),D(m,-m+4),
∴PD=yP-yD=-m2+4m+m-4=-m2+5m-4=
-(m- )2+ ,∵-1<0,
∴当m= 时,PD的长度最大,最大值 .
如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的
图象与x轴相交于点A,B,与y轴相交于点C,点B的坐标
为(6,0),对称轴为直线x=4,点M为抛物线上的一个动
点.
(1)求二次函数的解析式;
解:(1)y=x2-8x+12;(过程略)
(2)当点M位于x轴下方的抛物线上时,过点M作x轴的垂
线,交BC于点Q,求线段MQ的最大值.
(2)令x=0,则y=12,∴C(0,12).
令y=0,则x2-8x+12=0,
∴x=6或x=2,∴A(2,0).
设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴ ∴
∴y=-2x+12.
设M(t,t2-8t+12),则Q(t,-2t+12),
则MQ=-2t+12-(t2-8t+12)=-(t-3)2+9.
∵2<t<6,∴当t=3时,MQ有最大值为9.
课堂小结:形如求线段PE长的最值的问题.
处理策略:遇动点,巧设点坐标,表线段.
注意事项:1.设坐标P(x,ax2+bx+c),E设为(x,kx
+b);2.平行于y轴的线段长=y上-y下.
铅垂法解决几何面积最值问题
(2024·徐州)如图,A,B为一次函数y=-x+5的图象
与二次函数y=x2+bx+c的图象的公共点,点A,B的横坐
标分别为0,4.P为二次函数y=x2+bx+c的图象上的动点,
且位于直线AB的下方,连接PA,PB.
(1)求b,c的值;
解:(1)当x=0时,y=-x+5=5,
当x=4时,y=-x+5=1,
则A(0,5),B(4,1),
把(0,5),(4,1) 代入y=x2+bx+c.得 解得
(2)求△PAB的面积的最大值.
(2)由(1)可得y=x2-5x+5,
设P(m,m2-5m+5),如答图,过点P作PE∥OA交AB于点E,
则E(m,-m+5),∴PE=4m-m2,
∴S△ABP= × =-2(m-2)2+8,
∵0<m<4,
∴当m=2时,△PAB的面积最大,最大值为8.
如图,已知直线y= x+4与x轴交于点A,与y轴交于点
C,抛物线y=ax2+bx+4经过A,C两点,且与x轴的另一
个交点为B,对称轴为直线x=-1.
(1)求抛物线的函数解析式;
解:(1)y=- x2- x+4.(过程略)
(2)D是第二象限内抛物线上的动点,设点D的横坐标为
m,求四边形ABCD的面积S的最大值及此时点D的坐标.
(2)如答图,作DF⊥AB于点F,交AC于点E,
则D ,E ,
∴DE=- m2- m+4- =- m2-4m.
∴S△ADC= DE·OA= =-2m2-6m.
∵S△ABC= AB·OC= ×4×4=8,
∴S=S△ADC+S△ABC=-2m2-6m+8=-2(m+ )2+ .
∴当m=- 时,S最大= .
当m=- 时,- m2- m+4=5,
∴D .
课堂小结:函数问题中求几何图形面积的最值.
处理策略:铅垂法切割图形,将面积最值转化为二次函数最
值问题.
注意事项:1.S△= ×底×高= ×铅垂高×水平距离;2.遇
动点需设点坐标.
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