专题13 动态几何中的函数关系建立与最值(3大题型,压轴题专项训练)2026年中考数学(全国通用)
2026-05-26
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 函数,图形的变化 |
| 使用场景 | 中考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.33 MB |
| 发布时间 | 2026-05-26 |
| 更新时间 | 2026-05-26 |
| 作者 | ZYSZYSZYSZYS |
| 品牌系列 | 学科专项·压轴题 |
| 审核时间 | 2026-04-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57513059.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以四步解题法(设参-转化-建式-求解)为核心,系统构建动态几何与函数结合的最值问题解决体系,强化参数思想与几何转化的逻辑链,培养抽象能力与模型意识。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|解题方法总述|策略框架|四步解题法:精准设参(单参数优先)、几何转化建函数(化折为直/割补法)、依函数性质求最值(二次函数顶点/参数范围验证)、回代验证|从参数表示动态几何量到函数建模,形成“几何问题代数化”推理链|
|压轴题型专练|3题型各5题|分题型提炼:线段用距离公式、周长拆分定动长、面积用定基动高/割补法,均转化为整式函数|针对线段/周长/面积最值,对应不同几何转化技巧与函数类型|
|综合实战演练|10题|综合应用四步法,强化参数范围与函数性质结合|覆盖抛物线背景下动态问题高频考法,提升复杂情境推理能力|
内容正文:
专题13 动态几何中的函数关系建立与最值
目 录
模块一、解题方法总述
模块二、压轴题型专练
题型01 利用动点参数的函数求动态几何中线段最值问题
题型02 利用动点参数的函数求动态几何中周长最值问题
题型03 利用动点参数的函数求动态几何中面积最值问题
模块三、综合实战演练
一、利用动点参数的函数求动态几何中最值问题的解题策略:
一、第一步:精准设参,用参数表示所有相关几何量
设参是基础,优先选单参数(减少运算量),根据动点轨迹选择设参方式,确保所有动态量都能由该参数表示,静态量直接代入。
1. 按动点轨迹设参(中考高频)
· 动点在坐标轴/直线上:设动点横坐标为 ,代入直线解析式得纵坐标;
· 动点在抛物线上:设动点横坐标为 ,代入二次函数解析式得纵坐标;
· 动点在定线段/圆弧上:可设线段比例为参数。
2. 设参原则
· 不设多参数:同一问题中仅设 1 个核心参数,所有动态量均用其表示,避免未知数过多;
· 参数范围明确:根据动点的几何边界,确定参数的取值范围(如动点在线段 上,参数 需满足 ),为后续求最值限定范围。
二、第二步:转化几何最值目标,建立参数函数关系式
将要求最值的几何量(线段长、面积、周长等),通过几何定理、公式转化为关于参数的函数,这是解题核心,建式时紧扣几何性质,保证推导无偏差。
1. 不同最值目标的建式方法
· 线段长最值:用两点间距离公式表示线段长,若为线段和/差,先通过几何模型(将军饮马、隐形圆)转化为单一线段,再用距离公式建式;
例:动点 到定点 的距离 ,化简为关于 的函数;
· 面积最值:用割补法/公式法表示面积,将面积拆分为含参数的底和高的乘积;
例:三角形面积用 ,底为定长时,高用参数表示;不规则图形割补为三角形/矩形,再表示各边;
· 周长/线段和最值:先通过几何转化(如将军饮马作对称)消去“折线段”,转化为单一线段或可表示的连续线段,再用参数表示各段长度求和。
2. 建式关键
· 几何转化优先:建式前先利用几何性质简化最值目标(如垂线段最短、化折为直),避免直接建式导致函数过于复杂;
· 化简函数:将含根号、分式的函数化简为整式函数(如二次函数 ),方便后续求最值(二次函数为中考高频)。
三、第三步:根据函数类型,结合性质求最值(含参数范围验证)
建立关于参数 的函数 后,根据函数类型(一次、二次、反比例),结合函数性质 + 参数取值范围求最值,注意顶点是否在参数范围内,这是避免错解的关键。
中考高频函数类型及最值求法
1. 二次函数(,)—— 最核心
· 先求顶点横坐标:;
· 最值判定:
0. 若顶点横坐标 在参数取值范围内:
· 时,函数在顶点处取最小值 ;
· 时,函数在顶点处取最大值 ;
0. 若顶点横坐标不在参数范围内:
· 根据二次函数的增减性,在参数范围的端点处取最值(左端点或右端点)。
2. 一次函数(,)
· 无顶点,根据斜率 的符号判断增减性:
· ,函数随 增大而增大,在参数范围右端点取最大值,左端点取最小值;
· ,函数随 增大而减小,在参数范围左端点取最大值,右端点取最小值。
3. 反比例函数(,)
· 结合双曲线的增减性,在参数取值范围内的端点处取最值,注意反比例函数在单个区间内单调。
关键:参数范围的严格验证
所有最值均需在动点的几何边界对应的参数范围内求解,即使函数的顶点最值再优,若顶点参数超出范围,该最值无效,需取区间端点的最值。
四、第四步:回代参数,还原几何最值结果
求出函数的最值时的参数值 后,需做两步还原:
1. 将 回代到动点设参式中,得到动点的具体坐标(即几何最值的取点位置);
1. 将 回代到函数关系式中,得到几何量的最值(如线段长的最小值、面积的最大值);
最终作答时,需同时写出最值点坐标 + 几何量的最值,保证几何问题的完整性。
题型01 利用动点参数的函数求动态几何中线段最值问题
1.如图1,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,直线经过两点.
(1)求点与点的坐标;
(2)求抛物线的表达式;
(3)如图2,若点为第四象限抛物线上一动点,过点作轴,轴分别交直线于点,求的最大值;
(4)如图3,将二次函数的图象沿轴向上翻折形成“”图象,将直线向上平移个单位长度得到直线,若与“”图象有两个交点,直接写出的取值范围.
【答案】(1);
(2)
(3)
(4)或
【分析】(1)利用直线与坐标轴的交点特征,求点、坐标.令直线中,可求得点的横坐标;令,可求得点的纵坐标.
(2)将点、的坐标代入抛物线解析式,得到关于、的方程组,解方程组即可求出抛物线的表达式.
(3)先证明,将求的最大值转化为求的最大值.设点的坐标,根据轴得到点的坐标,进而用含的代数式表示出的长度,构造二次函数并求其最大值,从而得到的最大值.
(4)先求出原抛物线沿轴翻折后的“”型函数解析式,再写出直线向上平移个单位后的直线解析式.通过分析直线过点、点的临界情况,以及直线与翻折后抛物线相切的临界情况,来确定的取值范围.
【详解】(1)解:直线与轴交于点,
令,得,
,
,
直线与轴交于点,
令,得,
;
(2)解:抛物线过、,
,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(3)解:在中,,,
是等腰直角三角形,
,
轴,轴,
,,
是等腰直角三角形
,
,
设,其中
轴,点在直线上,
,
,
二次函数的开口向下,对称轴为,
当时,,
;
(4)解:令中,,得,
解得或,
∴点,
抛物线,
沿轴翻折后的解析式为(),
设直线向上平移个单位得到直线:,
如图,当直线过点时,
,
,
如图,当直线过点时,
,
,
如图,当直线与翻折后的抛物线相切时,
联立方程得,
,
,
,
解得,
的取值范围为或.
2.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴相交于点,与y轴相交于点,并与x轴交于另一点C(点C在点A的右侧).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)连接,若点P是抛物线上一动点,且点P在第二象限内,过点P作轴于D,交于点E,当点P运动到什么位置时,线段最长?求此时的值.
【答案】(1)
(2)当时,线段有最大值是4,此时
【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
(2)先利用待定系数法求得直线的函数表达式,然后设,表示出点和的坐标,进而得到关于t的二次函数表达式,利用二次函数的性质即可求得最值.
【详解】(1)解:抛物线经过、两点,
,
解得,
抛物线的函数表达式为.
(2)解:设直线的函数表达式为,
将、两点代入,得,
解得,
直线的函数表达式为;
设,
,,
,
当时,线段有最大值是4,此时,
∴此时.
3.在平面直角坐标系中,抛物线交轴于、两点(点在点左侧),交轴正半轴于点,且.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点在点下方的轴上,点在第一象限的抛物线上,若是以为斜边的等腰直角三角形,求点的坐标;
(3)如图2,已知动点在抛物线上,为的三等分点且靠近点,作轴交抛物线于点.设点的横坐标为,线段的长为.
①求出关于的函数解析式;
②当时,直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)①;②或或或
【分析】(1)由得,得,把B的坐标代入得,求出a的值即可;
(2)解:设,则,过E作于F,根据等腰直角三角形的性质可求出,,则,然后把E的坐标代入求解即可;
(3)①根据相似三角形的判定与性质求出M的坐标,根据轴求出N的坐标,然后求出,分三种情况讨论即可;
②分或,讨论,分别求出抛物线于直线,的交点坐标,然后画出草图,数形结合求解即可.
【详解】(1)解:当时,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
代入,得,
解得,
∴;
(2)解:设,
∵,
∴,
过E作于F,
∵是以为斜边的等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∵点在第一象限的抛物线上,
∴,
解得,(不符合题意,舍去),
∴;
(3)解:当时,解得,,
∴,
当P和B重合时,,
∴,
∵为的三等分点且靠近点,
∴,
∴,此时M、N重合,
当P和C重合时,、都在y轴上,则P和N重合,
设,
当时,如图,过P作轴于H,设与x轴相交于G,
则轴,
又轴,
∴,
∴,
∴,
∵为的三等分点且靠近点,
∴,
∴,
解得,,
∴,
∵轴,
∴N的横坐标为,
∵N在抛物线上,
∴N的纵坐标为,
∴,
∴;
当时,即或时,;
当时,即时,;
当时,(、重合);
综上,;
②当或时,,
时,,解得,
时,,解得,
函数图象草图如图,
由图象可知:当或时,,
当时,,
时,,解得,
时,,解得,
函数图象草图如图,
由图象可知:当或时,,
综上,当或或或时,.
4.如图,已知抛物线顶点,且与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式及其与轴的交点,的坐标;
(2)点是该抛物线上位于第一象限的点,线段交于点,是否存在点,使得的值最大?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),,
(2)存在点,使得的值最大,点的坐标为
【分析】(1)根据顶点坐标设解析式为,把代入,求出可求出抛物线解析式,令,求出的值,即可求出与轴的交点,的坐标;
(2)先求出直线的解析式为,设,则,可得,根据平行证明,可得,利用二次函数的性质即可求出的最大值和点坐标.
【详解】(1)解:∵抛物线顶点,
∴设抛物线的解析式为,
∵抛物线点与轴交于点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为,即.
当时,,
解得:,.
∵点在点的左侧,
∴点A,B的坐标为:,.
(2)解:存在点,使得的值最大,理由如下:
如图,过点P作,交的延长线于点,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为:.
设点的坐标为:,
∵,且点在直线上,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为,
∵时,,
∴此时点的坐标为.
5.如图,抛物线交轴于,,与轴交于点.连接,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若在线段上有点D,使得以点O、A、D为顶点的三角形与相似,求线段的长;
(3)如图2,点为抛物线在第三象限的一个动点,轴于点.交于点,于点,求线段的最大值.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)根据,可知只存在和这两种情况,据此利用相似三角形的性质讨论求解即可;
(3)求出直线的解析式为;证明,可推出;设,则,则可得到,据此可得答案.
【详解】(1)解:∵抛物线交轴于,,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:在中,当时,,
∴,
∵,,
∴,
∴;
∵,
∴只存在和这两种情况,
当时,则,
∴,
∴;
当时,则,
∴,
∴;
综上所述,的长为或;
(3)解:设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为;
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴;
设,则,
∴,
∴,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为.
1.设参:单参数表示动点坐标,明确参数取值范围;
2.转化:单线段直接用距离公式,和/差类先借将军饮马、隐形圆化折为直成单一线段;
3.建式:将线段长表示为参数函数(多为二次),化简消根号;
4.求解:依函数性质(二次看顶点、一次看增减),结合参数范围定最值,回代得动点坐标+线段最值。
题型02 利用动点参数的函数求动态几何中周长最值问题
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过,.直线交x轴于点C,P是直线下方抛物线上的一个动点.过点P作,垂足为D,轴,交于点E.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当的周长取得最大值时,求点P的坐标和周长的最大值.
【答案】(1)
(2),最大值为
【分析】(1)根据待定系数法求二次函数的解析式,即可解决问题;
(2)求出直线的函数表达式,进而得到,设,根据轴可知P、E纵坐标相等,求出E点坐标,进而求出,证明,求出的周长,令的周长为l,根据相似三角形周长比等于线段比得到,进而得到l的函数解析式,根据二次函数的性质作答即可.
【详解】(1)解:由题意可得:,
解得:,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)解:设直线的函数表达式为,
∵,,
∴
解得,
∴直线的函数表达式为,
令,得,
解得,,
∴,
设,其中,
∵点E在直线上,
∴设
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵轴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴的周长为,
令的周长为l,
则
,
∵,
∴当时,△PDE周长取得最大值,最大值为,
当时,,
∴此时点P的坐标为.
2.如图1,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是第一象限内抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为,交直线于点,设点的横坐标为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图2,过点作,垂足为,设周长为C,请求出当周长C取最大值时的值;
(3)点,在函数的图象上,它们的横坐标分别为,,以线段为对角线作矩形,且轴.当矩形与函数的图象有且只有三个公共点时,当矩形的边长度为2时,请直接写出的值为________.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)把,的坐标代入,得到关于、的方程组,进一步可得到抛物线的表达式;
(2)利用待定系数法求出直线的解析式为,设点的横坐标为,则点的横坐标为,可以得到点的纵坐标为,点的纵坐标为,根据点、的坐标求出的周长为,利用可得它们的相似比为,根据相似三角形的周长比等于相似比可得,可得时,周长有最大值;
(3)求解抛物线的对称轴为直线,分情况:如图,当,此时矩形与二次函数图象有三个交点,结合求解,如图,当与顶点重合或在对称轴的右侧时,此时不符合题意,如图,当,此时矩形与二次函数图象有三个交点,结合求解,当与顶点重合或在顶点的左边时,如图,可得时,不符合题意,当时不符合题意,进一步总结即可.
【详解】(1)解:抛物线与轴交于,两点,
,
解得:,
抛物线的解析式为.
(2)解:如图所示,
当时,,
点的坐标为,
设直线的解析式为,
把、代入,
得到:,
解得:,
直线的解析式为,
点的横坐标为,则点的横坐标为,
点的坐标为,点的坐标为,
,
在中,
在中,
,
,
在和中,,,
,
,,
,
,的周长为,
,
,
整理得:,
,
,
∴有最大值,此时.
(3)解:∵点,在函数的图象上,它们的横坐标分别为,,
∴抛物线的对称轴为直线,
如图,当且,
∴,
此时矩形与二次函数图象有三个交点,
∴,
∴,
解得:,(不符合题意),
如图,当与顶点重合或在对称轴的右侧时,
∴,此时不符合题意;
如图,当且,
∴,
此时矩形与二次函数图象有三个交点,
∴,
∴,
解得:,(不符合题意);
当与顶点重合或在顶点的左边时,如图,
此时,
∴,
当时,则,
∴时,不符合题意;
当时,,不符合题意;
综上:或.
3.抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P为第一象限内抛物线上一点,过点P作轴交直线于点Q.过点P作轴于点H,过点Q作轴于点G.当点P位于何处时,四边形的周长最大?最大周长为多少?
【答案】(1)
(2)时,四边形的周长最大,最大周长为
【分析】本题考查了二次函数与几何,正确求出二次函数的解析式,熟练利用二次函数的性质找最值是解题的关键.
(1)利用待定系数法即可解答;
(2)设的横坐标为,则可用表示P的纵坐标,即可得到点的坐标,再表示出四边形的周长,利用二次函数的性质即可解答.
【详解】(1)解:把点,代入,
可得,
解得,
抛物线的表达式为;
(2)解:当时,,
,
设直线的解析式为,
把,代入可得,
,
解得,
直线的解析式为
设,
轴,
的纵坐标为,
代入直线可得,
解得,
,
轴,轴,
,
四边形为矩形,
四边形的周长为,
,
当,即时,四边形的周长最大,最大周长为.
4.已知二次函数与轴交于,与轴交于点两点,作直线.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图,点是直线上方抛物线上的一动点,过D作轴交于点交于点,是否存在一点,使的周长取得最大值,若存在,求出点坐标.若不存在,请说明理由;
(3)在(2)中的周长取得最大值的条件下,点是抛物线对称轴上一动点,点是抛物线上一动点,当以为顶点的四边形是平行四边形时,请求出点的横坐标.
【答案】(1)
(2)当时,取最大值,此时
(3)N点横坐标为或或
【分析】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,等腰直角三角形的性质,平行四边形的性质是解题的关键.
(1)根据交点式求函数的解析式即可;
(2)延长交x轴于点F,可推导出是等腰直角三角形,则的周长,当最大时,的周长取最大值,设,则,,当时,取最大值,此时D点坐标为;
(3)设,,分三种情况讨论:当为平行四边形的对角线时,N点横坐标为;当为平行四边形的对角线时,N点横坐标为;当为平行四边形的对角线时,N点横坐标为.
【详解】(1)解:∵与x轴交于点两点,
∴;
(2)解:延长交x轴于点F,
当时,,
∴,
∴,
∴,
∵轴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴的周长,
∴当最大时,的周长取最大值,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴,
设,则,
∴,
当时,取最大值,此时;
(3)解:∵,
∴对称轴为直线,
设,,
当为平行四边形的对角线时,,
解得,
∴N点横坐标为;
当为平行四边形的对角线时,,
解得,
∴N点横坐标为;
当为平行四边形的对角线时,,
解得-,
∴N点横坐标为;
综上所述:N点横坐标为或或.
5.如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于,两点,点的横坐标为.
(1)求直线和抛物线的解析式;
(2)点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,与直线交于点,连接,设点的横坐标为;
①若点在轴上方,当为何值时,是等腰三角形;
②若点在轴下方,设的周长为,求关于的函数关系式,当为何值时,的周长最大,最大值是多少?
【答案】(1),;
(2)①;②,当时,的周长最大,最大值是.
【分析】(1)用待定系数法求出抛物线和直线解析式;
(2)①当是等腰三角形时,判断出只有,设出点P的坐标用建立方程组求解即可;
②先表示出,然后建立三角形的周长和m的函数关系式,确定出最大值.
【详解】(1)解:直线经过点,
,
,
直线解析式为,
点在此直线上,点的横坐标为,则,
点的纵坐标为,
,
抛物线交于、两点,
,
,
抛物线解析式为.
(2)解:∵点的横坐标为,则设,
∴,
过点作轴的平行线,与直线交于点,则点的纵坐标为,
∴,则,
点,
,
①当点在轴上方时,
,是钝角,
,,
是等腰三角形,
,
,
,
,
,
,
或舍,
当时,是等腰三角形;
②当点P在x轴下方时,,
,
,则,点,
,,
,,
∴的周长
,
∵,
当时,,
当时,的周长最大,最大值是.
1.拆分:分离周长中的定长部分,仅求动线段和的最值;
2.简化:对动线段和用对称、化折为直等几何方法简化;
3.建式:单参表动点,用距离公式表示简化后的动长,建参数函数;
4.求解:求动长最值后叠加定长得周长最值,回代确定动点位置。
题型03 利用动点参数的函数求动态几何中面积最值问题
1.在平面直角坐标系中,将二次函数的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),,经过点A的一次函数的图象与y轴正半轴交于点C,且与抛物线的另一个交点为D,的面积为5.
(1)求抛物线和一次函数的解析式;
(2)抛物线上的动点E在一次函数的图象下方,求面积的最大值,并求出此时点E的坐标;
(3)若点P在x轴上且使为等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1);
(2)的面积的最大值是,此时点坐标为
(3)或或或
【分析】(1)先写出平移后的抛物线解析式,求出点A的坐标,再把点A的坐标代入平移后的抛物线的解析式中可求得的值,由的面积为5可求出点的纵坐标,进而求出点D的坐标,由、的坐标可利用待定系数法求出一次函数解析式;
(2)作轴交于,由构建关于E点横坐标的二次函数,然后利用二次函数的性质即可解决问题;
(3)利用两点间的距离公式得到;再分三种情况:,,,讨论求解即可.
【详解】(1)解:将二次函数的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到的抛物线解析式为,
∵,
∴点的坐标为,
把点A的坐标代入得,,
∴,
∴平移后的抛物线的解析式为,即;
在中,当时,,解得,,
∴,
∴,
∵的面积为5,
∴,
∴,
在中,当时,,
解得,,
∴,
∴,
解得,
∴直线的解析式为;
(2)解:过点作轴交于点,如图,
设,则,
∴,
∴
,
∵,
∴当时,的面积有最大值,最大值是,此时点坐标为.
(3)解:由(1)得,
∴;
当时,则点P的横坐标为或,
∴此时点P的坐标为或;
当时,则点D在的垂直平分线上,
∴的中点的坐标为,
∴点P的横坐标为,
∴点P的坐标为;
当时,设,则,
∴,
解得,
∴点P的坐标为;
综上所述,点P的坐标为或或或.
2.已知二次函数的图像与轴交于、两点(点在点的左边),与轴交于点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)如图1,设抛物线的顶点为点,连接,点是线段上的动点,点为抛物线对称轴上一动点,连接、,求的最小值;
(3)如图2,连接,点为直线上方抛物线上一动点,连接、,交于点.设点的横坐标为,,,.
①求与的函数关系式,并写出的取值范围;
②当的值取最大时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)①;②
【分析】本题考查了待定系数法求函数的解析式、相似三角形的判定与性质、二次函数的最值问题等,熟练掌握相关知识,并作出适当的辅助线转化线段比是解题的关键.
(1)将点A、B的坐标代入抛物线解析式,利用待定系数法求解;
(2)将抛物线解析式化为顶点式,可求顶点的坐标,对称轴,由点,关于抛物线对称轴对称,连接,则,则,过作于,此时线段的长就是的最小值,利用即可求解;
(3)①由等高三角形面积比等于底边之比可得,过点作轴交直线于点,可得,由此求解即可,②根据二次函数的解析式可得当取值最大时,,进而可求点坐标.
【详解】(1)解:依题意得
解得
这个二次函数的表达式为
(2)解:,
,
∴,
点,关于抛物线对称轴对称,连接,则,
要使的值最小,则值最小,当点、、在同一直线上满足条件.
过作于,
点、均为动点
此时线段的长就是的最小值.
∵,
,
∴
(3)解:①,
∴,
令,则,
点,
设直线的解析式为,
则,解得,
直线的解析式为,
过点作轴交直线于点,如图,
设,则,
,
又,
轴,,
,
,
,
②,
当取值最大时,,
,
∴.
3.如图,经过,,的抛物线与y轴交于D,点E在第四象限抛物线上,点F在线段上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当与y轴平行且取最大值时,求点E的坐标;
(3)四边形的面积是否存在最大值?若存在,能否求出点E,F的坐标?若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)四边形的面积存在最大值,此时,此时F为上任意一点.
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)求出直线的解析式,设出点E的坐标,则可表示出点F的坐标,再表示出的长,利用二次函数的性质求解即可;
(3)可证明,则为定值,则可证明当有最大值时,有最大值;根据,推出,仿照(2)求出取得最大值时点E的坐标即可得到答案.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为,
由题意得,,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:在中,当时,,
∴;
设直线的解析式为,则,
解得,
∴直线的解析式为;
设,则,
∴
,
∵,
∴当时,有最大值,
此时,
∴;
(3)解:如图所示,连接,过点E作轴交于点H,
同理可得直线的解析式为,
由(2)得直线的解析式为,
∴,
∴点F到的距离为定值,
∴为定值,
∵,
∴当有最大值时,有最大值;
设,则,
∴
,
∴
,
∵
∴当时,有最大值,即此时有最大值,
由(2)可知,此时,
∴四边形的面积存在最大值,此时,此时F为上任意一点.
4.如图1,已知抛物线与轴交于两点,与轴交于点,直线与抛物线交于两点(点在点的左下方),其中点的坐标为.
(1)求该抛物线的表达式.
(2)直线为抛物线的对称轴.
①在直线上找到一点,使得的周长最小,求出点的坐标;
②如图2,是抛物线上的动点(在线段上方),求四边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)由抛物线与直线都经过轴上的点,可得,再由可得6和是的两个根,根据一元二次方程的根与系数的关系建立方程组即可求解;
(2)①由点,点是定点,可得当取得最小值时,周长取得最小值,利用点与点关于抛物线的对称轴对称,连接即可得点的坐标;
②过点作轴,交于点,先求得的最大值,再由四边形面积即可得四边形面积的最大值.
【详解】(1)解:∵点既是抛物线与轴的交点,又是直线与抛物线的交点,
∴点是直线与轴的交点,
令,则,
解得,
∴,
∵点在抛物线的图象上,
令,则,
∴6和是的两个根,
∴,
解得或(舍去),
∴抛物线的表达式为.
(2)解:①由题意可得,当取得最小值时,周长取得最小值,
∵点与点关于抛物线的对称轴对称,
∴直线与的交点即为点,此时的周长最小,
由(1)知,抛物线的表达式为,对称轴为直线,直线的解析式为,
把代入得,,
∴.
②联立,
解得或,
∴点坐标为,
设点的坐标为,过点作轴,交于点,则
∴
,
∴当时,取得最大值,
∴面积最大值,
∴四边形面积的最大值.
5.如果两个图形不仅相似,而且对应点的连线都经过同一个定点,那么称这两个图形位似,定点叫做位似中心,相似比叫做位似比.图中的抛物线与抛物线位似,它们的顶点是其中一对对应点,它们与轴的交点也是一对对应点,位似中心为坐标原点,位似比为.
(1)求的值;
(2)点P为抛物线上一点;且在点之间(包含点B、点D).
(ⅰ)直线将四边形分为面积相等的两部分,求此时点P的坐标;
(ⅱ)求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)(ⅱ)
【分析】(1)根据已知解析式求出点的坐标,利用待定系数法求抛物线解析式;
(2)(ⅰ)连接,证明,得出,确定当直线平分时,将四边形分为面积相等的两部分,求出直线的解析式为,联立解析式求解即可;
(ⅱ)求出直线的解析式,过点P作轴,交于点Q,设,则,,根据二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴顶点,
当时,,
∴,
∴,
∵位似比为,
∴,
∴,
∴,
∴抛物线的顶点式为,
将代入得,
,
解得,
∴,
∴;
(2)解:(ⅰ)如图所示,
由(1)得,,
∴,
又∵,
∴,
,
∴,
∴当直线平分时,将四边形分为面积相等的两部分,
中点坐标为,
设直线的解析式为,将代入得,,
∴直线的解析式为,
联立,
解得,
∵点在之间,
∴,此时,
∴;
(ⅱ)设直线的解析式为,
将,代入解析式得,
,解得,
∴直线的解析式为.
过点P作轴,交于点Q,
设,则,
∴,
∵
,
∴当时,有最小值,最小值为.
1.定基:优先定底动高/定高动底,无定基则割补拆分图形;
2.表量:单参表动点,用点到直线距离/坐标差表高,或参数表动底;
3.建式:依面积公式将面积转化为参数整式函数(多为二次);
4.求解:结合参数范围,二次函数看顶点是否在范围、一次函数看增减,求面积最值并回代定动点。
1.如图,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C,且B,C两点间的距离为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点E是线段上一点(不与点A,B重合),过点E作轴,交抛物线于点F,过点F作轴,交y轴于点G,求四边形周长的最大值及此时点E的坐标.
【答案】(1)
(2),四边形周长最大值为
【分析】(1)根据B,C两点间的距离为,求得点坐标,由待定系数法即可求解;
(2)分两种情况讨论,即点在线段上,或点在线段上,设,列出四边形周长的表达式,利用二次函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:由题意可得点在轴负半轴,
设,
根据勾股定理可得,
即,
解得(正数舍去),
,
设抛物线的解析式为,
把代入可得
,
解得,
所以抛物线的解析式为;
(2)解:设点,则,
当点在线段上时,
四边形周长,
当时,取得最大值,此时无法组成四边形,故不符合题意;
当点在线段上时,
四边形周长,
当时,四边形周长取最大值,为.
即时,四边形周长最大值为.
2.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点.与y轴交于点C.且点A的坐标为,点C的坐标为.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图甲,若点P是第一象限内抛物线上的一动点.当点P到直线的距离最大时,求点P的坐标;
(3)图乙中,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,是否存在点M使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在;点M的坐标为或或
【分析】(1)将A的坐标,点C的坐标代入,即可得抛物线的解析式为;
(2)过P作轴于D,交于Q,过P作于H,由可得,故,是等腰直角三角形,可证明是等腰直角三角形,即知,当最大时,最大,待定系数法求出直线解析式为,设,则,,故当时,最大,即点P到直线的距离最大,此时;
(3)先求出抛物线的对称轴为直线,设,,而,,分三种情况:①以、为对角线;②以、为对角线;③以、为对角线,分别根据中点坐标公式列出方程,进行求解即可.
【详解】(1)解:将A的坐标,点C的坐标代入得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:过P作轴于D,交于Q,过P作于H,如图所示:
在中,令得:,
解得:或,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵轴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴当最大时,最大,
设直线解析式为,将代入得,
解得:,
∴直线解析式为,
设,则,
∴,
∵,
∴当时,最大为,
∴时,最大,即点P到直线的距离最大,此时;
(3)解:存在,理由如下:
抛物线对称轴为直线,
设,,而,,
①以、为对角线,则、的中点重合,如图:
∴,
解得:,
∴;
②以、为对角线,则、的中点重合,如图所示:
∴,
解得,
∴;
③以、为对角线,则、中点重合,如图所示:
,
解得,
∴;
综上所述,M的坐标为:或或.
3.如图,抛物线与轴交于两点(A在B的左侧),与轴交于点C,点为线段上一个动点(与点不重合),过点D作轴的垂线与线段交于点,与抛物线交于点,连接,与轴交于点.
(1)求三点的坐标;
(2)当点是的中点时,求线段的长;
(3)在点D运动的过程中,探究下列问题:是否存在一点D,使得取得最大值?若存在,求此时的值;若不存在,请说明理由;
【答案】(1),,
(2)
(3)存在一点D使得取得最大值,此时
【分析】(1)根据二次函数解析式即可求出交点坐标.
(2)根据是的中点求出点坐标,进而求出点坐标,利用直线求出点坐标即可求解.
(3)由直线和抛物线可知,当为,时,点坐标为点坐标为,即可求出,,从而得到关于的二次函数解析式,再利用二次函数的性质即可解决最值问题.
【详解】(1)解:在抛物线中,
令,解得,,
点坐标为,点坐标为
令,解得,
点的坐标为
(2)点是的中点,
,
点的坐标为,
设直线的解析式为,将点,代入得:
,解得:
设直线的解析式为,当时,,
点的坐标为,
在抛物线中,当时,,
点的坐标为,
(3)解:存在一点D使得取得最大值,此时
,
点坐标为点坐标为,
由,
,
,
当时,有最大值为.
4.已知抛物线的对称轴在y轴左侧,若将此抛物线向上平移4个单位后,顶点刚好在x轴上.
(1)求b的值;
(2)当时,原函数y的最大值等于12,求m的值;
(3)原抛物线与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,点P为第三象限内抛物线上一点,连接AC,BP交于点D.判断:是否有最大值,如有请求出最大值,如没有请说明理由.
【答案】(1)1
(2)或1
(3)有最大值,最大值为,理由见解析
【分析】(1)将抛物线解析式化为顶点式,得到对称轴与顶点坐标,根据对称轴在y轴左侧得到b的取值范围.求出抛物线平移后顶点的坐标,根据顶点在x轴上列出方程,求解即可;
(2)抛物线的开口向上,对称轴为直线,抛物线上的点离对称轴越远,相应的函数值越大,分两种情况:①若,即,当时,原函数y取得最大值为12;②若,即,当时,原函数y取得最大值为12,分别求解即可;
(3)对于抛物线,分别令,,求得,,.运用待定系数法求出直线的解析式为.设,过点P作轴,交于点M,过点B作轴,交于点N,则,,得到,,根据
,得到,根据相似三角形的性质,结合二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:抛物线,
∴对称轴为直线,顶点坐标为,
∵对称轴在y轴左侧,
∴,即.
∵将抛物线向上平移4个单位后,新抛物线顶点为,即,
∵平移后顶点在x轴上,
∴,解得,,
∵,
∴.
(2)解:由(1)知,则抛物线为,
∴抛物线的开口向上,对称轴为直线,
抛物线上的点离对称轴越远,相应的函数值越大,
①若,即,
当时,原函数y取得最大值为12,
∴,
解得或(不合题意,舍去);
②若,即,
当时,原函数y取得最大值为12,
∴,
解得或(不合题意,舍去);
综上所述,m的值为或1.
(3)解:有最大值,最大值为.理由如下:
对于抛物线,
当时,,解得,,
∴,,
当时,,
∴.
设过点,的直线的解析式为,
∴,解得,
∴直线的解析式为.
∵点P是第三象限抛物线上的一点,
∴设,
过点P作轴,交于点M,过点B作轴,交于点N,
∴,
∵把代入函数,得,
∴,
∴,,
∵轴, 轴,
∴,
∴,
∴,
∴当时,有最大值,最大值为.
5.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线()与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为,且,P为直线上方抛物线上一动点,过点P作轴交于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,当点P为抛物线的顶点时,求线段的长;
(3)如图②,过点P作于点M,设点P的横坐标为t.
①用含t的代数式表示线段的长;
②连接,求四边形面积的最大值,并直接写出此时的长.
【答案】(1)
(2)
(3)①;②四边形面积的最大值为9,
【分析】(1)求出的坐标,待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出顶点的坐标以及的解析式,进而求出点的坐标,即可得出结果;
(3)①先求出的长,解直角 ;②利用分割法求出四边形面积,利用二次函数的性质求出最值,进而求出此时的值,代入①中代数式求出的长即可.
【详解】(1)解:∵点A的坐标为,且,
∴,,
∴,
设抛物线的解析式为,把代入,得,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴设直线的解析式为,把,代入,得,
解得,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:①∵,
∴,
∴,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
由题意,,,
∴,
∴;
②由题意,四边形面积
,
∴当时,四边形的面积最大为,此时.
6.如图,抛物线与x轴相交于A、B两点,与y轴交于点C,其中A点的坐标为,点C的坐标为,对称轴为直线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P在抛物线上,且,求点P的坐标;
(3)设点Q是线段上的动点,作轴交抛物线于点D,求线段长度的最大值.
【答案】(1)
(2)点P的坐标为或
(3)
【分析】本题主要考查了二次函数的解析式求解、二次函数的性质、三角形面积计算、待定系数法求一次函数解析式以及二次函数的最值问题,熟练掌握利用待定系数法求函数解析式、通过二次函数性质求最值的方法是解题的关键.
(1)先根据点A坐标及对称轴得出点B坐标,再利用待定系数法求解可得;
(2)利用(1)得到的解析式,可设点P的坐标为,则点P到的距离为.然后依据列出关于a的方程,从而可求得a的值,继而得点P的坐标;
(3)先求得直线的解析式,设点D的坐标为,则点Q的坐标为,然后可得到与x的函数的关系,最后利用二次函数的性质求最大值即可.
【详解】(1)解:抛物线与x轴的交点,对称轴为直线,
抛物线与x轴的交点B的坐标为,
设抛物线解析式为,
将点代入,得:,
解得,
则抛物线解析式为;
(2)解:根据题意,设点P的坐标为,则点P到的距离为.
,
即,
解得.
当时,点P的坐标为;
当时,点P的坐标为.
点P的坐标为或.
(3)解:设的解析式为,将点A的坐标代入得:,解得,
直线的解析式为.
设点D的坐标为,则点Q的坐标为.
,
当时,有最大值,的最大值为.
7.下面是小颖同学课后反思笔记的部分内容,请认真阅读,并完成相应任务.
2025年12月25日 晴
在学习“特殊平行四边形”的过程中,我们通过菱形的性质得到了菱形面积的新算法,如图1,在菱形中,对角线与相交于点,则菱形的面积为,基本思路如下:
∵四边形是菱形,
∴,
∴
.
我们已经学习了三角函数,能否借助三角函数的相关知识,来探究一般四边形面积的类似算法?
已知,如图2,在四边形中,对角线与相交于点,(为锐角),求四边形的面积(用、、表示).
小颖给出了如下思路:
解:过点作,垂足为点,过点作,垂足为点.
……
任务:
(1)补全小颖的解题过程.
(2)如图3,四边形中,对角线,,,则四边形的面积为______.
(3)如图4,四边形的两条对角线与相交于点,,,求四边形面积的最大值,写出解题过程(直接用任务1中的发现).
【答案】(1)见解析
(2)
(3)25
【分析】本题主要考查了运用锐角三角函数进行解三角形,求菱形的面积,二次函数的应用等,熟练掌握锐角三角函数的定义是解题的关键.
(1)过点作交于点,过点作交于点,可得,,利用即可求解;
(2)同理(1)的方法即可求解;
(3)设,则,将条件代入(1)中的式子可得四边形面积关于的二次函数,即可求解.
【详解】(1)解:过点作,垂足为点,过点作,垂足为点,
在中,,
∴,
同理:,
∴
.
(2)解:如图,过点作,垂足为点,过点作,垂足为点,
在中,,∴,
同理:,
∴,
∴.
(3)解:,则,
∴
.
∴当时,有最大值,最大值为25.
8.【问题背景】
在平面直角坐标系中,A、B、C的坐标分别是、、,抛物线 经过A、B、C,点D坐标是,点P是抛物线上位于x轴上方一点.
【特殊化探究】
(1)若,
①求a、b、c的值;
②求面积的最大值.
【一般化思考】
(2)①对于每一个正数m,面积都存在最大值,试用含m的代数式表示最大面积S;
②在①的条件下,试探究:的最大面积S是否存在最小值?若存在,求出S的最小值:若不存在,请说明理由.
【答案】(1)①,,;②最大值为;(2)①;②存在,S的最小值为
【分析】本题主要考查了二次函数的图象及性质的应用,一次函数的图象及性质等知识点,
(1)①用待定系数法求函数的解析式即可;②求出直线与x轴的交点为,则,当时,面积的最大值为;
(2)①先求抛物线的解析式为,设,再求直线与x轴的交点为,则,当时,的面积有最大值,即;②由,可求S的最小值为;
熟练掌握二次函数的图象及性质,用待定系数法求函数的解析式的方法是解题的关键.
【详解】解(1)①∵,
∴,
设抛物线的解析式为,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为,
∴,,;
②设直线的解析式为,,
∴,
解得,
∴,
∴直线与x轴的交点为,
∴,
∵,
∴当时,面积的最大值为;
(2)①设抛物线的解析式为,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为,
设,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为,
∴直线与x轴的交点为,
∴,
∵,
当时,的面积有最大值,即;
②的最大面积S存在最小值,理由如下:
∵
∴,
∴,
此时,解得,
∴S的最小值为.
9.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x 轴交于,两点, 与y 轴交于点C,点D 是该抛物线的顶点.
(1)求该二次函数的解析式及顶点 D 的坐标;
(2)连接,,求 的面积
(3)点P 是抛物线在第二象限图象上的一动点,连接,, 当的面积最大时,求点 P 的坐标及最大面积.
【答案】(1);
(2)3
(3),
【分析】本题考查二次函数与一次函数综合题,熟练掌握二次函数的图像性质、三角形面积,熟练掌握二次函数的图像,运用数形结合的思想方法是解题的关键.
(1)利用待定系数法求解二次函数解析式即可;
(2)令抛物线对称轴与交于点,求得点,进而求出直线的解析式,得到点的坐标,进而得到的长,利用求解即可;
(3)过点向轴作垂线,与直线交于点,易得直线的解析式,设,则,进而得到当时,的面积最大,据此求出点的坐标.
【详解】(1)解:将、代入得
解得
则二次函数解析式为,
对称轴为,
将代入得:,
则顶点坐标为;
(2)解:令抛物线对称轴与交于点,
令得,
则点,
设直线的解析式为,
将点和代入得,
解得
则直线的解析式为,
将代入得,
则点的坐标为,
,
因此;
(3)解:过点向轴作垂线,与直线交于点,
设直线的解析式为,
将点和代入得,
解得
则直线的解析式为,
设,则,
则,
即,
则当时,的面积最大为,
将代入函数得,
因此,当的面积最大时,点P的坐标为,最大面积为.
10.如图,直线与反比例函数的图像交于点,与轴交于点,平行于轴的直线交反比例函数的图像于点,交于点,连接.
(1)求的值和反比例函数的表达式;
(2)当时,求的面积.
(3)直线沿轴方向平移,当为何值时,的面积最大?最大面积是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)时,的面积最大,最大值为
【分析】(1)运用待定系数法即可求解;
(2)作轴于点,交于点,根据一次函数,反比例函数可得的值,根据勾股定理可得的值,由此可求出的值,根据相似三角形的判定和性质可得的值,由此可求出点的坐标,可得的长度,根据三角形的面积公式即可求解;
(3)根据题意可得,由此可用含的式子表示的面积,根据二次函数最大值的计算方法即可求解.
【详解】(1)解:根据题意,把点代入直线得,,
∴,即,
∴,
∴;
(2)解:如图所示,过点作轴于点,与轴交于点,
直线与轴交于点,
令,则,
解得,,即,
∴,,
∴,
∵,
∴,则,
∵轴,
,
,即,
∴,
∴点的横坐标为,
∴当时,,即,
∴点的纵坐标为,且由(1)可得反比例函数解析式为,
∴当时,,
解得,,即,
∴,
∴,
∴的面积为;
(3)解:直线沿轴平移,设,则,
∵,
∴,
∴
∴,
∵,
∴当时,的面积最大,且最大值为.
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专题13 动态几何中的函数关系建立与最值
目 录
模块一、解题方法总述
模块二、压轴题型专练
题型01 利用动点参数的函数求动态几何中线段最值问题
题型02 利用动点参数的函数求动态几何中周长最值问题
题型03 利用动点参数的函数求动态几何中面积最值问题
模块三、综合实战演练
一、利用动点参数的函数求动态几何中最值问题的解题策略:
一、第一步:精准设参,用参数表示所有相关几何量
设参是基础,优先选单参数(减少运算量),根据动点轨迹选择设参方式,确保所有动态量都能由该参数表示,静态量直接代入。
1. 按动点轨迹设参(中考高频)
· 动点在坐标轴/直线上:设动点横坐标为 ,代入直线解析式得纵坐标;
· 动点在抛物线上:设动点横坐标为 ,代入二次函数解析式得纵坐标;
· 动点在定线段/圆弧上:可设线段比例为参数。
2. 设参原则
· 不设多参数:同一问题中仅设 1 个核心参数,所有动态量均用其表示,避免未知数过多;
· 参数范围明确:根据动点的几何边界,确定参数的取值范围(如动点在线段 上,参数 需满足 ),为后续求最值限定范围。
二、第二步:转化几何最值目标,建立参数函数关系式
将要求最值的几何量(线段长、面积、周长等),通过几何定理、公式转化为关于参数的函数,这是解题核心,建式时紧扣几何性质,保证推导无偏差。
1. 不同最值目标的建式方法
· 线段长最值:用两点间距离公式表示线段长,若为线段和/差,先通过几何模型(将军饮马、隐形圆)转化为单一线段,再用距离公式建式;
例:动点 到定点 的距离 ,化简为关于 的函数;
· 面积最值:用割补法/公式法表示面积,将面积拆分为含参数的底和高的乘积;
例:三角形面积用 ,底为定长时,高用参数表示;不规则图形割补为三角形/矩形,再表示各边;
· 周长/线段和最值:先通过几何转化(如将军饮马作对称)消去“折线段”,转化为单一线段或可表示的连续线段,再用参数表示各段长度求和。
2. 建式关键
· 几何转化优先:建式前先利用几何性质简化最值目标(如垂线段最短、化折为直),避免直接建式导致函数过于复杂;
· 化简函数:将含根号、分式的函数化简为整式函数(如二次函数 ),方便后续求最值(二次函数为中考高频)。
三、第三步:根据函数类型,结合性质求最值(含参数范围验证)
建立关于参数 的函数 后,根据函数类型(一次、二次、反比例),结合函数性质 + 参数取值范围求最值,注意顶点是否在参数范围内,这是避免错解的关键。
中考高频函数类型及最值求法
1. 二次函数(,)—— 最核心
· 先求顶点横坐标:;
· 最值判定:
0. 若顶点横坐标 在参数取值范围内:
· 时,函数在顶点处取最小值 ;
· 时,函数在顶点处取最大值 ;
0. 若顶点横坐标不在参数范围内:
· 根据二次函数的增减性,在参数范围的端点处取最值(左端点或右端点)。
2. 一次函数(,)
· 无顶点,根据斜率 的符号判断增减性:
· ,函数随 增大而增大,在参数范围右端点取最大值,左端点取最小值;
· ,函数随 增大而减小,在参数范围左端点取最大值,右端点取最小值。
3. 反比例函数(,)
· 结合双曲线的增减性,在参数取值范围内的端点处取最值,注意反比例函数在单个区间内单调。
关键:参数范围的严格验证
所有最值均需在动点的几何边界对应的参数范围内求解,即使函数的顶点最值再优,若顶点参数超出范围,该最值无效,需取区间端点的最值。
四、第四步:回代参数,还原几何最值结果
求出函数的最值时的参数值 后,需做两步还原:
1. 将 回代到动点设参式中,得到动点的具体坐标(即几何最值的取点位置);
1. 将 回代到函数关系式中,得到几何量的最值(如线段长的最小值、面积的最大值);
最终作答时,需同时写出最值点坐标 + 几何量的最值,保证几何问题的完整性。
题型01 利用动点参数的函数求动态几何中线段最值问题
1.如图1,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,直线经过两点.
(1)求点与点的坐标;
(2)求抛物线的表达式;
(3)如图2,若点为第四象限抛物线上一动点,过点作轴,轴分别交直线于点,求的最大值;
(4)如图3,将二次函数的图象沿轴向上翻折形成“”图象,将直线向上平移个单位长度得到直线,若与“”图象有两个交点,直接写出的取值范围.
2.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴相交于点,与y轴相交于点,并与x轴交于另一点C(点C在点A的右侧).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)连接,若点P是抛物线上一动点,且点P在第二象限内,过点P作轴于D,交于点E,当点P运动到什么位置时,线段最长?求此时的值.
3.在平面直角坐标系中,抛物线交轴于、两点(点在点左侧),交轴正半轴于点,且.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点在点下方的轴上,点在第一象限的抛物线上,若是以为斜边的等腰直角三角形,求点的坐标;
(3)如图2,已知动点在抛物线上,为的三等分点且靠近点,作轴交抛物线于点.设点的横坐标为,线段的长为.
①求出关于的函数解析式;
②当时,直接写出的取值范围.
4.如图,已知抛物线顶点,且与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式及其与轴的交点,的坐标;
(2)点是该抛物线上位于第一象限的点,线段交于点,是否存在点,使得的值最大?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图,抛物线交轴于,,与轴交于点.连接,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若在线段上有点D,使得以点O、A、D为顶点的三角形与相似,求线段的长;
(3)如图2,点为抛物线在第三象限的一个动点,轴于点.交于点,于点,求线段的最大值.
1.设参:单参数表示动点坐标,明确参数取值范围;
2.转化:单线段直接用距离公式,和/差类先借将军饮马、隐形圆化折为直成单一线段;
3.建式:将线段长表示为参数函数(多为二次),化简消根号;
4.求解:依函数性质(二次看顶点、一次看增减),结合参数范围定最值,回代得动点坐标+线段最值。
题型02 利用动点参数的函数求动态几何中周长最值问题
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过,.直线交x轴于点C,P是直线下方抛物线上的一个动点.过点P作,垂足为D,轴,交于点E.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当的周长取得最大值时,求点P的坐标和周长的最大值.
2.如图1,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是第一象限内抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为,交直线于点,设点的横坐标为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图2,过点作,垂足为,设周长为C,请求出当周长C取最大值时的值;
(3)点,在函数的图象上,它们的横坐标分别为,,以线段为对角线作矩形,且轴.当矩形与函数的图象有且只有三个公共点时,当矩形的边长度为2时,请直接写出的值为________.
3.抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P为第一象限内抛物线上一点,过点P作轴交直线于点Q.过点P作轴于点H,过点Q作轴于点G.当点P位于何处时,四边形的周长最大?最大周长为多少?
4.已知二次函数与轴交于,与轴交于点两点,作直线.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图,点是直线上方抛物线上的一动点,过D作轴交于点交于点,是否存在一点,使的周长取得最大值,若存在,求出点坐标.若不存在,请说明理由;
(3)在(2)中的周长取得最大值的条件下,点是抛物线对称轴上一动点,点是抛物线上一动点,当以为顶点的四边形是平行四边形时,请求出点的横坐标.
5.如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于,两点,点的横坐标为.
(1)求直线和抛物线的解析式;
(2)点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,与直线交于点,连接,设点的横坐标为;
①若点在轴上方,当为何值时,是等腰三角形;
②若点在轴下方,设的周长为,求关于的函数关系式,当为何值时,的周长最大,最大值是多少?
1.拆分:分离周长中的定长部分,仅求动线段和的最值;
2.简化:对动线段和用对称、化折为直等几何方法简化;
3.建式:单参表动点,用距离公式表示简化后的动长,建参数函数;
4.求解:求动长最值后叠加定长得周长最值,回代确定动点位置。
题型03 利用动点参数的函数求动态几何中面积最值问题
1.在平面直角坐标系中,将二次函数的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),,经过点A的一次函数的图象与y轴正半轴交于点C,且与抛物线的另一个交点为D,的面积为5.
(1)求抛物线和一次函数的解析式;
(2)抛物线上的动点E在一次函数的图象下方,求面积的最大值,并求出此时点E的坐标;
(3)若点P在x轴上且使为等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
2.已知二次函数的图像与轴交于、两点(点在点的左边),与轴交于点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)如图1,设抛物线的顶点为点,连接,点是线段上的动点,点为抛物线对称轴上一动点,连接、,求的最小值;
(3)如图2,连接,点为直线上方抛物线上一动点,连接、,交于点.设点的横坐标为,,,.
①求与的函数关系式,并写出的取值范围;
②当的值取最大时,求点的坐标.
3.如图,经过,,的抛物线与y轴交于D,点E在第四象限抛物线上,点F在线段上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当与y轴平行且取最大值时,求点E的坐标;
(3)四边形的面积是否存在最大值?若存在,能否求出点E,F的坐标?若不存在,请说明理由.
4.如图1,已知抛物线与轴交于两点,与轴交于点,直线与抛物线交于两点(点在点的左下方),其中点的坐标为.
(1)求该抛物线的表达式.
(2)直线为抛物线的对称轴.
①在直线上找到一点,使得的周长最小,求出点的坐标;
②如图2,是抛物线上的动点(在线段上方),求四边形面积的最大值.
5.如果两个图形不仅相似,而且对应点的连线都经过同一个定点,那么称这两个图形位似,定点叫做位似中心,相似比叫做位似比.图中的抛物线与抛物线位似,它们的顶点是其中一对对应点,它们与轴的交点也是一对对应点,位似中心为坐标原点,位似比为.
(1)求的值;
(2)点P为抛物线上一点;且在点之间(包含点B、点D).
(ⅰ)直线将四边形分为面积相等的两部分,求此时点P的坐标;
(ⅱ)求面积的最小值.
1.定基:优先定底动高/定高动底,无定基则割补拆分图形;
2.表量:单参表动点,用点到直线距离/坐标差表高,或参数表动底;
3.建式:依面积公式将面积转化为参数整式函数(多为二次);
4.求解:结合参数范围,二次函数看顶点是否在范围、一次函数看增减,求面积最值并回代定动点。
1.如图,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C,且B,C两点间的距离为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点E是线段上一点(不与点A,B重合),过点E作轴,交抛物线于点F,过点F作轴,交y轴于点G,求四边形周长的最大值及此时点E的坐标.
2.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点.与y轴交于点C.且点A的坐标为,点C的坐标为.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图甲,若点P是第一象限内抛物线上的一动点.当点P到直线的距离最大时,求点P的坐标;
(3)图乙中,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,是否存在点M使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,抛物线与轴交于两点(A在B的左侧),与轴交于点C,点为线段上一个动点(与点不重合),过点D作轴的垂线与线段交于点,与抛物线交于点,连接,与轴交于点.
(1)求三点的坐标;
(2)当点是的中点时,求线段的长;
(3)在点D运动的过程中,探究下列问题:是否存在一点D,使得取得最大值?若存在,求此时的值;若不存在,请说明理由;
4.已知抛物线的对称轴在y轴左侧,若将此抛物线向上平移4个单位后,顶点刚好在x轴上.
(1)求b的值;
(2)当时,原函数y的最大值等于12,求m的值;
(3)原抛物线与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,点P为第三象限内抛物线上一点,连接AC,BP交于点D.判断:是否有最大值,如有请求出最大值,如没有请说明理由.
5.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线()与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为,且,P为直线上方抛物线上一动点,过点P作轴交于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,当点P为抛物线的顶点时,求线段的长;
(3)如图②,过点P作于点M,设点P的横坐标为t.
①用含t的代数式表示线段的长;
②连接,求四边形面积的最大值,并直接写出此时的长.
6.如图,抛物线与x轴相交于A、B两点,与y轴交于点C,其中A点的坐标为,点C的坐标为,对称轴为直线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P在抛物线上,且,求点P的坐标;
(3)设点Q是线段上的动点,作轴交抛物线于点D,求线段长度的最大值.
7.下面是小颖同学课后反思笔记的部分内容,请认真阅读,并完成相应任务.
2025年12月25日 晴
在学习“特殊平行四边形”的过程中,我们通过菱形的性质得到了菱形面积的新算法,如图1,在菱形中,对角线与相交于点,则菱形的面积为,基本思路如下:
∵四边形是菱形,
∴,
∴
.
我们已经学习了三角函数,能否借助三角函数的相关知识,来探究一般四边形面积的类似算法?
已知,如图2,在四边形中,对角线与相交于点,(为锐角),求四边形的面积(用、、表示).
小颖给出了如下思路:
解:过点作,垂足为点,过点作,垂足为点.
……
任务:
(1)补全小颖的解题过程.
(2)如图3,四边形中,对角线,,,则四边形的面积为______.
(3)如图4,四边形的两条对角线与相交于点,,,求四边形面积的最大值,写出解题过程(直接用任务1中的发现).
8.【问题背景】
在平面直角坐标系中,A、B、C的坐标分别是、、,抛物线 经过A、B、C,点D坐标是,点P是抛物线上位于x轴上方一点.
【特殊化探究】
(1)若,
①求a、b、c的值;
②求面积的最大值.
【一般化思考】
(2)①对于每一个正数m,面积都存在最大值,试用含m的代数式表示最大面积S;
②在①的条件下,试探究:的最大面积S是否存在最小值?若存在,求出S的最小值:若不存在,请说明理由.
9.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x 轴交于,两点, 与y 轴交于点C,点D 是该抛物线的顶点.
(1)求该二次函数的解析式及顶点 D 的坐标;
(2)连接,,求 的面积
(3)点P 是抛物线在第二象限图象上的一动点,连接,, 当的面积最大时,求点 P 的坐标及最大面积.
10.如图,直线与反比例函数的图像交于点,与轴交于点,平行于轴的直线交反比例函数的图像于点,交于点,连接.
(1)求的值和反比例函数的表达式;
(2)当时,求的面积.
(3)直线沿轴方向平移,当为何值时,的面积最大?最大面积是多少?
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