二次函数中常见图形的的面积问题
二次函数专题一:面积问题-含答案
专题一:二次函数中的面积问题(一)利用割补:将图形割(补)成三角形或梯形面积的和差,其中需使三角形的底边在坐标轴上或平行于坐标轴;(例如以下4、5两图中,连结BD 解法不简便。
)例1:如图抛物线与轴交于两点,与轴交于点, (1)k=___-3_____,点的坐标为___(-1,0)___,点的坐标为____(3,0)____; (2)设抛物线的顶点为,求的面积;(3)在轴下方的抛物线上是否存在一点,使四边形的面积最大?若存在,请求出点D 的坐标;若不存在,请说明理由;解:(2)M (1,-4);(3)设,,当m =52时,四边形ABDC 面积最大,为52。
练习1、如图,抛物线与轴交于A 、B 两点,与轴交于点C ,抛物线的对称轴交轴于点D ,已知A (﹣1,0),C (0,2). (1)求抛物线的表达式;(2)点E 是线段BC 上的一个动点,过点E 作轴的垂线与抛物线相交于点F ,当点E 运动到什么位置时,四边形CDBF 的面积最大?求出四边形CDBF 的最大面积及此时E 点的坐标.解:(1)y =-12x 2+32x +2(2)对称轴x =-b 2a =32,\D (32,0), 令-12x 2+32x +2=0,x 1=-1,x 2=4,\B (4,0) ,设F (a ,-12a 2+32a +2),y =x 2-2x +k x A ,B y C (0,-3)A B M D BCM x D ABDC S D BCM =S D OCM +S D BOM -S D BOC =12´3´1+12´3´4-12´3´3=3D (m ,m 2-2m -3) S 四边形ABDC =S D AOC +S D BOD +S D COD=12´1´3+12´|m 2-2m -3|´3+12´m ´3=-12m 2+52m +3-b 2a =-522´(-12)=52,0<m <3y =-12x 2+mx +n x y xxS四边形CDBF =SD COF+SD BOF-SD COD=12´2´a+12´4´(-12a2+32a+2)-12´2´32=-a2+4a+52∵-42´(-1)=2,0<a<4,-1<0,\当a=2时,S四边形CDBF最大,为132此时,直线BC解析式可求得y=-12x+2,\E(2,1)练习2:已知:抛物线的顶点坐标为C(1,4),抛物线交x轴于点A,交y轴于点B(0,3).点P是在第一象限内的抛物线上的一个动点,过点P作y轴的平行线,交AB于点D.是否存在点P,使S△PAB=S△CAB?若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.解:设抛物线解析式为y=a(x-1)2+4,将B(0,3)代入得a=-1\y=-(x-1)2+4=-x2+2x+3,令y=0得x1=-1,x2=3,\A(3,0)连结OC,SD ABC =SD CBO+SD ACO-SD ABO=3,\SD PAB=54×SD ABC=54´3=154设P(m,-m2+2m+3),连结OP、BP,SD PAB =SD BPO+SD APO-SD AOB=12´3´m+12´3´(-m2+2m+3)-12´3´3=-32m2+92m-32m2+92m=154,整理得2m2-6m+0,D=(-6)2-4´2´5=-4<0,所以不存在这样的点P。
2020二次函数中的面积问题
二次函数——面积问题〖知识要点〗一.求面积常用方法:1. 直接法(一般以坐标轴上线段或以与轴平行的线段为底边)2. 利用相似图形,面积比等于相似比的平方3. 利用同底或同高三角形面积的关系4. 割补后再做差或做和(三边均不在坐标轴上的三角形及不规则多边形需把图形分解)二.常见图形及公式抛物线解析式y=ax 2 +bx+c (a ≠0)抛物线与x 轴两交点的距离AB=︱x 1–x 2︱=a ∆ 抛物线顶点坐标(-a b2, a b ac 442-)抛物线与y 轴交点(0,c ) “歪歪三角形中间砍一刀” ah S ABC 21=∆,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.y 轴交PCD 的面3、已知抛物线c bx x y ++=2与y 轴交于点A ,与x 轴的正半轴交于B 、C 两点,且BC=2,S △ABC =3,则b = ,c = .〖典型例题〗● 面积最大问题1、二次函数c bx ax y ++=2的图像与x 轴交于点A (-1,0)、B (3 ,0),与y 轴交于点C ,∠ACB=90°. (1)求二次函数的解析式;(2)P 为抛物线X 轴上方一点,若使得△PAB 面积最大,求P 坐标(3)P 为抛物线X 轴上方一点,若使得四边形PABC 面积最大,求P 坐标(4) P 为抛物线上一点,若使得ABC PAB S S ∆∆=21,求P 点坐标。
● 同高情况下,面积比=底边之比2.已知:如图,直线y=﹣x +3与x 轴、y 轴分别交于B 、C ,抛物线y=﹣x 2+bx +c 经过点B 、C ,点A 是B 图1抛物线与x 轴的另一个交点.(1)求B 、C 两点的坐标和抛物线的解析式;(2)若点P 在直线BC 上,且,求点P 的坐标.3.已知:m 、n 是方程x 2﹣6x +5=0的两个实数根,且m <n ,抛物线y=﹣x 2+bx +c 的图象经过点A (m ,0)、B (0,n ).(1)求这个抛物线的解析式;(2)设(1)中抛物线与x 轴的另一交点为C ,抛物线的顶点为D ,试求出点C 、D 的坐标和△BCD 的面积;(注:抛物线y=ax 2+bx +c (a ≠0)的顶点坐标为(3)P 是线段OC 上的一点,过点P 作PH ⊥x 轴,与抛物线交于H 点,若直线BC 把△PCH 分成面积之比为2:3的两部分,请求出P 点的坐标.● 三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半4.阅读材料:如图,过△ABC 的三个顶点分别作出水平垂直的三条直线,外侧两条直线之间的距离叫△ABC 的“水平宽”(a ),中间的这条直线在△ABC 内部线段的长度叫△ABC 的“铅垂高(h )”.我们可以得出一种计算三角形面积的新方法:S △ABC =ah ,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半. 解答下列问题:如图,抛物线顶点坐标为点C (1,4)交x 轴于点A ,交y 轴于点B (0,3)(1)求抛物线解析式和线段AB 的长度;(2)点P 是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,连接PA ,PB ,当P 点运动到顶点C 时,求△CAB 的铅垂高CD 及S △CAB ;(3)在第一象限内抛物线上求一点P ,使S △PAB =S △CAB .法一:同底情况下,面积相等转化成平行线法二:同底情况下,面积相等转化成铅垂高相等变式一:如图2,点P 是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,连结PA ,PB ,是否存在一点P ,使S △PAB =S △CAB ?若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由.变式二:抛物线上是否存在一点P ,使S △PAB =S △CAB ?若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明 ● 点动+面积5.如图1,已知△ABC 中,AB=10cm ,AC=8cm ,BC=6cm ,如果点P 由B 出发沿BA 方向向点A 匀速运动,同时点Q 由A 出发沿AC 方向向点C 匀速运动,它们的速度均为2cm/s ,连接PQ ,设运动的时间为t (单位:s )(0≤t ≤4).解答下列问题:(1)当t为何值时,PQ∥BC.(2)是否存在某时刻t,使线段PQ恰好把△ABC的面积平分?若存在求出此时t的值;若不存在,请说明理由.(3)如图2,把△APQ沿AP翻折,得到四边形AQPQ′.那么是否存在某时刻t使四边形AQPQ′为菱形?若存在,求出此时菱形的面积;若不存在,请说明理由.形动+面积6.如图1,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴、y轴分别交于点A(﹣1,0)、B(3,0)、点C三点.(1)试求抛物线的解析式;(2)点D(2,m)在第一象限的抛物线上,连接BC、BD.试问,在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P,满足∠PBC=∠DBC?如果存在,请求出点P点的坐标;如果不存在,请说明理由;(3)如图2,在(2)的条件下,将△BOC沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度向右平移,记平移后的三角形为△B′O′C′.在平移过程中,△B′O′C′与△BCD重叠的面积记为S,设平移的时间为t秒,试求S与t之间的函数关系式?。
二次函数与图形面积问题
二次函数与图形面积问题1、阅读材料:如图1,过△ABC的三个顶点分别作出与水平线垂直的三条直线,外侧两条直线之间的距离叫△ABC的“水平宽”(a),中间的这条直线在△ABC内部的线段的长度叫△ABC的“铅垂高”(h).我们可行出生种计算三角形面积的新方示:y=a(x-1)2+4 ,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.解答下列问题:如图2,抛物线顶点C(1,4),交x轴于点A(3,0),交y轴于点B.(1)求抛物线和直线AB的解析式;(2)求△ABC的铅垂高CD及S △ ABC(3)设点P是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,是否存在一点P,使a=-1 ,且S△PAB=9/8 S△CAB若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.2、如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(2,3),B(6,1),C(0,-2).(1)求此抛物线的解析式,并用配方法把解析式化为顶点式;(2)点P是抛物线对称轴上的动点,当AP⊥CP时,求点P的坐标;(3)设直线BC与x轴交于点D,点H是抛物线与x轴的一个交点,点E(t,n)是抛物线上的动点,四边形OEDC的面积为S.当S取何值时,满足条件的点E只有一个?当S取何值时,满足条件的点E有两个?3、如图,已知平面直角坐标系xOy中,点A(m,6),B(n,1)为两动点,其中0<m<3,连接OA,OB,OA⊥OB。
(1)求证:mn=-6;(2)当S△AOB=10时,抛物线经过A,B两点且以y轴为对称轴,求抛物线对应的二次函数的关系式;(3)在(2)的条件下,设直线AB交y轴于点F,过点F作直线l交抛物线于P,Q两点,问是否存在直线l,使S△POF:S△QOF=1:3?若存在,求出直线l对应的函数关系式;若不存在,请说明理由。
4、如图1,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(1,2),点B的坐标为(3,1),二次函数y=x2的图象记为抛物线l1。
(1)平移抛物线l1,使平移后的抛物线过点A,但不过点B,写出平移后的一个抛物线的函数表达式:______ (任写一个即可);(2)平移抛物线l1,使平移后的抛物线过A,B两点,记为抛物线l2,如图2,求抛物线l2的函数表达式;(3)设抛物线l2的顶点为C,K为y轴上一点,若S△ABK=S△ABC,求点K的坐标;(4)请在图3上用尺规作图的方式探究抛物线l2上是否存在点P,使△ABP为等腰三角形,若存在,请判断点P共有几个可能的位置(保留作图痕迹);若不存在,请说明理由。
二次函数的应用问题:面积、高度、利润等
二次函数的应用问题:面积、高度、利润
等
二次函数是数学中常见的一种函数类型,具有广泛的应用。
在实际生活中,我们可以利用二次函数来解决面积、高度、利润等问题。
面积
当需要求解一个图形的面积时,二次函数可以提供一个可行的解决方案。
例如,假设我们需要求解一个矩形的面积,已知其宽度是x,长度是y,可以建立如下的二次函数关系:
y = ax^2 + bx
其中a和b为常数,可以根据实际情况确定。
通过求解这个二次函数,我们可以得到矩形的面积,从而满足问题需求。
高度
在某些场景下,我们可能需要确定一个物体的最大高度。
例如,炮弹发射的最大高度问题就可以通过二次函数来解决。
假设物体的
高度是y,时间是x,可以建立如下的二次函数关系:
y = ax^2 + bx + c
其中a、b和c为常数,可以通过实验或者推导得到。
通过求
解这个二次函数,我们可以确定物体的最大高度及对应的时间,为
问题解决提供依据。
利润
二次函数还可以应用于经济领域,特别是求解利润相关的问题。
例如,假设某公司的利润随销售量的变化可以建立一个二次函数模型:
P = ax^2 + bx + c
其中P表示利润,x表示销售量,a、b和c为常数。
通过求解这个二次函数,我们可以确定最大利润对应的销售量及其他相关信息,为经济决策提供参考。
总结来说,二次函数在解决面积、高度、利润等问题时具有很大的潜力。
通过建立二次函数模型并进行求解,我们可以得到对应问题的答案,为实际应用提供指导。
二次函数面积问题(整)
二次函数面积问题(整)1.题型一:割补法1.1 求解析式已知抛物线经过点A(4,)和点B(,2),且对称轴为直线l,顶点为C,求解析式。
由对称性可知,顶点C的横坐标为4/2=2,代入抛物线方程得2b+c=-4,又由于抛物线经过点A和B,代入方程可得2b+c=16和-b+c=2.解方程组得b=-3,c=2,代入方程y=-x^2-3x+2即可得到解析式。
1.2 求面积连接AC、BC、BD,求四边形ADBC的面积。
由于AC和BC在对称轴上,所以它们的长度相等。
设AC=BC=x,由顶点C的坐标可知,AC和BC的纵坐标分别为2和-2,因此四边形ADBC的面积为x*4+1/2*x*(-4)=2x。
2.如图,在直角坐标系中,已知直线y=x+4与y轴交于A 点,与x轴交于B点,C点坐标为(-2,),求解析式和四边形AOBM的面积。
2.1 求解析式由于抛物线经过点A、B、C,所以可以列出三个方程,分别是c=4,a+b+c=0,4a-2b+c=-2.解方程组得a=1,b=-3,c=4,因此抛物线的解析式为y=x^2-3x+4.2.2 求面积设抛物线的顶点为M,连接AM和XXX,求四边形AOBM的面积。
由于抛物线的对称轴与x轴垂直,所以顶点M的横坐标为1.5,代入抛物线方程可得纵坐标为4.25.因此,四边形AOBM的面积为1/2*2*4.25=4.25.3.已知抛物线y=3(x+1)^2-12如图所示3.1 求交点坐标抛物线与y轴的交点为(-3,-3),因为当x=0时,y=-3.抛物线与x轴的交点为(-3±2√3,0),因为当y=0时,x=-1±√3.3.2 求面积设顶点D的坐标为(-1,0),连接AD和BD,求四边形ABCD的面积。
由于AD和BD在对称轴上,所以它们的长度相等。
设AD=BD=x,由顶点D的坐标可知,AD和BD的纵坐标分别为3和-3,因此四边形ABCD的面积为x*6+1/2*x*6=9x。
二次函数中的面积计算问题(包含铅垂高)
(D)二次函数中的面积计算问题【典型例子】例如,如图所示,二次函数2y x bx c =++图像x 在A 和B 两点(A 在B 的左边)与y 轴相交,在C 点与轴相交,顶点为M ,MAB ∆为直角三角形,图像的对称轴是一条直线2-=x ,该点P 是两点之间抛物线上的移动点,A C ,则PAC ∆面积的最大值为(C )A.274 B. 112C 。
278D.3 二次函数中常见的面积问题类型:1.选择填空的简单应用2.不规则三角形的面积用S=3.使用4.使用相似的三角形5.使用分割法将不规则图形转为规则图形例 1如图 1 所示,已知正方形ABCD 的边长为 1 , E , F , G , H 为每边的点, AE=BF=CG=DH ,设面积为小s 正方形EFGH 为, AE 为x , 那么about s 的x 函数图大致为 (乙)示例 2.回答以下问题:如图1所示,抛物线的顶点坐标为C 点( 1,4 ),与x 轴相交于A 点( 3 , 0),与y 轴相交于B 点。
抛物线和直线AB 的解析公式;(2)求△ CA AB 和S △ CAB 的垂直高度CD ;(3)假设点P 是抛物线上(第一象限)上的一个移动点,是否存在点P ,使得S △ PA B = 89S △ CA B ,如果存在,求点P 的坐标;如果不存在,请解释原因。
思想分析这个问题是二次函数中的常见面积问题。
该方法不是唯一的。
可以使用截补法,但是有点麻烦。
如图第10题xyABCOM图1B铅垂高水平宽ha图2A xC Oy ABD 112所示,我们可以画出一种计算三角形面积的新方法:ah S ABC 21=∆即三角形的面积等于水平宽度与前导垂直乘积的一半。
掌握了这个公式之后,思路就直截了当,过程也比较简单,计算量也相对少了很多。
答: (1)据已知,抛物线的解析公式可以设为y 1 = a ( x - 1 ) 2+ 4 ( a ≠ 0 ) 。
将A (3, 0)代入解析表达式,得到a = - 1 ,∴抛物线的解析公式为y 1 = - ( x - 1 ) 2+ 4,即y 1 = - x 2+2 x +3。
二次函数应用 图形面积问题
二次函数应用图形面积问题
1、在创建文明城市的活动中,政府想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用30m长的篱笆围成一个矩形花园ABCD(篱笆只围AB,BC两边),设AB x
200m,求AB的
=m.(Ⅰ)若花园的面积是2
长;(Ⅱ)当AB的长是多少时,花园面积最大?最大面积是多少?
2、如图,在足够大的空地上有一段长为a米的旧墙MN,某人利用旧墙和木栏围成一个矩形菜园
a=,所ABCD,其中AD MN,已知矩形菜园的一边靠墙,另三边一共用了200米木栏.(1)若30
围成的矩形菜园的面积为1800平方米,求所利用旧墙AD的长;(2)求矩形菜园ABCD面积的最大值.
3、某养鸡专业户用篱笆及一面墙(该墙可用最大长度为36米)围成一个矩形场地ABCD来供鸡室外活动,该场地中间隔有一道与AB平行的篱笆()
EF,如图,BE、EF上各留有1米宽的门(门不需要篱笆),该养鸡专业户共用篱笆58米,设该矩形的一边AB长x米,AD AB
>,矩形ABCD的面积为s 平方米.(1)求出S与x的函数关系式,直接写出自变量x的取值范围;
(2)若矩形ABCD的面积为252平方米,求AB的长.
4、如图,有长为24m的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度a为10m)围成中间隔有一道篱笆的矩形
花圃,设花圃的宽AB为xm,面积为Sm2.(1)求S与x的函数表达式.(2)如果要围成面积为45m2的花圃,AB的长是多少米?(3)能围成面积为50m2的花圃吗?若能,请说明围法;若不能请说明理由.。
二次函数图象中的面积问题.doc
二次函数图象中的面积问题
二次函数综合题中,常常会考面积相关的问题.
通常解决此类问题的关键是用未知数表示出图形的面积,再解决问题.
因此,第一步一般需要设出动点坐标(或用条件中的动点坐标),再选择适当的方式求图形的面积(三角形或四边形),然后用未知数表示出需要求的线段的长度,再得出结论.
常用求面积方法:
①直接法求三角形面积.如图所示,△ABC中AD为边BC上的高,则S△ABC=1/2BC·AD.
②补全法求三角形面积.如图所示,S△ABC=S矩形BDFE-S△ABE-S△ACF-S△BCD.
③分割法求三角形面积.如图所示,S△ABC=S△ABD+S△ACD=AD·BF+AD·CE=AD·(BF+CE).
④平移法求三角形面积.如图所示,过点A作AD∥BC,则S△ABC=S△BCD.
当一个三角形(或其他多边形)的形状或大小发生变化时,产生面积变化.选择合适的方法,利用已知条件求出变化过程中该三角形(或其他多边形)的面积.
【典型例题】
1.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A、B
两点,过点A的直线l与抛物线交于点C,其中A点的坐标是(1,0),C点坐标是(4,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在(1)中抛物线的对称轴上是否存在点D,使△BCD 的周长最小?若存在,求出点D的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)若点E是(1)中抛物线上的一个动点,且位于直线AC的下方,试求△ACE的最大面积及E点的坐标.此类问题非常常见,不难掌握,希望大家灵活选择适当的方法.。
最全二次函数中的面积问题(中考数学必考题型)
二次函数中的面积问题二次函数中的面积问题是中考的热点,面积问题如果是规则图形可以用常见的面积公式解决问题的就直接用面积公式,如果不能直接用面积公式在坐标系中处理面积问题,通常有以下三种思路:第一是割补法:分割求和、补形作差,其中用的最多的是铅垂线法;第二是同底等高利用平行线转化求面积;第三如果遇到的是面积比可以考虑用相似的性质得到线段比去解决相关问题。
【引例1】在平面直角坐标系中,已知()1,1A 、()7,3B 、()4,7C ,求△ABC 的面积.【铅垂法】()11112222ABCACDBCDC D B A SSSCD AE CD BF CD AE BF y y x x =+=⋅+⋅=+=-⋅-【方法梳理】(1)求A 、B 两点水平距离,即水平宽;(2)过点C 作x 轴垂线与AB 交于点D ,可得点D 横坐标同点C ; (3)求直线AB 解析式并代入点D 横坐标,得点D 纵坐标; (4)根据C 、D 坐标求得铅垂高; (5)12S =⨯水平宽铅垂高.二、转化法——借助平行线转化:若S △ABP =S △ABQ , 若S △ABP =S △ABQ ,当P ,Q 在AB 同侧时,PQ △AB . 当P ,Q 在AB 异侧时,AB 平分PQPABQQBA PDEF OyxCBA 铅垂高水平宽DA BCxyOE三、面积比类型例1.如图,在平面直角坐标系中,直线y =﹣5x +5与x 轴,y 轴分别交于A 、C 两点,抛物线y =x 2﹣6x +5经过A 、C 两点,与x 轴的另一交点为B .若点M 为x 轴下方抛物线上一动点,当点M 运动到某一位置时,△ABM 的面积等于△ABC 面积的,求此时点M 的坐标;例2.如图,抛物线223y x x =-++与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,连接BC ,抛物线在线段BC 上方部分取一点P ,连接PB 、PC .(1)过点P 作PH△x 轴交BC 边于点H ,求PH 的最大值;(2)求△PBC 面积的最大值(可以用铅垂线法和平行线法);PyxO CB A变式1.如图,已知二次函数y=﹣x2+2x+3的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.点D为抛物线的顶点,直线BC的解析式为y=﹣x+3,求△BCD 的面积;变式2.如图,抛物线y=﹣x2+4x﹣3;与x轴交于A,B两点,与y轴交于C 点,直线BC方程为y=x﹣3.点P为抛物线上一点,若S△PBC=S△ABC,求P 的坐标;变式3.已知抛物线y=x2﹣2x﹣3经过(﹣1,0),(3,0)两点,与y轴交于点C,直线y=kx与抛物线交于A,B两点.是否存在实数k使得△ABC的面积为?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.变式4.如图,在直角坐标系中,二次函数y=x2﹣2x﹣3的图象与x轴相交于点A (﹣1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.若点D为第四象限内二次函数图象上的动点,设点D的横坐标为m,△BCD的面积为S.求S关于m的函数关系式,并求出S的最大值.例3.如图,抛物线y=﹣x2+4x﹣3与x轴交于点A(1,0)、B(3,0),与y轴交于点C,连接AC,BC.P为抛物线上一点,若S△PBC=S△ABC,求出点P的坐标;【引例2】如图,抛物线y=﹣x2+x+4与坐标轴分别交于A,B,C三点,P 是第一象限内抛物线上的一点且横坐标为m.当CP与x轴不平行时,求的最大值;(化斜为直)例4.如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于点A和点B,连接BC,点D是直线BC上方抛物线上的点,连接OD,CD,OD交BC于点F,当S△COF:S△CDF =3:2时,求点D的坐标.变式1.抛物线y=x2﹣4x与直线y=x交于原点O和点B,与x轴交于另一点A,顶点为D.M是点B关于抛物线对称轴的对称点,Q是抛物线上的动点,它的横坐标为m(0<m<5),连接MQ,BQ,MQ与直线OB交于点E.设△BEQ和△BEM的面积分别为S1和S2,求的最大值.变式2.已知:如图,二次函数y=﹣x2+x+4;点Q是线段AB上的动点,过点Q作QE△AC,交BC于点E,连接CQ.当△CQE的面积最大时,求点Q的坐标;变式3.已知二次函数解析式为y=3x2﹣3,直线l的解析式为y=,点P 为抛物线上第四象限上的一动点,过P作y轴的平行线交AD于M,作PN△AD 于N,当△PMN面积有最大值时,求点P的坐标;例4.如图抛物线y=﹣x2+2x+3经过点A(﹣1,0),点C(0,3),点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBP A的面积分为3:5两部分,求点P的坐标.变式1.已知抛物线y=x2﹣2x﹣3.与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C(0,﹣3),顶点D的坐标为(1,﹣4).若直线y=mx﹣m﹣4将四边形ACDB的面积分为1:2两部分,则m的值为多少作业:1.已知二次函数y=2x2﹣8x+6的图象交x轴于A,B两点.若其图象上有且只有P1,P2,P3三点满足===m,则m的值是()A.1B.C.2D.42.已知抛物线y=x2﹣x+3;经过A(3,0)、B(4,1)两点,且与y轴交于点C.设抛物线与x轴的另一个交点为D,在抛物线上是否存在点P,使△P AB 的面积是△BDA面积的2倍?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.3.如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,且点B与点C的坐标分别为B(3,0),C(0,3),点M是抛物线的顶点,点P为线段MB上一个动点,过点P作PD△x轴于点D,若OD=m.设△PCD 的面积为S,试判断S有最大值或最小值吗?若有,求出其最值,若没有,请说明理由;。
二次函数中面积问题
二次函数中面积问题在数学中,二次函数是一种定义域和值域都是实数的函数。
它的一般形式为f(x) = ax^2 + bx + c,其中a、b、c为实数,且a ≠ 0。
二次函数在数学中有着广泛的应用,而与其相关的面积问题也是数学教学中常见的一个重要内容。
二次函数的图像是一个抛物线,它可以是开口向上的,也可以是开口向下的。
对于二次函数而言,面积问题主要涉及到两个方面:一是求解图形所围成的面积,二是求解函数与坐标轴所围成的图形面积。
下面将从这两个方面结合实际问题进行详细说明。
首先,我们来看第一个问题:求解图形所围成的面积。
对于给定的二次函数f(x) = ax^2 + bx + c,我们可以通过计算抛物线与坐标轴交点的横纵坐标,来确定被图形所围成的区域。
一般情况下,图形围成的区域可以是一个三角形、一个梯形或一个扇形。
以一个具体例子来说明:假设有一个二次函数f(x) = 3x^2 - 2x + 1,我们希望求出图形所围成的面积。
首先,要确定函数与坐标轴交点的横纵坐标。
当f(x) = 0时,即3x^2 - 2x + 1 = 0,则可以使用求根公式得到x的值。
求根公式为x = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / (2a)。
带入a = 3,b = -2,c = 1,则x的值为(-(-2) ± √((-2)^2 - 4*3*1)) / (2*3),化简得到x = 1/3 和 x = 1然后,我们计算函数在两个交点处的纵坐标。
带入x=1/3和x=1,可以得到对应的y值。
令x=1/3,则f(1/3)=3*(1/3)^2-2*(1/3)+1,计算得到f(1/3)=10/9;令x=1,则f(1)=3*1^2-2*1+1,计算得到f(1)=2接下来,我们要确定图形所围成的区域。
由于二次函数是一个抛物线,且a为正值,所以图形是开口向上的。
因此,图形所围成的区域为一个梯形。
梯形上底为x=1/3,下底为x=1,高为f(1/3)和f(1)之间的差值。
专题58 二次函数中的面积问题(解析版)
例题精讲求三角形的面积是几何题中常见问题之一,可用的方法也比较多,比如面积公式、割补、等积变形、三角函数甚至海伦公式,本文介绍的方法是在二次函数问题中常用的一种求面积的方法——铅垂法.【问题描述】在平面直角坐标系中,已知()1,1A 、()7,3B 、()4,7C ,求△ABC 的面积.【分析】显然对于这样一个位置的三角形,面积公式并不太好用,割补倒是可以一试,比如这样:构造矩形ADEF ,用矩形面积减去三个三角形面积即可得△ABC 面积.这是在“补”,同样可以采用“割”:()111222ABC ACD BCD S S S AE BF CD AE BF=+=⋅+⋅=+ 此处AE +AF 即为A 、B 两点之间的水平距离.由题意得:AE +BF =6.下面求CD :根据A 、B 两点坐标求得直线AB 解析式为:1233y x =+由点C 坐标(4,7)可得D 点横坐标为4,将4代入直线AB 解析式得D 点纵坐标为2,故D 点坐标为(4,2),CD =5,165152ABC S =⨯⨯= .【方法总结】作以下定义:A 、B 两点之间的水平距离称为“水平宽”;过点C 作x 轴的垂线与AB 交点为D ,线段CD 即为AB 边的“铅垂高”.如图可得:=2ABC S ⨯ 水平宽铅垂高【解题步骤】(1)求A 、B 两点水平距离,即水平宽;(2)过点C 作x 轴垂线与AB 交于点D ,可得点D 横坐标同点C ;(3)求直线AB 解析式并代入点D 横坐标,得点D 纵坐标;(4)根据C 、D 坐标求得铅垂高;(5)利用公式求得三角形面积.例题精讲【例1】.如图,抛物线y=﹣x2﹣2x+3与x轴交于A(1,0),B(﹣3,0)两点,与y轴交于点C.点P为抛物线第二象限上一动点,连接PB、PC、BC,求△PBC面积的最大值,并求出此时点P的坐标.解:令x=0,则y=3,∴C(0,3),设直线BC的解析式为y=kx+3(k≠0),把点B坐标代入y=kx+3得﹣3k+3=0,解得k=1,∴直线BC的解析式为y=x+3,设P的横坐标是x(﹣3<x<0),则P的坐标是(x,﹣x2﹣2x+3),过点P作y轴的平行线交BC于M,则M(x,x+3),∴PM=﹣x2﹣2x+3﹣(x+3)=﹣x2﹣3x,=PM•|x B﹣x C|=(﹣x2﹣3x)×3=﹣(x2+3x)=﹣(x+)2+,∴S△PBC∵﹣<0,有最大值,最大值是,∴当x=﹣时,S△PBC∴△PBC面积的最大值为;当x=﹣时,﹣x2﹣2x+3=,∴点P坐标为(﹣,).变式训练【变1-1】.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A、B两点,过点A的直线l与抛物线交于点C,其中A点的坐标是(1,0),C点坐标是(4,3).(1)求抛物线的解析式和直线AC的解析式;(2)若点E是(1)中抛物线上的一个动点,且位于直线AC的下方,试求△ACE的最大面积及E点的坐标.解:(1)∵y=ax2+bx+3经过A(1,0),C(4,3),∴,解得:,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3;设直线AC的解析式为y=kx+h,将A、C两点坐标代入y=kx+h得:,解得:,∴直线AC的解析式为y=x﹣1;(2)如图,设过点E与直线AC平行线的直线为y=x+m,联立,消掉y得,x2﹣5x+3﹣m=0,△=(﹣5)2﹣4×1×(3﹣m)=0,解得:m=﹣,即m=﹣时,点E到AC的距离最大,△ACE的面积最大,此时x=,y=﹣=﹣,∴点E的坐标为(,﹣),设过点E的直线与x轴交点为F,则F(,0),∴AF=﹣1=,∵直线AC的解析式为y=x﹣1,∴∠CAB=45°,∴点F到AC的距离为AF•sin45°=×=,又∵AC==3,∴△ACE的最大面积=×3×=,此时E点坐标为(,).【变1-2】.如图,直线y=﹣x+2交y轴于点A,交x轴于点C,抛物线y=﹣+bx+c 经过点A,点C,且交x轴于另一点B.(1)求抛物线的解析式;(2)在直线AC上方的抛物线上有一点M,求四边形ABCM面积的最大值及此时点M 的坐标.解:(1)令x=0,得y=﹣x+2=2,∴A(0,2),令y=0,得y=﹣x+2=0,解得x=4,∴C(4,0).把A、C两点代入y=﹣x2+bx+c得,,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+2;(2)过M点作MN⊥x轴,与AC交于点N,如图,设M(a,﹣a2+a+2),则N(a,﹣a+2),=•MN•OC=(﹣a+2﹣a2﹣a﹣2)×4=﹣a2+2a,∴S△ACMS△ABC=•BC•OA=×(4+2)×2=6,=S△ACM+S△ABC=﹣a2+2a+6==﹣(a﹣2)2+8,∴S四边形ABCM∴当a=2时,四边形ABCM面积最大,其最大值为8,此时M的坐标为(2,2).【例2】.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,过点A的直线l交抛物线于点C(2,m),点P是线段AC上一个动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)当P在何处时,△ACE面积最大.解:(1)抛物线解析式为y=(x+1)(x﹣3),即y=x2﹣2x﹣3;(2)把C(2,m)代入y=x2﹣2x﹣3得m=4﹣4﹣3=﹣3,则C(2,﹣3),设直线AC的解析式为y=mx+n,把A(﹣1,0),C(2,﹣3)代入得,解得,∴直线AC的解析式为y=﹣x﹣1;设E(t,t2﹣2t﹣3)(﹣1≤t≤2),则P(t,﹣t﹣1),∴PE=﹣t﹣1﹣(t2﹣2t﹣3)=﹣t2+t+2,∴△ACE的面积=×(2+1)×PE=(﹣t2+t+2)=﹣(t﹣)2+,当t=时,△ACE的面积有最大值,最大值为,此时P点坐标为(,﹣).变式训练【变2-1】.如图,抛物线y=ax2+bx+2交x轴于点A(﹣3,0)和点B(1,0),交y轴于点C.(1)求这个抛物线的函数表达式;(2)若点D的坐标为(﹣1,0),点P为第二象限内抛物线上的一个动点,求四边形ADCP 面积的最大值.解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3)=ax2+2ax﹣3a,即﹣3a=2,解得:,故抛物线的表达式为:,则点C(0,2),函数的对称轴为:x=﹣1;(2)连接OP,设点,=S△APO+S△CPO﹣S△ODC=则S=S四边形ADCP=,∵﹣1<0,故S有最大值,当时,S的最大值为.【变2-2】.如图,在平面直角坐标系中,直线y=x﹣2与x轴交于点B,与y轴交于点C,二次函数y=+bx+c的图象经过B,C两点,且与x轴的负半轴交于点A,动点D在直线BC下方的二次函数图象上.(1)求二次函数的表达式;(2)连接DC,DB,设△BCD的面积为S,求S的最大值.解:(1)把x=0代y=x﹣2得y=﹣2,∴C(0,﹣2).把y=0代y=x﹣2得x=4,∴B(4,0),设抛物线的解析式为y=(x﹣4)(x﹣m),将C(0,﹣2)代入得:2m=﹣2,解得:m=﹣1,∴A(﹣1,0).∴抛物线的解析式y=(x﹣4)(x+1)=x2﹣x﹣2;(2)如图所示:过点D作DF⊥x轴,交BC与点F.设D(x,x2﹣x﹣2),则F(x,x﹣2),DF=(x﹣2)﹣(x2﹣x﹣2)=﹣x2+2x.△BCD2+4.∴当x=2时,S有最大值,最大值为4.1.如图,抛物线y=﹣x2+x+2与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,若点P是线段BC上方的抛物线上一动点,当△BCP的面积取得最大值时,点P的坐标是()A.(2,3)B.(,)C.(1,3)D.(3,2)解:对于y=﹣x2+x+2y=﹣x2+x+2=0,解得x=﹣1或4,令x=0,则y =2,故点A、B、C的坐标分别为(﹣1,0)、(4,0)、(0,2),过点P作y轴的平行线交BC于点H,由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为y=﹣x+2,设点P的坐标为(x,﹣x2+x+2),则点H的坐标为(x,﹣x+2),+S△PHC=PH×OB=×4×(﹣x2+x+2+x﹣2)=﹣则△BCP的面积=S△PHBx2+4x,∵﹣1<0,故△BCP的面积有最大值,当x=2时,△BCP的面积有最大值,此时,点P的坐标为(2,3),故选:A.2.如图1,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,直线过B、C两点,连接AC.(1)求抛物线的解析式;(2)点P为抛物线上直线BC上方的一动点,求△PBC面积的最大值,并求出点P坐标;(3)若点Q为抛物线对称轴上一动点,求△QAC周长的最小值.解:(1)令x=0,则y=2,∴C(0,2),令y=0,则x=4,∴B(4,0),将点B(4,0)和点C(0,2)代入,得,解得:,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+2;(2)作PD∥y轴交直线BC于点D,设P(m,﹣m2+m+2),则D(m,﹣m+2),∴PD=﹣m2+m+2﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m,=×4×(﹣m2+2m)=﹣m2+4m=﹣(m﹣2)2+4,∴S△PBC∴当m=2时,△PBC的面积有最大值4,此时P(2,3);(3)令y=0,则,解得x=﹣1或x=4,∴A(﹣1,0),∵y=﹣x2+x+2=﹣(x﹣)2+,∴抛物线的对称轴为直线x=,∵A点与B点关于对称轴对称,∴AQ=BQ,∴AQ+CQ+AC=BQ+CQ+AC≥BC+AC,∴当B、C、Q三点共线时,,△QAC周长最小,∵C(0,2),B(4,0),A(﹣1,0),∴BC=2,AC=,∴AC+BC=3,∴△QAC周长最小值为3.3.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(﹣3,0)两点.(1)求该抛物线的解析式;(2)设(1)中的抛物线交y轴于C点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC的周长最小?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.(3)在(1)中的抛物线上的第二象限上是否存在一点P,使△PBC的面积最大?若存在,求出△PBC面积的最大值.若没有,请说明理由.解:(1)根据题意得:,解得,则抛物线的解析式是y=﹣x2﹣2x+3;(2)理由如下:由题知A、B两点关于抛物线的对称轴x=﹣1对称,∴直线BC与x=﹣1的交点即为Q点,此时△AQC周长最小,对于y=﹣x2﹣2x+3,令x=0,则y=3,故点C(0,3),设BC的解析式是y=mx+n,则,解得,则BC的解析式是y=x+3.x=﹣1时,y=﹣1+3=2,∴点Q的坐标是Q(﹣1,2);(3)过点P作y轴的平行线交BC于点D,设P的横坐标是x,则P的坐标是(x,﹣x2﹣2x+3),对称轴与BC的交点D是(x,x+3).则PD=(﹣x2﹣2x+3)﹣(x+3)=﹣x2﹣3x.=(﹣x2﹣3x)×3=﹣x2﹣x==﹣(x+)2+,则S△PBC∵﹣<0,故△PBC的面积有最大值是.4.如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣5与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的二次函数解析式:(2)若点P在抛物线上,点Q在x轴上,当以点B、C、P、Q为顶点的四边形是平行四边形时,求点P的坐标;(3)如图2,点H是直线BC下方抛物线上的动点,连接BH,CH.当△BCH的面积最大时,求点H的坐标.解:(1)∵y过A(﹣1,0),B(5,0)把A(﹣1,0),B(5,0)代入抛物线y=ax2+bx﹣5得,解得y=x2﹣4x﹣5;(2)当x=0时,y=﹣5,∴C(0,﹣5),设P(m,m2﹣4m﹣5),Q(n,0),①BC为对角线,则x Q﹣x C=x B﹣x P,y Q﹣y C=y B﹣y P,解得,(舍去),∴P(4,﹣5),②CP为对角线,则x Q﹣x C=x P﹣x B,y Q﹣y C=y P﹣y B,解得或,∴P(2+,5)或(2﹣,5),③CQ为对角线时,CP∥BQ,则点P (4,﹣5);综上P (4,﹣5)或(2﹣,5)或(2+,5);第三种,CQ 为对角线不合要求,舍去;(3)过H 作HD ∥y 轴交BC 于D ,∴S △BCH =S △CDH +S △BDH =HD (x H ﹣x C )+HD (x B ﹣x H )=HD (x B ﹣x C )=HD ,设BC :y =kx +b 1,∵BC 过B 、C 点,代入得,,,∴y =x ﹣5,设H (h ,h 2﹣4h ﹣5),D (h ,h ﹣5),S △BCH =HD =×[h ﹣5﹣(h 2﹣4h ﹣5)]=﹣(h ﹣)2+,∴当h =时,H (,﹣)时,S △BCHmax =.5.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,B点的坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,﹣3),点P是直线BC下方抛物线上的一个动点.(1)求二次函数解析式;(2)连接PO,PC,并将△POC沿y轴对折,得到四边形POP'C.是否存在点P,使四边形POP'C为菱形?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积.解:(1)∵二次函数y=x2+bx+c与y轴的交点C(0,﹣3),∴c=﹣3,∴二次函数的解析式为y=x2+bx﹣3,∵点B(3,0)在二次函数图象上,∴9+3b﹣3=0,∴b=﹣2,∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)存在,理由:如图1,连接PP'交y轴于E,∵四边形POP'C为菱形,∴PP'⊥OC,OE=CE=OC,∵点C(0,﹣3),∴OC=3,∴OE=,∴E(0,﹣),∴点P的纵坐标为﹣,由(1)知,二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3,∴x2﹣2x﹣3=﹣,∴x=或x=,∵点P在直线BC下方的抛物线上,∴0<x<3,∴点P(,﹣);(3)如图2,过点P作PF⊥x轴于F,则PF∥OC,由(1)知,二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3,令y=0,则x2﹣2x﹣3=0,∴x=﹣1或x=3,∴A(﹣1,0),∴设P(m,m2﹣2m﹣3)(0<m<3),∴F(m,0),=S△AOC+S梯形OCPF+S△PFB=OA•OC+(OC+PF)•OF+PF•BF∴S四边形ABPC=×1×3+(3﹣m2+2m+3)•m+(﹣m2+2m+3)•(3﹣m)=﹣(m﹣)2+,∴当m=时,四边形ABPC的面积最大,最大值为,此时,P(,﹣),即点P运动到点(,﹣)时,四边形ABPC的面积最大,其最大值为.6.如图,抛物线y=ax2+bx+c与坐标轴交点分别为A(﹣1,0),B(3,0),C(0,2),作直线BC.(1)求抛物线的解析式;(2)点P为抛物线上第一象限内一动点,过点P作PD⊥x轴于点D,设点P的横坐标为t(0<t<3),求△ABP的面积S与t的函数关系式;(3)条件同(2),若△ODP与△COB相似,求点P的坐标.解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0),C(0,2)代入y=ax2+bx+c得:,解得:a=﹣,b=,c=2,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+2.(2)设点P的坐标为(t,﹣t2+t+2).∵A(﹣1,0),B(3,0),∴AB=4.∴S=AB•PD=×4×(﹣t2+t+2)=﹣t2+t+4(0<t<3);(3)当△ODP∽△COB时,=即=,整理得:4t2+t﹣12=0,解得:t=或t=(舍去).∴OD=t=,DP=OD=,∴点P的坐标为(,).当△ODP∽△BOC,则=,即=,整理得t2﹣t﹣3=0,解得:t=或t=(舍去).∴OD=t=,DP=OD=,∴点P的坐标为(,).综上所述点P的坐标为(,)或(,).7.如图,抛物线y=ax2﹣3ax﹣4a(a<0)与x轴交于A,B两点,直线y=x+经过点A,与抛物线的另一个交点为点C,点C的横坐标为3,线段PQ在线段AB上移动,PQ =1,分别过点P、Q作x轴的垂线,交抛物线于E、F,交直线于D,G.(1)求抛物线的解析式;(2)当四边形DEFG为平行四边形时,求出此时点P、Q的坐标;(3)在线段PQ的移动过程中,以D、E、F、G为顶点的四边形面积是否有最大值,若有求出最大值,若没有请说明理由.解:(1)∵点C的横坐标为3,∴y=×3+=2,∴点C的坐标为(3,2),把点C(3,2)代入抛物线,可得2=9a﹣9a﹣4a,解得:a=,∴抛物线的解析式为y=;(2)设点P(m,0),Q(m+1,0),由题意,点D(m,m+)m,E(m,),G(m+1,m+1),F(m+1,),∵四边形DEFG为平行四边形,∴ED=FG,∴()﹣(m+)=()﹣(m+1),即=,∴m=0.5,∴P(0.5,0)、Q(1.5,0);(3)设以D、E、F、G为顶点的四边形面积为S,由(2)可得,S=()×1÷2=(﹣m2+m+)=,∴当m=时,S最大值为,∴以D、E、F、G为顶点的四边形面积有最大值,最大值为.8.如图,已知二次函数y=ax2+bx+3的图象交x轴于点A(1,0),B(3,0),交y轴于点C.E是BC上一点,PE∥y轴.(1)求这个二次函数的解析式;(2)点P是直线BC下方抛物线上的一动点,求BCP面积的最大值;(3)直线x=m分别交直线BC和抛物线于点M,N,当m为何值时MN=BM,解:(1)将A(1,0),B(3,0)代入函数解析式,得,解得,这个二次函数的表达式是y=x2﹣4x+3;(2)当x=0时,y=3,即点C(0,3),设BC的表达式为y=kx+b,将点B(3,0)点C(0,3)代入函数解析式,得解这个方程组,得.故直线BC的解析是为y=﹣x+3,过点P作PE∥y轴,交直线BC于点E(t,﹣t+3),PE=﹣t+3﹣(t2﹣4t+3)=﹣t2+3t,∴S△BCP∵﹣<0,∴当t=时,S=.△BCP最大(3)M(m,﹣m+3),N(m,m2﹣4m+3),∴MN=|m2﹣3m|,BM=|m﹣3|,当MN=BM时,m2﹣3m=(m﹣3),解得m=.9.已知直线y=x﹣3与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=﹣x2+mx+n经过点A和点C.(1)求此抛物线的解析式;(2)在直线CA上方的抛物线上是否存在点D,使得△ACD的面积最大?若存在,求出点D的坐标;若不存在,说明理由.解:(1)把x=0代入y=x﹣3得y=﹣3,则C点坐标为(0,﹣3),把y=0代入y=x﹣3得x﹣3=0,解得x=4,则A点坐标为(4,0),把A(4,0),C(0,﹣3)代入y=﹣x2+mx+n得,解得,所以二次函数解析式为y=﹣x2+x﹣3;(2)存在.过D点作直线AC的平行线y=kx+b,当直线y=kx+b与抛物线只有一个公共点时,点D 到AC的距离最大,此时△ACD的面积最大,∵直线AC的解析式为y=x﹣3,∴k=,即y=x+b,由直线y=x+b和抛物线y=﹣x2+x﹣3组成方程组得,消去y得到3x2﹣12x+4b+12=0,∴△=122﹣4×3×(4b+12)=0,解得b=0,∴3x2﹣12x+12=0,解得x1=x2=2,把x=2,b=0代入y=x+b得y=,∴D点坐标为(2,).10.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),过点B的直线y==x﹣2交抛物线于点C.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)若点P是直线BC下方抛物线上的一个动点(P不与点B,C重合),求△PBC面积的最大值.解:(1)将点A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3中,得:,解得:,∴该抛物线表达式为y=x2﹣2x﹣3.(2)如图1,过点P作PD∥y轴,交x轴于点D,交BC于点E,作CF⊥PD于点F,连接PB,PC,设点P(m,m2﹣2m﹣3),则点E(m,m﹣2),∴PE=PD﹣DE=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+2)=﹣m2+m+1,联立方程组:,解得:,.∵点B坐标为(3,0),∴点C的坐标为(﹣,﹣),∴BD+CF=3+||=.=S△PEB+S△PEC=PE•BD+PE•CF∴S△PBC=PE(BD+CF)=(﹣m2+m+1)×=﹣(m﹣)2+,(其中﹣<m<3).∵﹣<0,∴这个二次函数有最大值.的最大值为.∴当m=时,S△PBC11.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线y=x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,过A、B两点的抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于另一点C(﹣1,0).(1)求抛物线的解析式;=S△OAB?若存在,请求出点P的坐标,若不(2)在抛物线上是否存在一点P,使S△P AB存在,请说明理由;(3)点M为直线AB下方抛物线上一点,点N为y轴上一点,当△MAB的面积最大时,求MN+ON的最小值.解:(1)∵直线y=x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,∴点A(4,0),点B(0,﹣2),设抛物线解析式为:y=a(x+1)(x﹣4),∴﹣2=﹣4a,∴a=,∴抛物线解析式为:y=(x+1)(x﹣4)=x2﹣x﹣2;(2)如图1,当点P在直线AB上方时,过点O作OP∥AB,交抛物线于点P,∵OP∥AB,∴△ABP和△ABO是等底等高的两个三角形,=S△ABO,∴S△P AB∵OP∥AB,∴直线PO的解析式为y=x,联立方程组可得,解得:或,∴点P(2+2,1+)或(2﹣2,1﹣);当点P''在直线AB下方时,在OB的延长线上截取BE=OB=2,过点E作EP''∥AB,交抛物线于点P'',连接AP'',BP'',∴AB∥EP''∥OP,OB=BE,=S△ABO,∴S△AP''B∵EP''∥AB,且过点E(0,﹣4),∴直线EP''解析式为y=x﹣4,联立方程组可得,解得,∴点P''(2,﹣3),综上所述:点P坐标为(2+2,1+)或(2﹣2,1﹣)或(2,﹣3);(3)如图2,过点M作MF⊥AC,交AB于F,设点M(m,m2﹣m﹣2),则点F(m,m﹣2),∴MF=m﹣2﹣(m2﹣m﹣2)=﹣(m﹣2)2+2,∴△MAB的面积=×4×[﹣(m﹣2)2+2]=﹣(m﹣2)2+4,∴当m=2时,△MAB的面积有最大值,∴点M(2,﹣3),如图3,过点O作∠KOB=30°,过点N作KN⊥OK于K点,过点M作MP⊥OK于P,延长MF交直线KO于Q,∵∠KOB=30°,KN⊥OK,∴KN=ON,∴MN+ON=MN+KN,∴当点M,点N,点K三点共线,且垂直于OK时,MN+ON有最小值,即最小值为MP,∵∠KOB=30°,∴直线OK解析式为y=x,当x=2时,点Q(2,2),∴QM=2+3,∵OB∥QM,∴∠PQM=∠PON=30°,∴PM=QM=+,∴MN+ON的最小值为+.12.直线y=﹣x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过A、B 两点.(1)求这个二次函数的表达式;(2)若P是直线AB上方抛物线上一点;①当△PBA的面积最大时,求点P的坐标;②在①的条件下,点P关于抛物线对称轴的对称点为Q,在直线AB上是否存在点M,使得直线QM与直线BA的夹角是∠QAB的两倍?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)直线y=﹣x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,则点A、B的坐标分别为:(4,0)、(0,2),将点A、B的坐标代入抛物线表达式得:,解得:,故抛物线的表达式为:y=﹣x2+x+2;(2)①过点P作y轴的平行线交BC于点N,设P(m,﹣m2+m+2),点N(m,﹣m+2),则:△PBA的面积S=PN×OA=×4×(﹣m2+m+2+m﹣2)=﹣2m2+8m,当m=2时,S最大,此时,点P(2,5);②点P(2,5),则点Q(,5),设点M(a,﹣a+2);(Ⅰ)若:∠QM1B=2∠QAM1,则QM1=AM1,则(a﹣)2+(a+3)2=(a﹣4)2+(﹣a+2)2,解得:a=,故点M1(,);(Ⅱ)若∠QM2B=2∠QAM1,则∠QM2B=∠QM1B,QM1=QM2,作QH⊥AB于H,BQ的延长线交x轴于点N,则tan∠BAO==,则tan∠QNA=2,故直线QH表达式中的k为2,设直线QH的表达式为:y=2x+b,将点Q的坐标代入上式并解得:b=2,故直线QH的表达式为:y=2x+2,故H(0,2)与B重合,M2、M1关于B对称,∴M2(﹣,);综上,点M的坐标为:(,)或(﹣,).13.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)交y轴于点A,交x轴于点B(﹣3,0)和点C(1,0).(1)求此抛物线的表达式.(2)若点P是直线AB下方的抛物线上一动点,当△ABP的面积最大时,求出此时点P 的坐标和△ABP的最大面积.(3)设抛物线顶点为D,在(2)的条件下直线AB上确定一点H,使△DHP为等腰三角形,请直接写出此时点H的坐标(﹣,﹣).解:(1)将点B(﹣3,0)和点C(1,0)代入y=ax2+bx﹣3,得,∴,∴y=x2+2x﹣3;(2)令x=0,则y=﹣3,∴A(0,﹣3),设直线AB的解析式为y=kx+b,∴,∴,∴y=﹣x﹣3,过点P作PG⊥x轴交AB于点G,设P(t,t2+2t﹣3),则G(t,﹣t﹣3),∴PG=﹣t﹣3﹣t2﹣2t+3=﹣t2﹣3t,∴S△ABP=×3×(﹣t2﹣3t)=﹣(t+)2+,当t=﹣时,S△ABP有最大值,此时P(﹣,﹣);(3)由y=x2+2x﹣3的顶点D(﹣1,﹣4),设H(m,﹣m﹣3),∵△DHP为等腰三角形,∴DH=PH,∴(m+1)2+(﹣m+1)2=(m+)2+(﹣m+)2,解得m=﹣,∴H(﹣,﹣),故答案为:(﹣,﹣).14.如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A(1,0)、C(﹣2,3)两点,与y 轴交于点N,其顶点为D.(1)求抛物线及直线AC的函数关系式;(2)在对称轴上是否存在一点M,使△ANM的周长最小.若存在,请求出M点的坐标和△ANM周长的最小值;若不存在,请说明理由.(3)若P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求△APC的面积的最大值及此时点P的坐标.解:(1)将A(1,0),C(﹣2,3)代入y=﹣x2+bx+c,得:,解得:,∴抛物线的函数关系式为y=﹣x2﹣2x+3;设直线AC的函数关系式为y=mx+n(m≠0),将A(1,0),C(﹣2,3)代入y=mx+n,得:,解得:,∴直线AC的函数关系式为y=﹣x+1;(2)当x=0时,y=﹣x2﹣2x+3=3,∴点N的坐标为(0,3).∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1.∵点C的坐标为(﹣2,3),∴点C,N关于抛物线的对称轴对称.令直线AC与抛物线的对称轴的交点为点M,如图所示.∵点C,N关于抛物线的对称轴对称,∴MN=CM,∴AM+MN=AM+MC=AC,∴此时△ANM周长取最小值.当x=﹣1时,y=﹣x+1=2,∴此时点M的坐标为(﹣1,2).∵点A的坐标为(1,0),点C的坐标为(﹣2,3),点N的坐标为(0,3),∴AC==3,同理可得:AN=,=AM+MN+AN=AC+AN=3+.∴C△ANM∴在对称轴上存在一点M(﹣1,2),使△ANM的周长最小,△ANM周长的最小值为3+;(3)过点P作PE∥y轴交x轴于点E,交直线AC于点F,过点C作CQ∥y轴交x轴于点Q,如图所示.设点P的坐标为(x,﹣x2﹣2x+3)(﹣2<x<1),则点E的坐标为(x,0),点F的坐标为(x,﹣x+1),∴PE=﹣x2﹣2x+3,EF=﹣x+1,PF=PE﹣EF=﹣x2﹣2x+3﹣(﹣x+1)=﹣x2﹣x+2.∵点C的坐标为(﹣2,3),∴点Q的坐标为(﹣2,0),∴AQ=1﹣(﹣2)=3,=AQ•PF=﹣x2﹣x+3=﹣(x+)2+.∴S△APC∵﹣<0,∴当x=﹣时,△APC的面积取最大值,最大值为,此时点P的坐标为(﹣,).15.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交坐标轴于A(﹣1,0),B(4,0),C (0,﹣4)三点,点P是直线BC下方抛物线上一动点.(1)求这个二次函数的解析式;(2)动点P运动到什么位置时,△PBC面积最大,求出此时P点坐标和△PBC的最大面积.(3)是否存在点P,使△POC是以OC为底边的等腰三角形?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,把A、B、C三点坐标代入可得,解得,∴抛物线解析式为y=x2﹣3x﹣4;(2)∵点P在抛物线上,∴可设P(t,t2﹣3t﹣4),过P作PE⊥x轴于点E,交直线BC于点F,如图1,∵B(4,0),C(0,﹣4),∴直线BC解析式为y=x﹣4,∴F(t,t﹣4),∴PF=(t﹣4)﹣(t2﹣3t﹣4)=﹣t2+4t,=S△PFC+S△PFB=PF•OE+PF•BE=PF•(OE+BE)=PF•OB=(﹣t2+4t)∴S△PBC×4=﹣2(t﹣2)2+8,最大值为8,此时t2﹣3t﹣4=﹣6,∴当t=2时,S△PBC∴当P点坐标为(2,﹣6)时,△PBC的最大面积为8.(3)作OC的垂直平分线DP,交OC于点D,交BC下方抛物线于点P,如图2,∴PO=PC,此时P点即为满足条件的点,∵C(0,﹣4),∴D(0,﹣2),∴P点纵坐标为﹣2,代入抛物线解析式可得x2﹣3x﹣4=﹣2,解得x=(小于0,舍去)或x=,∴存在满足条件的P点,其坐标为(,﹣2).16.已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,抛物线的对称轴交x轴于点M,连接BC、CM.求△BCM的周长及tan∠BCM的值;(3)如图2,过点A的直线m∥BC,点P是直线BC上方抛物线上一动点,过点P作PD⊥m,垂足为点D,连接BD,CD,CP,PB.当四边形BDCP的面积最大时,求点P 的坐标及四边形BDCP面积的最大值.解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)分别代入y=﹣x2+bx+c得:,解得,∴y=﹣x2+2x+3.(2)由解析式可得M(1,0),C(0,3),∴.∴△BCM的周长为.如图1,过点M作MN⊥BC于点N,∵OB=OC,∴∠OBC=∠BMN=45°.∴.∴.∴.=S△BDC+S△BPC,(3)由题意可知:S四边形BDCP∵过点A的直线m∥BC,∴.∵A(﹣1,0),B(3,0),∴AB=4.∵抛物线y=﹣x2+2x+3交y轴于点C(0,3),∴OC=3.∴.如图2,过点P作PF⊥x轴,垂足为点F,交BC于点E,直线BC的解析式为:y=﹣x+3.设P(x,﹣x2+2x+3),则E(x,﹣x+3),∵点P是直线BC上方抛物线上一动点,∴PE=PF﹣EF=(﹣x2+2x+3)﹣(﹣x+3)=﹣x2+3x.则=.∴.当时,四边形BDCP的面积最大,最大面积为.此时,点P的坐标为.17.如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线F1:y=x2+bx+c经过点A(﹣3,0)和点B (1,0).(1)求抛物线F1的解析式;(2)如图2,作抛物线F2,使它与抛物线F1关于原点O成中心对称,请直接写出抛物线F2的解析式;(3)如图3,将(2)中抛物线F2向上平移2个单位,得到抛物线F3,抛物线F1与抛物线F3相交于C,D两点(点C在点D的左侧).①求点C和点D的坐标;②若点M,N分别为抛物线F1和抛物线F3上C,D之间的动点(点M,N与点C,D不重合),试求四边形CMDN面积的最大值.∴,解得,∴y=x2+2x﹣3;(2)∵y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,∴抛物线的顶点(﹣1,﹣4),∵顶点(﹣1,﹣4)关于原点的对称点为(1,4),∴抛物线F2的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4,∴y=﹣x2+2x+3;(3)由题意可得,抛物线F3的解析式为y=﹣(x﹣1)2+6=﹣x2+2x+5,①联立方程组,解得x=2或x=﹣2,∴C(﹣2,﹣3)或D(2,5);②设直线CD的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=2x+1,过点M作MF∥y轴交CD于点F,过点N作NE∥y轴交CD于点E,设M(m,m2+2m﹣3),N(n,﹣n2+2n+5),则F(m,2m+1),E(n,2n+1),∴MF=2m+1﹣(m2+2m﹣3)=﹣m2+4,NE=﹣n2+2n+5﹣2n﹣1=﹣n2+4,∵﹣2<m<2,﹣2<n<2,∴当m=0时,MF有最大值4,当n=0时,NE有最大值4,=S△CDN+S△CDM=×4×(MF+NE)=2(MF+NE),∵S四边形CMDN∴当MF+NE最大时,四边形CMDN面积的最大值为16.18.将抛物线y=ax2(a≠0)向左平移1个单位,再向上平移4个单位后,得到抛物线H:y =a(x﹣h)2+k.抛物线H与x轴交于点A、B,与y轴交于点C.已知A(﹣3,0),点P是抛物线H上的一个动点.(1)求抛物线H的表达式.(2)如图1,点P在线段AC上方的抛物线H上运动(不与A、C重合),过点P作PD ⊥AB,垂足为D,PD交AC于点E.作PF⊥AC,垂足为F,求△PEF的面积的最大值.(3)如图2,点Q是抛物线H的对称轴l上的一个动点,在抛物线H上,是否存在点P,使得以点A、P、C、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.参考:若点P1(x1,y1)、P2(x2,y2),则线段P1P2的中点P0的坐标为.解:(1)由题意得抛物线的顶点坐标为(﹣1,4),∴抛物线H:y=a(x+1)2+4,将A(﹣3,0)代入,得:a(﹣3+1)2+4=0,解得:a=﹣1,∴抛物线H的表达式为y=﹣(x+1)2+4;(2)如图1,由(1)知:y=﹣x2﹣2x+3,令x=0,得y=3,∴C(0,3),设直线AC的解析式为y=mx+n,∵A(﹣3,0),C(0,3),∴,解得:,∴直线AC的解析式为y=x+3,设P(m,﹣m2﹣2m+3),则E(m,m+3),∴PE=﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)=﹣m2﹣3m=﹣(m+)2+,∵﹣1<0,∴当m=﹣时,PE有最大值,∵OA=OC=3,∠AOC=90°,∴△AOC是等腰直角三角形,∴∠ACO=45°,∵PD⊥AB,∴∠ADP=90°,∴∠ADP=∠AOC,∴PD∥OC,∴∠PEF=∠ACO=45°,∵PF⊥AC,∴△PEF是等腰直角三角形,∴PF=EF=PE,=PF•EF=PE2,∴S△PEF=×()2=;∴当m=﹣时,S△PEF最大值(3)①当AC为平行四边形的边时,则有PQ∥AC,且PQ=AC,如图2,过点P作对称轴的垂线,垂足为G,设AC交对称轴于点H,则∠AHG=∠ACO=∠PQG,在△PQG和△ACO中,,∴△PQG≌△ACO(AAS),∴PG=AO=3,∴点P到对称轴的距离为3,又∵y=﹣(x+1)2+4,∴抛物线对称轴为直线x=﹣1,设点P(x,y),则|x+1|=3,解得:x=2或x=﹣4,当x=2时,y=﹣5,当x=﹣4时,y=﹣5,∴点P坐标为(2,﹣5)或(﹣4,﹣5);②当AC为平行四边形的对角线时,如图3,设AC的中点为M,∵A(﹣3,0),C(0,3),∴M(﹣,),∵点Q在对称轴上,∴点Q的横坐标为﹣1,设点P的横坐标为x,根据中点公式得:x+(﹣1)=2×(﹣)=﹣3,∴x=﹣2,此时y=3,∴P(﹣2,3);综上所述,点P的坐标为(2,﹣5)或(﹣4,﹣5)或(﹣2,3).。
《二次函数专题提优》:二次函数有关面积问题
《二次函数提优专题》:二次函数有关面积问题2、如图,抛物线y=x2+bx+c(b、c为常数)与x轴相交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴相交于点C,其对称轴与x轴相交于点D,作直线BC.(1)、求抛物线的解析式.(2)、设点P为抛物线对称轴上的一个动点.①、如图①,若点P为抛物线的顶点,求△PBC的面积.②、是否存在点P使△PBC的面积为6?若存在,求出点P坐标;若不存在,请说明理由.(二)、三角形面积最值:3、如图,已知抛物线c bx x y ++=2-与x 轴交于A(−1,0)、B(3,0)两点,与y 轴交于点C ,抛物线的对称轴与抛物线交于点P 、与直线BC 相交于点M ,连接PB 。
(1)、求该抛物线的解析式;(2)、在(1)中位于第一象限内的抛物线上是否存在点D ,使得BCD △的面积最大?若存在,求出D 点坐标及BCD △面积的最大值;若不存在,请说明理由。
(3)、在(1)中的抛物线上是否存在点Q ,使得QMB △与PMB △的面积相等?若存在,直接写出满足条件的所有点Q 的坐标;若不存在,请说明理由。
(三)、有关三角形面积倍数关系:4、如图,已知:m 、n 是方程x 2-6x+5=0的两个实数根,且m<n ,•抛物线y=-x 2+bx+c 的图象经过点A (m ,0),B (0,n ). (1)、求这个抛物线的解析式;(2)、设(1)中的抛物线与x 轴的另一交点为C ,抛物线的顶点为D ,试求出点C ,D 的坐标和△BCD 的面积; (3)、P 是线段OC 上的一点,过点P 作PH ⊥x 轴,与抛物线交于H 点,若直线BC 把△PCH 分成面积之比为2:3的两部分,请求出P 点的坐标。
5、如图,在平面直角坐标系中,二次函数5-x 6-x y 2+=的图象与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,其顶点为P ,连接PA 、AC 、CP ,过点C 作y 轴的垂线l 。
二次函数求面积问题
二次函数求面积问题
在数学中,二次函数是形如f(x) = ax^2 + bx + c的函数,其中a、b和c是实数
且a不等于零。
这种类型的函数可以用来解决许多实际问题,包括求解面积问题。
想象一下,我们有一个二次函数的图像,限定在x轴上的两个点x1和x2之间。
我们需要求解这段x轴上方的面积。
首先,我们需要将x1和x2代入二次函数的方程中,计算出对应的y值,在这
两个点上方的y值都表示函数图像在该范围内的高度。
然后,我们需要找到一个近似函数或者采用数值积分的方法来计算这两个点之
间的曲线下面积。
一种常用的方法是通过定积分来计算二次函数的面积。
我们可以将二次函数表
示为f(x) = ax^2 + bx + c。
然后,我们对该函数进行积分,积分结果将是一个新的函数F(x),即f(x)的原
函数。
在这个过程中,我们需要记住积分的不定性,并添加一个常数项。
接下来,我们在范围[x1, x2]上划定区间,在F(x)的两个端点x1和x2处的值分
别为F(x1)和F(x2)。
最后,我们通过计算这两个点的函数值之差来求得二次函数在给定范围内的面积。
简而言之,求解二次函数在给定范围内的面积可以通过以下步骤来实现:
1. 将x1和x2代入二次函数方程,计算对应的y值。
2. 采用数值积分或定积分方法,计算二次函数f(x)在这两个点之间的面积。
需要注意的是,如果x1和x2是两个实根,那么函数图像将在这两个点之间与
x轴相交,并形成一个三角形。
在这种情况下,求解面积就等于计算这个三角形的
面积。
二次函数面积问题类型总结
二次函数面积专题知识导航:1、求图形面积2、面积最值3、已知面积探寻其他问题第一讲求图形面积考点类型1.三角形面积求法:特殊型:有一条边在坐标轴或者有一条边平行于坐标轴三角形面积主要分成两类:普通型:三边均不平行于坐标轴特殊型:直接选用平行于坐标轴或者在坐标轴的边为底及对应高进行计算例1、(青海)如图,抛物线224233y x x =-++与坐标轴交点分别为(1,0)A -,(3,0)B ,(0,2)C ,作直线BC .点P 为抛物线上第一象限内一动点,过点P 作PD x ⊥轴于点D ,设点P 的横坐标为(03)t t <<,求ABP ∆的面积S 与t 的函数关系式;1.补形法 一般型2.铅锤法3.面积转化法 1.补形法2. 割法之铅锤线法:公式:三角形面积=铅锤高×水平宽×21 x B -x Ax B -x ABAMPPM AB1()2APB B A S PM x x =⋅⋅-△3:面积转化法转化法——借助平行线转化:AB若S△ABP=S△ABQ,若S△ABP=S△ABQ,当P,Q在AB同侧时,当P,Q在AB异侧时,考点类型2:多边形面积求法多边形面积:主要采用割补法进行计算例1、若抛物线223y x x =--+的顶点为点D ,求四边形ABCD 的面积.练习:已知二次函数y=x 2-2x-3,图象如图所示,求四边形ACBD 及△BCD 的面积.第二讲 面积最值问题例1、如图,已知抛物线215222y x x =-+-,与x 轴交于,A B 两点,交y 轴交于点C .在直线AC 上方的抛物线上是否存在一点D ,使得DCA ∆的面积最大?若存在,求出点D 的坐标及DCA ∆面积的最大值;若不存在,请说明理由.练习:1.如图1,在平面直角坐标系中,直线3944y x =-+与x 轴交于点A ,与y 轴交于点B ;抛物线2339424y x x =-++过A ,B 两点,与x 轴交于另一点(1,0)C -,抛物线的顶点为D ,在直线AB 上方的抛物线上有一动点E ,求出点E 到直线AB 的距离的最大值;小结:三角形面积ABD 最大的时候,F 点坐标有什么特点:2.如图,抛物线223y x x =--+与x 轴交于点A 和点B ,与y 轴交于点C .若动点P 在第二象限内的抛物线上,当四边形P ABC 的面积最大时,求四边形P ABC 面积的最大值及此时点P 的坐标.例2、如图,已知二次函数213222y x x =-++的图象经过()()()1,04,00,2A B C -、、三点. 点P 是该二次函数图象上位于第一象限上的一动点,连接P A 分别交BC 、y 轴于点E 、F ,若△PEB 、△CEF 的面积分别为S 1、S 2,求S 1﹣S 2的最大值.第三讲 已知面积求其他问题例1.已知二次函数y=x 2-2x-3,图象如图所示,在抛物线上求出所有点P 的坐标,使△PBD 的面积与△ABC 面积相等.例2、抛物线223y x x =--+是否存在过点C 的直线把ABC ∆面积分成2:1的两部分,若存在,求出直线解析式,若不存在,请说明理由? xyA C BO变式1、抛物线223y x x =--+上是否存在点P ,使PAB ∆的面积等于BCD ∆的面积的38倍,若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;例3、如图,抛物线223y x x =-++与x 轴交于点A 和点B (点A 在原点的左侧,点B 在原点的右侧),与y 轴交于点C .如图1,连接BC ,点D 是直线BC 上方抛物线上的点,连接OD ,CD .OD 交BC 于点F ,当:3:2COF CDF S S ∆∆=时,求点D 的坐标.变式、已知抛物线228y x x =-++经过点(3,7)A --,(3,5)B ,顶点为点E ,抛物线的对称轴与直线AB 交于点C .在抛物线上A ,E 两点之间的部分(不包含A ,E 两点),是否存在点D ,使得2DAC DCE S S ∆∆=?若存在,求出点D 的坐标;若不存在,请说明理由.例4、如图,已知抛物线215222y x x =-+-,与x 轴交于,A B 两点,交y 轴交于点C . (1)P 是抛物线上一点,且3ABP S ∆=,求点P 的坐标.(2)Q 是抛物线上一点,且2ACQ S ∆=,求点Q 的坐标.(3)在抛物线上是否存在异于A 、C 的点P ,使PAC ∆中AC 25?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.变式、如图,在平面直角坐标系中,A 是抛物线212y x =上的一个动点,且点A 在第一象限内.AE ⊥y 轴于点E ,点B 坐标为(0,2),直线AB 交x 轴于点C ,点D 与点C 关于y 轴对称,直线DE 与AB 相交于点F ,连结BD .设线段AE 的长为m ,△BED 的面积为S .(1)当2m =时,求S 的值.(2)求S 关于m (2m ≠)的函数解析式. (3)①若3S =时,求AF BF 的值.②当2m >时,设AF k BF=,猜想k 与m 的数量关系并证明.。
[详细讲解]利用二次函数求几何图形面积的最值问题
利用二次函数求几何图形面积的最值问题构造二次函数来确定几何图形中的有关面积最大值的问题是近年来常考的题型,求解这类问题,实际上,只要我们能充分运用条件,根据图形的特点,综合运用所学知识,如,勾股定理、全等三角形、相似三角形、解直角三角形、图形的面积公式等等来寻求等量关系,从而构造出二次函数,再利用二次函数的性质即可求解.现举例说明.方法:1、用含有自变量的代数式分别表示出与所求几何图形相关的量(如周长、长、宽、半径等)。
2、根据几何图形的特征,列出其面积的计算公式,用函数表示这个面积。
3、根据函数关系式求出最大值及取得最大值的自变量的值,当 的值不在自变量的取值范围内时,应根据取值范围来确定最大值。
例1(2006年旅顺口区中考试题)已知边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE (如图1),其中AF =2,BF =1.试在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积.简析 设矩形PNDM 的边DN =x ,NP =y ,则矩形PNDM 的面积S =xy (2≤x ≤4), 易知CN =4-x ,EM =4-y .且有NP BC CN-=BFAF(作辅助线构造相似三角形),即34y x --=12,所以y =-12x +5,S =xy =-12x 2+5x (2≤x ≤4),此二次函数的图象开口向下,对称轴为x =5,所以当x ≤5时,函数的值是随x 的增大而增大,对2≤x ≤4来说,当x =4时,S 有最大值S 最大=-12×42+5×4=12.说明 本题是一道代数几何综合题,把相似三角形与二次函数的知识有机的结合在一起,能很好考查学生的综合应用能力.同时,也给同学们探索解题思路留下了思维空间.例2(2006年南京市中考试题)如图2,在矩形ABCD 中,AB =2AD ,线段EF =10.在EF 上取一点M ,分别以EM 、MF 为一边作矩形EMNH 、矩形MFGN ,使矩形MFGN ∽矩形ABCD .令MN =x ,当x 为何值时,矩形EMNH 的面积S 有最大值?最大值是多少?简析 因为矩形MFGN ∽矩形ABCD ,所以MNAD=MF AB,因为AB =2AD ,MN =x ,所以MF =2x ,所以EM =EF -MF =10-2x ,所以S =x (10-2x )=-2x 2+10x =-2(x -52)2+252,所以当x =52时,S 有最大值为252.说明 本题是利用相似多边形的性质,求出矩形的边之间的关系,再运用矩形的面积构造出二次函数的表达式,使问题求解.例3(2006年泉州市中考试题)一条隧道的截面如图3所示,它的上部是一个以AD 为直径的半圆O ,下部是一个矩形ABCD .(1)当AD =4米时,求隧道截面上部半圆O 的面积;(2)已知矩形ABCD 相邻两边之和为8米,半圆O 的半径为r 米.①求隧道截面的面积S (米)关于半径r (米)的函数关系式(不要求写出r 的取值范围);②若2米≤CD ≤3米,利用函数图象求隧道截面的面积S 的最大值.(π取3.14,结果精确到0.1米)简析(1)当AD =4米时,S半圆=12π×22AD ⎛⎫ ⎪⎝⎭=12π×22=2π(米2).(2)①因为AD =2r ,AD +CD =8,所以CD =8-AD =8-2r ,所以S =12πr 2+AD ·CD =12πr 2+2r (8-2r )=(12π-4)r 2+16r ;②由①知CD =8-2r ,又因为2米≤CD ≤3米,所以2≤8-2r ≤3,图 2 图1所以 2.5≤r ≤3,由①知S =(12π-4)r 2+16r =(12×3.14-4)r 2+16r =-2.43r 2+16r =-2.43(r -82.43)2+642.43,因为-2.43<0,所以函数图象为开口向下的抛物线,因为函数图象对称轴r =82.43≈3.3.又2.5≤r ≤3<3.3,由函数图象的性质可知,在对称轴左侧S 随r 的增大而增大,故当r =3时,S 有最大值,S最大值=(12π-4)×32+16×3≈(12×3.14-4)×9+48=26.13≈26.1(米2).即隧道截面面积S 的最大值约为26.1米2.说明 本题是一道典型的代数与几何的综合题,集图形的面积、不等式与二次函数的知识有机的结合在一起,有助于培养同学们的综合应用能力.例4(2006年陕西中考课改试题)王师傅有两块板材边角料,其中一块是边长为60cm 的正方形板子;另一块是上底为30cm ,下底为120cm ,高为60cm 的直角梯形板子(如图4),王师傅想将这两块板子裁成两块全等的矩形板材.他将两块板子叠放在一起,使梯形的两个直角顶点分别与正方形的两个顶点重合,两块板子的重叠部分为五边形ABCDE 围成的区域(如图5),由于受材料纹理的限制,要求裁出的矩形要以点B 为一个顶点.(1)求FC 的长;(2)利用如图5求出矩形顶点B 所对的顶点到BC 边的距离x (cm)为多少时,矩形的面积最大?最大面积时多少?图3(3)若想使裁出的矩形为正方形,试求出面积最大的正方形的边长.简析(1)由题意,得△DEF ∽△CGF ,FC DF =CGDE,即603060=-FC FC , 所以FC =40(cm).(2)如图5,设矩形顶点B 所对顶点为P ,则①当顶点P 在AE 上时,x =60,y 的最大值为60×30=1800(cm 2);②当顶点P 在EF 上时,过点P 分别作PN ⊥BG 于点N ,PM ⊥AB 于点M .根据题意,得△GFC ∽△GPN ,所以CGFG NG DF =,所以NG =23x ,所以BN =120-23x ,所以y =x (120-23x )=-23(x -40)2+2400,所以当x =40时,y 的最大值为2400(cm 2);③当顶点P 在FC 上时,y 的最大值为60×40=2400(cm 2).综合①②③,得x =40cm 时,矩形的面积最大,最大面积为2400cm 2.(3)根据题意,正方形的面积y (cm 2)与边长x (cm)满足的函数表达式为: y =-23x 2+120x .当y =x 2时,正方形的面积最大,所以x 2=-23x 2+120x .解之,得 x 1=0(舍去),x 2=48(cm).图4图5所以面积最大得正方形得边长为48 cm.说明本题是一道典型的二次函数与几何综合应用的问题,在解第(2)小题时,一定不要忽视分类讨论来求出每一种情况的最大值后,再进行比较得出结论,第(3)小题只需根据题意列出方程就能解决.。
二次函数中的面积问题
二次函数——面积问题〖知识要点〗一.求面积常用方法:1. 直接法(一般以坐标轴上线段或以与轴平行的线段为底边)2. 利用相似图形,面积比等于相似比的平方3. 利用同底或同高三角形面积的关系4. 割补后再做差或做和(三边均不在坐标轴上的三角形及不规则多边形需把图形分解) 二.常见图形及公式·抛物线解析式y=ax 2 +bx+c (a ≠0)抛物线与x 轴两交点的距离AB=︱x 1–x 2︱=a∆抛物线顶点坐标(-ab 2, ab ac 442-)抛物线与y 轴交点(0,c )“歪歪三角形中间砍一刀” ah S ABC 21=∆,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.$$C铅垂高水平宽ha图1C BAOy xDBAO.xP〖基础习题〗1、若抛物线y=-x 2–x+6与x 轴交于A 、B 两点,则AB= ,此抛物线与y 轴交于点C ,则C 点的坐标为 ,△ABC 的面积为 .2、若抛物线y=x 2+ 4x 的顶点是P ,与X 轴的两个交点是C 、D 两点,则△PCD 的面积是_____________.3、已知抛物线c bx x y ++=2与y 轴交于点A ,与x 轴的正半轴交于B 、C 两点,且BC=2,S △ABC =3,则b = ,c = .〖典型例题〗面积最大问题》1、二次函数c bx ax y ++=2的图像与x 轴交于点A (-1,0)、B (3 ,0),与y 轴交于点C ,∠ACB=90°.(1)求二次函数的解析式;(2)P 为抛物线X 轴上方一点,若使得△PAB 面积最大,求P 坐标(3)P 为抛物线X 轴上方一点,若使得四边形PABC 面积最大,求P 坐标 (4) P 为抛物线上一点,若使得ABC PAB S S ∆∆=21,求P 点坐标。
},y xBACO同高情况下,面积比=底边之比2.已知:如图,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于B、C,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B、C,点A 是抛物线与x轴的另一个交点.(1)求B、C两点的坐标和抛物线的解析式;(2)若点P在直线BC上,且,求点P的坐标.;3.已知:m、n是方程x2﹣6x+5=0的两个实数根,且m<n,抛物线y=﹣x2+bx+c的图象经过点A(m,0)、B(0,n).(1)求这个抛物线的解析式;(2)设(1)中抛物线与x轴的另一交点为C,抛物线的顶点为D,试求出点C、D的坐标和△BCD的面积;(注:抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(3)P是线段OC上的一点,过点P作PH⊥x轴,与抛物线交于H点,若直线BC把△PCH分成面积之比为2:3的两部分,请求出P点的坐标.三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半4.阅读材料:如图,过△ABC的三个顶点分别作出水平垂直的三条直线,外侧两条直线之间的距离叫△ABC的“水平宽”(a),中间的这条直线在△ABC内部线段的长度叫△ABC的“铅垂高(h)”.我们可以得出一种计算三角形面积的新方法:S△ABC=ah,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.解答下列问题:如图,抛物线顶点坐标为点C(1,4)交x轴于点A,交y轴于点B(0,3)(1)求抛物线解析式和线段AB的长度;(2)点P是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,连接PA,PB,当P点运动到顶点C时,求△CAB的铅垂高CD及S△CAB;(3)在第一象限内抛物线上求一点P,使S△PAB =S△CAB.法一:同底情况下,面积相等转化成平行线法二:同底情况下,面积相等转化成铅垂高相等|!变式一:如图2,点P 是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,连结PA ,PB ,是否存在一点P ,使S △PAB =S △CAB 若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由.变式二:抛物线上是否存在一点P ,使S △PAB =S △CAB 若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明~'点动+面积5.如图1,已知△ABC中,AB=10cm,AC=8cm,BC=6cm,如果点P由B出发沿BA方向向点A匀速运动,同时点Q由A出发沿AC方向向点C匀速运动,它们的速度均为2cm/s,连接PQ,设运动的时间为t(单位:s)(0≤t≤4).解答下列问题:(1)当t为何值时,PQ∥BC.(2)是否存在某时刻t,使线段PQ恰好把△ABC的面积平分若存在求出此时t的值;若不存在,请说明理由.(3)如图2,把△APQ沿AP翻折,得到四边形AQPQ′.那么是否存在某时刻t使四边形AQPQ′为菱形若存在,求出此时菱形的面积;若不存在,请说明理由.、!形动+面积6.如图1,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴、y轴分别交于点A(﹣1,0)、B(3,0)、点C三点.(1)试求抛物线的解析式;(2)点D(2,m)在第一象限的抛物线上,连接BC、BD.试问,在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P,满足∠PBC=∠DBC如果存在,请求出点P点的坐标;如果不存在,请说明理由;(3)如图2,在(2)的条件下,将△BOC沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度向右平移,记平移后的三角形为△B′O′C′.在平移过程中,△B′O′C′与△BCD重叠的面积记为S,设平移的时间为t秒,试求S与t之间的函数关系式。
二次函数中的面积计算问题(包含铅垂高)
v1.0 可编辑可修改(D)二次函数中的面积计算问题[典型例题]例. 如图,二次函数2y x bx c =++图象与x 轴交于A,B 两点(A 在B 的左边),与y 轴交于点C ,顶点为M ,MAB ∆为直角三角形, 图象的对称轴为直线2-=x ,点P 是抛物线上位于,A C 两点之间的一个动点,则PAC ∆的面积的最大值为( C )A .274B .112C . 278D .3二次函数中面积问题常见类型:一、选择填空中简单应用 二、不规则三角形面积运用S=三、运用四、运用相似三角形五、运用分割方法将不规则图形转化为规则图形例1. 如图1,已知:正方形ABCD 边长为1,E 、F 、G 、H 分别为各边上的点, 且AE=BF=CG=DH, 设小正方形EFGH 的面积为s ,AE 为x ,则s 关于x 的函数图象大致是 ( B )例2. 解答下列问题:如图1,抛物线顶点坐标为点C (1,4),交x 轴于点A (3,0),交y 轴于点B . (1)求抛物线和直线AB 的解析式; (2)求△CAB 的铅垂高CD 及S △CAB ;(3)设点P 是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,是否存在一点P ,使S △PAB =89S △CAB ,若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由. 第10题xyABCOM图1铅垂高hA C y BD思路分析此题是二次函数中常见的面积问题,方法不唯一,可以用割补法,但有些繁琐,如图2我们可得出一种计算三角形面积的新方法:ah S ABC 21=∆即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.掌握这个公式后,思路直接,过程较为简单,计算量相对也少许多,答案:(1)由已知,可设抛物线的解析式为y 1=a (x -1)2+4(a ≠0).把A (3,0)代入解析式求得a =-1,∴抛物线的解析式为y 1=-(x -1)2+4,即y 1=-x 2+2x +3. 设直线AB 的解析式为y 2=kx +b ,由y 1=-x 2+2x +3求得B 点的坐标为(0,3).把A (3,0),B (0,3)代入y 2=kx +b ,解得k =-1,b =3.∴直线AB 的解析式为y 2=-x +3. (2)∵C (1,4),∴当x =1时,y 1=4,y 2=2.∴△CAB 的铅垂高CD =4-2=2.S △CAB =21×3×2=3(平方单位).(3)解:存在.设P 点的横坐标为x ,△PAB 的铅垂高为h . 则h =y 1-y 2=(-x 2+2x +3)-(-x +3)=-x 2+3x由S △PAB =89S △CAB 得:21×3×(-x 2+3x )=89×3.整理得4x 2-12x +9=0,解得x =23. 把x =23代入y 1=-x 2+2x +3,得y 1=415.∴P 点的坐标为(23,415). 例3. (贵州省遵义市)如图,在平面直角坐标系中,Rt △AOB 的顶点坐标分别为A (0,2),O (0,0),B (4,0),把△AOB 绕点O 逆时针方向旋转90°得到△COD (点A 转到点C 的位置),抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)经过C 、D 、B 三点.(1)求抛物线的解析式;(2)若抛物线的顶点为P ,求△PAB 的面积;(3)抛物线上是否存在点M ,使△MBC 的面积等于△PAB 的面积若存在,请求出点M 的坐标;若不存在,图2请说明理由.思路分析:根据题目所给信息,函数关系式和△PAB 的面积很容易求出。
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二次函数中常见图形的的面积问题
说出如何表示各图中阴影部分的面积?
如图
1
,
过厶
ABC 勺三个顶点分别作出与水平垂直的三条线,外侧两条直线之间的距离叫厶ABC勺“水平宽”,中间的这条直线在△ ABC部线段的长度叫△ ABC 的“铅垂高h”。
三角形面积的新方法:,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半。
抛物线y x2 2x 3与x轴交与A B (点A在B右侧),与y轴交与点C, D为抛物线的顶点,连接BD CD
(1)求四边形BOC啲面积.
(2)求厶BCD的面积.(提示:本题中的三角形
没有横向或纵向的边,可以通过添加辅助线进行转化,
把你想到的思路在图中
画出来,并选择其中的一种写出详细的解答过程)
图二图三
图一
D
如图1,抛物线顶点坐标为点C(1,4),交x轴于点A(3,0),
交y轴于点B
(1)求抛物线和直线AB的解析式;(2)求厶CAB勺铅垂高CD及S^AB;
(3)设点P是抛物线(在第一象限)上的一个动点,是否存在一点P,使S\PAB
=S A CAB ,若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由。
八V
如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a工0)经过A(-2,0), B(0,4), C(2,4)三点,且与x轴的另一个交点为E。
(1)求该抛物线的解析式;
(2)求该抛物线的顶点D的坐标和对称轴;(3)求四边形ABDE勺面积
D
已知二次函数y x2 2x 3与x轴交于A B两点(A在B的左边),与y轴交于点
C,顶点为在双曲线y 3上是否存在点N,使得S NAB S ABC ,若存在直接写出N
x
的坐标;若不存在,请说明理由.
抛物线y x2 2x 3与X轴交与A B (点A在B右侧),与y轴交与点C,若点E为第二象限抛物线上一动点,点E运动到什么位置时,△ EBC勺面积最大,并求出此时点E 的坐标和厶EBC勺最大面积.
D
如图,抛物线顶点坐标为点C(1, 4),交x轴于点A(3,0),交y轴于点B
(1)求抛物线和直线AB的解析式; (2)点P是抛物线(在第一象限)上的一个动点,连PA PB当P点运动到顶点C 时,求△ CAB勺铅垂高CD及;(3)在⑵中是否存在一点P,使,若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由.
如图,在直角坐标系中,点A的坐标为(一2, 0),连结0A将线段0A绕原点0 时针
旋转120°,得到线段OB
(1)求点B的坐标;
(2)求经过A、O B三点的抛物线的解析式;
(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点。
,使厶BO(的周长最小?若存在, 求出
点C的坐标;若不存在,请说明理由.
(4)如果点P是( 2)中的抛物线上的动点,且在x轴的下方,那么△ PAB是否有
最大面积?若有,求出此时P点的坐标及△ PAB勺最大面积;若没有,请说明理由.
3.如图,已知抛物线y= ax2+ bx—4与直线y= x交于点A、BA B的横坐标分别为一1和4。
两点,
(1)求此抛物线的解析式。
(2)若平行于y轴的直线x= m( O v m<+ 1 )与抛物线交于点M与直线y =x交于点N,交x轴于点P,求线段MN勺长(用含m的代数式表示)。
⑶在(2)的条件下,连接OM BM是否存在m的值,使得△ BOM。