最新2021学年九年级中考数学复习--二次函数中三角形面积问题教案
最新中考数学专题复习——二次函数的实际应用(面积最值问题11页)及答案
第 1 页二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题知识要点:在生活理论中,人们经常面对带有“最〞字的问题,如在一定的方案中,花费最少、消耗最低、面积最大、产值最高、获利最多等;解数学题时,我们也常常碰到求某个变量的最大值或最小值之类的问题,这就是我们要讨论的最值问题。
求最值的问题的方法归纳起来有以下几点:1.运用配方法求最值;2.构造一元二次方程,在方程有解的条件下,利用判别式求最值;3.建立函数模型求最值;4.利用根本不等式或不等分析法求最值.[例1]:在矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度挪动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度挪动,假如P 、Q 两点同时出发,分别到达B 、C 两点后就停顿挪动.〔1〕运动第t 秒时,△PBQ 的面积y(cm²)是多少?〔2〕此时五边形APQCD 的面积是S(cm²),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量的取值范围.〔3〕t 为何值时s 最小,最小值时多少?答案:[例2]:小明的家门前有一块空地,空地外有一面长10米的围墙,为了美化生活环境,小明的爸爸准备靠墙修建一个矩形花圃,他买回了32米长的不锈钢管准备作为花圃的围栏,为了浇花和赏花的方便,准备在花圃的中间再围出一条宽为一米的通道及在左右花圃各放一个1米宽的门〔木质〕.花圃的长与宽如何设计才能使花圃的面积最大?解:设花圃的宽为x 米,面积为S 平方米那么长为:x x 4342432-=+-(米)那么:)434(x x S -= ∵6417<,∴S 与x 的二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当2176<≤x 内,S 随x 的增大而减小, ∴当6=x 时,604289)4176(42max =+--=S (平方米) 答:可设计成宽6米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大. [例3]:边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE 〔如图〕,其中AF=2,BF=1.试在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积.解:设矩形PNDM 的边DN=x ,NP=y ,那么矩形PNDM 的面积S=xy 〔2≤x≤4〕易知CN=4-x ,EM=4-y .过点B 作BH ⊥PN 于点H那么有△AFB ∽△BHP∴PH BH BF AF =,即3412--=y x , 此二次函数的图象开口向下,对称轴为x=5,∴当x≤5时,函数值y 随x 的增大而增大,对于42≤≤x 来说,当x=4时,12454212=⨯+⨯-=最大S . 【评析】此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,能很好考察学生的综合应用才能.同时,也给学生探究解题思路留下了思维空间.[例4]:某人定制了一批地砖,每块地砖〔如图(1)所示〕是边长为0.4米的正方形ABCD ,点E 、F 分别在边BC 和CD 上,△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 均由单一材料制成,制成△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 的三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,假设将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影局部组成四边形EFGH .(1)判断图(2)中四边形EFGH 是何形状,并说明理由;(2)E 、F 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省?解:(1) 四边形EFGH 是正方形.图(2)可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C 点按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的,故CE =CF =CG .∴△CEF 是等腰直角三角形因此四边形EFGH 是正方形.(2)设CE =x , 那么BE =0.4-x ,每块地砖的费用为y 元那么:y =x ×30+×0.4×(0.4-x )×20+[0.16-x -×0.4×(0.4-x )×10]当x =0.1时,y 有最小值,即费用为最省,此时CE =CF =0.1.答:当CE =CF =0.1米时,总费用最省.作业布置:1.(2021浙江台州)某人从地面垂直向上抛出一小球,小球的高度h (单位:米)与小球运动时间t (单位:秒)的函数关系式是,那么小球运动中的最大高度=最大h 4.9米 .2.(2021庆阳市)兰州市“安居工程〞新建成的一批楼房都是8层高,房子的价格y (元/平方米)随楼层数x (楼)的变化而变化(x =1,2,3,4,5,6,7,8);点(x ,y )都在一个二次函数的图像上,(如下图),那么6楼房子的价格为 元/平方米.提示:利用对称性,答案:2080.3.如下图,在一个直角△MBN 的内部作一个长方形ABCD ,其中AB 和BC 分别在两直角边上,设AB =x m ,长方形的面积为y m 2,要使长方形的面积最大,其边长x 应为( D )A .424m B .6 m C .15 m D .25m 解:AB =x m ,AD=b ,长方形的面积为y m 2 ∵AD ∥BC ∴△MAD ∽△MBN第 3 页 ∴MB MA BN AD =,即5512x b -=,)5(512x b -= )5(512)5(5122x x x x xb y --=-⋅==, 当5.2=x 时,y 有最大值. 4.(2021湖北恩施)将一张边长为30㎝的正方形纸片的四角分别剪去一个边长为x㎝的小正方形,然后折叠成一个无盖的长方体.当x取下面哪个数值时,长方体的体积最大〔 C 〕A .7B .6C .5D .45.如图,铅球运发动掷铅球的高度y (m)与程度间隔 x (m)之间的函数关系式是:35321212++-=x x y ,那么该运发动此次掷铅球的成绩是( D ) A .6 m B .12 m C .8 m D .10m解:令0=y ,那么:02082=--x x 0)10)(2(=-+x x〔图5〕 〔图6〕 〔图7〕6.某幢建筑物,从10 m 高的窗口A ,用水管向外喷水,喷出的水流呈抛物线状(抛物线所在的平面与墙面垂直,如图6,假如抛物线的最高点M 离墙1 m ,离地面340m ,那么水流落地点B 离墙的间隔 OB 是( B )A .2 mB .3 mC .4 mD .5 m 解:顶点为)340,1(,设340)1(2+-=x a y ,将点)10,0(代入,310-=a 令0340)1(3102=+--=x y ,得:4)1(2=-x ,所以OB=3 7.(2021乌兰察布)小明在某次投篮中,球的运动道路是抛物线21 3.55y x =-+的一局部,如图7所示,假设命中篮圈中心,那么他与篮底的间隔 L 是〔 B 〕A .4.6mB .4.5mC .4mD .3.5m8.某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上修建一个矩形花园ABCD ,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m 的栅栏围成.假设设花园的宽为x(m) ,花园的面积为y(m²).(1)求y 与x 之间的函数关系,并写出自变量的取值范围;〔2〕根据〔1〕中求得的函数关系式,描绘其图象的变化趋势;并结合题意判断当x 取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少?解:)240(x x y -=)20(22x x --=∵二次函数的顶点不在自变量x 的范围内,而当205.12<≤x 内,y 随x 的增大而减小,∴当5.12=x 时,5.187200)105.12(22max =+--=y (平方米)答:当5.12=x 米时花园的面积最大,最大面积是187.5平方米.9.如图,要建一个长方形养鸡场,鸡场的一边靠墙,假如用50 m 长的篱笆围成中间有一道篱笆隔墙的养鸡场,设它的长度为x 米.(1)要使鸡场面积最大,鸡场的长度应为多少m ?(2)假如中间有n (n 是大于1的整数)道篱笆隔墙,要使鸡场面积最大,鸡场的长应为多少米?比拟(1)(2)的结果,你能得到什么结论?解:(1)∵长为x 米,那么宽为350x -米,设面积为S 平方米. ∴当25=x 时,3625max =S (平方米) 即:鸡场的长度为25米时,面积最大. (2) 中间有n 道篱笆,那么宽为250+-n x 米,设面积为S 平方米. 那么:)50(212502x x n n x x S -+-=+-⋅= ∴当25=x 时,2625max +=n S (平方米) 由(1)(2)可知,无论中间有几道篱笆墙,要使面积最大,长都是25米.即:使面积最大的x 值与中间有多少道隔墙无关.10.如图,矩形ABCD 的边AB=6 cm ,BC=8cm ,在BC 上取一点P ,在CD 边上取一点Q ,使∠APQ 成直角,设BP=x cm ,CQ=y cm ,试以x 为自变量,写出y 与x 的函数关系式. 解:∵∠APQ=90°,∴∠APB+∠QPC=90°.∵∠APB+∠BAP=90°,∴∠QPC=∠BAP ,∠B=∠C=90°.∴△ABP ∽△PCQ.11.(2021年南京市)如图,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?解:∵矩形MFGN ∽矩形ABCD∴MF=2MN =2x ∴ EM=10-2x∴S=x 〔10-2x 〕=-2x 2+10x=-2(x-2.5)2+12.5当x=2.5时,S 有最大值12.512.(2021四川内江)如图,小明的父亲在相距2米的两棵树间拴了一根绳子,给他做了一个简易的秋千,拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部刚好接触到绳子,那么绳子的最低点距地面的间隔 为 0.5 米.答案:如下图建立直角坐标系那么:设c ax y +=2将点)1,5.0(-,)5.2,1(代入,第 5 页⎩⎨⎧+=+-⨯=ca c a 5.2)5.0(12,解得⎩⎨⎧==5.02c a 5.022+=x y 顶点)5.0,0(,最低点距地面0.5米.13.(2021黑龙江哈尔滨)小李想用篱笆围成一个周长为60米的矩形场地,矩形面积S(单位:平方米)随矩形一边长x(单位:米)的变化而变化.〔1〕求S 与x 之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围;〔2〕当x 是多少时,矩形场地面积S 最大?最大面积是多少?解:〔1〕根据题意,得x x x x S 3022602+-=⋅-= 自变量的取值范围是〔2〕∵01<-=a ,∴S 有最大值当时,答:当为15米时,才能使矩形场地面积最大,最大面积是225平方米.14.(2021年南宁市)随着绿城南宁近几年城市建立的快速开展,对花木的需求量逐年进步.某园林专业户方案投资种植花卉及树木,根据市场调查与预测,种植树木的利润与投资量成正比例关系,如图12-①所示;种植花卉的利润与投资量成二次函数关系,如图12-②所示(注:利润与投资量的单位:万元)〔1〕分别求出利润与关于投资量的函数关系式; 〔2〕假如这位专业户以8万元资金投入种植花卉和树木,他至少获得多少利润?他能获取的最大利润是多少?解:〔1〕设=,由图12-①所示,函数=的图像过〔1,2〕,所以2=, 故利润关于投资量的函数关系式是=;因为该抛物线的顶点是原点,所以设2y =,由图12-②所示,函数2y =的图像过〔2,2〕,所以,故利润2y 关于投资量的函数关系式是2221x y =; 〔2〕设这位专业户投入种植花卉万元〔〕,那么投入种植树木(x -8)万元, 他获得的利润是万元,根据题意,得∵021>=a ∴当时,的最小值是14;∴他至少获得14万元的利润.因为,所以在对称轴2=x 的右侧,z 随x 的增大而增大所以,当8 x 时,z 的最大值为32.15.(08山东聊城)如图,把一张长10cm ,宽8cm 的矩形硬纸板的四周各剪去一个同样大小的正方形,再折合成一个无盖的长方体盒子〔纸板的厚度忽略不计〕.〔1〕要使长方体盒子的底面积为48cm 2,那么剪去的正方形的边长为多少?〔2〕你感到折合而成的长方体盒子的侧面积会不会有更大的情况?假如有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;假如没有,请你说明理由;〔3〕假如把矩形硬纸板的四周分别剪去2个同样大小的正方形和2个同样形状、同样大小的矩形,然后折合成一个有盖的长方体盒子,是否有侧面积最大的情况;假如有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;假如没有,请你说明理由.解:〔1〕设正方形的边长为cm , 那么. 即. 解得〔不合题意,舍去〕,. 剪去的正方形的边长为1cm .〔2〕有侧面积最大的情况. 设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2, 那么与的函数关系式为: 即. 改写为. 当时,.即当剪去的正方形的边长为2.25cm 时,长方体盒子的侧面积最大为40.5cm 2.〔3〕有侧面积最大的情况. 设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2.假设按图1所示的方法剪折, 那么与的函数关系式为: 即. 当时,.假设按图2所示的方法剪折, 那么与的函数关系式为:即.当时,.比拟以上两种剪折方法可以看出,按图2所示的方法剪折得到的盒子侧面积最大,即当剪去的正方形的边长为cm 时,折成的有盖长方体盒子的侧面积最大,最大面积为cm2.16.(08兰州)一座拱桥的轮廓是抛物线型(如图16所示),拱高6m,跨度20m,相邻两支柱间的间隔均为5m.〔1〕将抛物线放在所给的直角坐标系中(如图17所示),求抛物线的解析式;〔2〕求支柱的长度;〔3〕拱桥下地平面是双向行车道(正中间是一条宽2m的隔离带),其中的一条行车道能否并排行驶宽2m、高3m的三辆汽车(汽车间的间隔忽略不计)?请说明你的理由.解:〔1〕根据题目条件,的坐标分别是.设抛物线的解析式为,将的坐标代入,得解得.所以抛物线的表达式是.〔2〕可设,于是从而支柱的长度是米.〔3〕设是隔离带的宽,是三辆车的宽度和,那么点坐标是.过点作垂直交抛物线于,那么.根据抛物线的特点,可知一条行车道能并排行驶这样的三辆汽车.第 7 页。
2020--2021学年九年级数学中考冲刺:二次函数之铅垂法求三角形面积
二次函数与面积解这类问题一般用到以下与面积相关的知识:图形割补、等积转换、等比转化.课前练习如图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 内部线段的长度叫△ABC 的“铅垂高(h )”.我们可得出一种计算三角形面积的新方法:ABC S △=12ah ,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半. 解答问题:如图2,顶点为C (1,4)的抛物线y =ax 2+bx +c 交轴于点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(在第一象限内)上的一个动点,连接P A ,PB ,当P 点运动到顶点C 时,求△CAB 的铅垂高CD 及CAB S △;△是否存在抛物线上一点P ,使PAB S △=CAB S △?若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由.x CB模型讲解 竖切面积公式均为1=2S dh横切面积公式均为1=2S dh总结这种“铅垂高×水平宽的一半”的求解方法可过三角形的任意一点,并且“横竖”均可.而在选择时,如何选用,取决于点D 的坐标哪种更易求得.CBhC Bh CBD例题1 已知一次函数y=(k+3)x+(k-1)的图像与x轴、y轴分别相交于点A、B,P(-1,-4).(1)若△OBP的面积为3,求k的值;(2)若△AOB的面积为1,求k的值.ax2-ax+c的图像的顶点为C,一次函数y=-x+3例题2 如图,二次函数y=12的图像与这个二次函数的图像交于A、B两点(其中点A在点B的左侧),与它的对称轴交于点D.(1)求点D的坐标;(2)若点C与点D关于x轴对称,且△BCD的面积为4,求此二次函数的关系式.例题3 已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点B在x轴的正半轴上,点C在y轴正半轴上,线段OB、OC的长(OB<OC)是方程x²-10x+16=0的两个根,且抛物线的对称轴是直线x=-2.(1)求抛物线解析式;(2)若点E时线段AB上的一个动点(与点A、B不重合),过点E作EF△AC 交BC于点F,连接CE,设AE的长为m,△CEF的面积为S,求S与m之间的函数关系式,并写出自变量m的取值范围.巩固练习1.已知直线y =2x +4与x 轴、y 轴分别交于A ,D 两点,抛物线y =-12x ²+bx +c 经过点A ,D ,点B 是抛物线与x 轴的另一个交点. (1)求这条抛物线的解析式及点B 的坐标;(2)设点M 是直线AD 上一点,且AOM S △:OMD S △=1:3,求点M 的坐标;2.如图,已知抛物线y =-x ²+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)抛物线及直线AC 的函数关系式;(2)若P 是抛物线上位于直线AC 上方的一个动点,直接写出△APC 的面积的最大值及此时点P 的坐标.3.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax²-2ax-3a(a<0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),经过点A的直线l:y=kx+b与y轴交于点C,与抛物线的另一个交点为D,且CD=4AC.(1)直接写出点A的坐标,并求直线l的函数表达式(其中k,b用含a的式子表示);,求a (2)点E是直线l上方的抛物线上的一点,若△ACE的面积的最大值为54 Array的值;4. 已知:二次函数y=ax²+bx+6(a≠0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),点A、点B的横坐标是方程x²-4x-12=0的两个根.(1)求出该二次函数的表达式及顶点坐标;(2)如图,连接AC、BC,点P是线段OB上一个动点(点P不与点O、B重合),过点P作PQ△AC交BC于点Q,当△CPQ的面积最大时,求点P的坐标.5. 已知:在直角坐标系中,点C 的坐标为(0,-2),点A 与点B 在x 轴上,且点A 与点B 的横坐标是方程x ²-3x -4=0的两个根,点A 在点B 的左侧. (1)求经过A 、B 、C 三点的抛物线的关系式.(2)点D 的坐标为(2,0),点P (m ,n )是该抛物线上的一个动点(其中m >0,n <0)连接CD 、CP ,设△CDP 的面积为S ,当S 取某一个值时,有两个点P 与之对应,求此时S 的取值范围?7、如图,在平面直角坐标系中,点O 为坐标原点,直线l 与抛物线y =mx ²+nx 相交于A (1,3),B (4,0)两点. (1)求出抛物线的解析式;(2)点P 是线段AB 上一动点,(点P 不与点A 、B 重合),过点P 作PM △OA ,交第一象限内的抛物线于点M ,过点M 作MC △x 轴于点C ,交AB 于点N ,若△BCN 、△PMN 的面积BCN S △、PMN S △满足BCN S △=2PMN S △,求出MNNC的值,并求出此时点M 的坐标.。
二次函数与三角形的综合-中考数学函数考点全突破
二次函数与三角形的综合-中考数学函数考点全突破一、考点分析:二次函数与三角形的综合解答题一般涉及到这样几个方面:1.三角形面积最值问题2.特殊三角形的存在问题包括等腰等边和直角三角形。
这类题目一般出现在压轴题最后两道上,对知识的综合运用要求比较高。
一解决此类题目的基本步骤与思路1.抓住目标三角形,根据动点设点坐标2.根据所设未知数去表示三角形的底和高,一般常用割补法去求解三角形的面积从而得出面积的关系式3.根据二次函数性质求出最大值.4.特殊三角形问题首先要画出三角形的大概形状,分类讨论的去研究。
例如等腰三角形要弄清楚以哪两条边为要,直角三角形需要搞清楚哪个角作为直角都需要我们去分类讨论。
注意事项:1.简单的直角三角形可以直接利用底乘高进行面积的表示2.复杂的利用“补”的方法构造矩形或者大三角形,整体减去部分的思想3.利用“割”的方法时,一般选用横割或者竖割,也就是做坐标轴的垂线。
4.利用点坐标表示线段长度时注意要用大的减去小的。
5.围绕不同的直角进行分类讨论,注意检验答案是否符合要求。
6.在勾股定理计算复杂的情况下,灵活的构造K字形相似去处理。
二、二次函数问题中三角形面积最值问题(一)例题演示1.如图,已知抛物线(a为常数,且a>0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点B的直线与抛物线的另一交点为D,且点D的横坐标为﹣5.(1)求抛物线的函数表达式;(2)P为直线BD下方的抛物线上的一点,连接PD、PB,求△PBD面积的最大值.DBOAyxC解答:(1)抛物线令y=0,解得x=-2或x=4,∴A(-2,0),B(4,0).∵直线经过点B(4,0),∴,解得,∴直线BD解析式为:当x=-5时,y=3,∴D(-5,3)∵点D(-5,)在抛物线上,∴,∴.∴抛物线的函数表达式为:.(2)设P(m,)∴∴△BPD面积的最大值为.【试题精炼】2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线()与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),经过点A的直线l:与y轴交于点C,与抛物线的另一个交点为D,且.(1)直接写出点A的坐标,并用含a的式子表示直线l的函数表达式(其中k、b用含a的式子表示).(2)点E为直线l下方抛物线上一点,当△ADE的面积的最大值为时,求抛物线的函数表达式;HF解答:1)A(-1,0)∵CD=4AC,∴点D的横坐标为4∴,∴.∴直线l的函数表达式为y=ax+a(2)过点E作EH∥y轴,交直线l于点H设E(x,ax2-2ax-3a),则H(x,ax+a).∴∴.∴△ADE的面积的最大值为,∴,解得.∴抛物线的函数表达式为.【中考链接】3.如图,直线l:y=﹣3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)经过点B.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)已知点M是抛物线上的一个动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM,设点M的横坐标为m,△ABM的面积为S,求S与m的函数表达式,并求出S的最大值;解答:(1)令x=0代入y=﹣3x+3,∴y=3,∴B(0,3),把B (0,3)代入y=ax2﹣2ax+a+4,∴3=a+4,∴a=﹣1,∴二次函数解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)令y=0代入y=﹣x2+2x+3,∴0=﹣x2+2x+3,∴x=﹣1或3,∴抛物线与x轴的交点横坐标为﹣1和3,∴S=DM•BE+DM•OE=DM(BE+OE)=DM•OB=××3==(m﹣)2+∵0<m<3,∴当m=时,S有最大值,最大值为;二、二次函数问题中直角三角形问题(一)例题演示如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,且抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于点B.(1)若直线y=mx+n经过B、C两点,求直线BC和抛物线的解析式;(2)设点P为抛物线的对称轴x=1上的一个动点,求使△BPC为直角三角形的点P的坐标.解答:(1)依题意得:,解得,∴抛物线解析式为.把B(,0)、C(0,3)分别代入直线y=mx+n,得,解得,∴直线y=mx+n的解析式为y=x+3;(2)设P(,t),又∵B(-3,0),C(0,3),∴BC2=18,PB2=(+3)2+t2=4+t2,PC2=()2+(t-3)2=t26t+10,①若点B为直角顶点,则BC2+PB2=PC2即:18+4+t2=t2-6t+10解得:t=;②若点C为直角顶点,则BC2+PC2=PB2即:18+t2-6t+10=4+t2解得:t=4,③若点P为直角顶点,则PB2+PC2=BC2即:4+t2+t2-6t+10=18解得:,.综上所述P的坐标为(,)或(,4)或(,)或(,).【试题精炼】如图,二次函数(其中a,m是常数,且a>0,m>0)的图象与x轴分别交于点A,B(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C(0,-3),点D在二次函数的图象上,CD∥AB,连接AD.过点A作射线AE交二次函数的图象于点E,AB平分∠DAE.(1)用含m的代数式表示a;(2))求证:为定值;(3)设该二次函数图象的顶点为F.探索:在x轴的负半轴上是否存在点G,连接CF,以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形?如果存在,只要找出一个满足要求的点G即可,并用含m的代数式表示该点的横坐标;如果不存在,请说明理由.【答案】(1);(2)证明见解析;(3)以线段GF、AD、AE 的长度为三边长的三角形是直角三角形,此时点G的横坐标为-3m.【解析】试题分析:(1)将C点代入函数解析式即可求得.(2)令y=0求A、B的坐标,再根据,CD∥AB,求点D的坐标,由△ADM∽△AEN,对应边成比例,将求的比转化成求比,结果不含m即为定值.(3)连接FC并延长,与x轴负半轴的交点即为所求点G..过点F作FH⊥x轴于点H,在Rt△CGO和Rt△FGH中根据同角的同一个三角函数相等,可求OG(用m表示),然后利用勾股定理求GF和AD(用m表示),并求其比值,由(2)是定值,所以可得AD∶GF∶AE=3∶4∶5,由此可根据勾股定理逆定理判断以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,直接得点G的横坐标.试题解析:解:(1)将C (0,-3)代入函数表达式得,∴.(2)证明:如答图1,过点D、E分别作x轴的垂线,垂足为M、N.由解得x1=-m,x2=3m.∴A(-m,0),B(3m,0).∵CD∥AB,∴点D的坐标为(2m,-3).∵AB平分∠DAE.∴∠DAM=∠EAN.∵∠DMA=∠ENA=900,∴△ADM∽△AEN,∴.设点E的坐标为(x,),∴,∴x=4m.∴为定值.(3)存在,如答图2,连接FC并延长,与x轴负半轴的交点即为所求点G.由题意得:二次函数图像顶点F的坐标为(m,-4),过点F作FH⊥x轴于点H,在Rt△CGO和Rt△FGH 中,∵tan∠CGO=,tan∠FGH=,∴=.∴OG=“3m,“由勾股定理得,GF=,AD=∴.由(2)得,∴AD∶GF∶AE=3∶4∶5.∴以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,此时点G的横坐标为-3m.考点:1.二次函数综合题;2.定值和直角三角形存在性问题;3.曲线上点的坐标与方程的关系;4.二次函数的性质;5.勾股定理和逆定理;6相似三角形的判定和性质;7.锐角三角函数定义.【中考链接】如图所示,在平面直角坐标系中,将一块等腰直角三角板ABC斜靠在两坐标轴上放在第二象限,点C的坐标为(-1,0).B点在抛物线y=x2+x-2的图像上,过点B作BD⊥x轴,垂足为D,且B点的横坐标为-3.(1)求BC所在直线的函数关系式.(2)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.解答:(1)∵C点坐标为(-1,0),∴BD=CO=1.∵B点的横坐标为-3,∴B点坐标为(-3,1)设BC所在直线的函数关系式为y=kx+b,则有,解得∴BC所在直线的函数关系式为y=x.(2)①若以为AC直角边,点C为直角顶点,如图所示,作CP1⊥AC,因为BC⊥AC,所以点P1为直线BC与对称轴直线的交点,即点P1的横坐标为-。
中考数学复习考点知识讲解与练习30 二次函数中的面积问题
中考数学复习考点知识讲解与练习专题30 二次函数中的面积问题进入函数学习以后,面积问题在一直是学习中的一个重点,常考点,因此在二次函数的面积问题必然是中考复习中的一个重要内容,其面积往往有直接计算,割补法计算等,其中基本图形有以下几种:当然,更多的时候利用铅垂高度与水平宽度的一半进行运用,更显方便;通过本中考数学复习考点知识讲解与练习专题的巩固训练,让学生对二次函数的面积问题能形成良好的才思考方法,学会观察、分析、比较、总结,掌握二次函数面积相关问题的计算方法。
1.正方形的边长为3,边长增加x,面积增加y,则y关于x的函数解析式为()A.2y(x3)=+B.2y x9=+C.26y x x=+D.2312y x x=+2.正方体的棱长为x,表面积为y,则y与x之间的函数关系式为()A.16y x=B.6y x=C.26y x=D.6yx=3.如图ABC和DEF都是边长为2的等边三角形,它们的边,BC EF在同一条直线l上,点C ,E 重合,现将ABC ∆沿着直线l 向右移动,直至点B 与F 重合时停止移动.在此过程中,设点移动的距离为x ,两个三角形重叠部分的面积为y ,则y 随x 变化的函数图像大致为()A .B .C .D .4.将抛物线y=x 2-4x+1向左平移至顶点落在y 轴上,如图所示,则两条抛物线、直线y=-3和x 轴围成的图形的面积S (图中阴影部分)是()A .4B .5C .6D .75.抛物线234y x x =--与x 轴交于A 、B ,与y 轴交于C 点,则△ABC 的面积为()A .3B .4C .10D .126.下列图形中阴影部分的面积相等的是()A .②③B .③④C .①②D .①④7.如图,抛物线y =﹣2x 2+2与x 轴交于点A 、B ,其顶点为E .把这条抛物线在x 轴及其上方的部分记为C 1,将C 1向右平移得到C 2,C 2与x 轴交于点B 、D ,C 2的顶点为F ,连结EF .则图中阴影部分图形的面积为( )A .1B .2C .3D .48.如图,在等腰Rt ABC 中,90C ∠=︒,直角边AC 长与正方形MNPQ 的边长均为2,cm CA 与MN 在直线l 上.开始时A 点与M 点重合,让ABC 向右平移,直到C 点与N 点重合时为止,设ABC 与正方形MNPQ 重叠部分(图中阴影部分)的面积为2ycm ,MA 的长度为xcm ,则y 与x 之间的函数关系大致是( )A .B .C .D .9.如图,矩形ABCD 中,AB =2AD =4cm ,动点P 从点A 出发,以1cm /s 的速度沿线段AB 向点B 运动,动点Q 同时从点A 出发,以2cm /s 的速度沿折线AD →DC →CB 向点B 运动,当一个点停止时另一个点也随之停止.设点P 的运动时间是x (s )时,△APQ 的面积是y (cm 2),则能够反映y 与x 之间函数关系的图象大致是()A .B .C .D .10.如图,用长为24m 的篱笆围成一面利用墙(墙的最大可用长度a 为9m )、且中间隔有一道篱笆的长方形花圃,则围成的花圃的面积最大为()A .48 m 2B .45m 2C .16 m 2D .44m 211.如图,等腰()90Rt ABC ACB ∠=的直角边与正方形DEFG 的边长均为2,且AC 与DE 在同一直线上,开始时点C 与点D 重合,让ABC 沿这条直线向右平移,直到点A 与点E 重合为止.设CD 的长为x ,ABC 与正方形DEFG 重合部分(图中阴影部分)的面积为y ,则y 与x 之间的函数关系的图象大致是()A .B .C .D .12.如图,在直角坐标系的第一象限内,AOB 是边长为2的等边三角形,设直线:(02)=l x t t 截这个三角形所得位于直线左侧的图形(阴影部分)的面积为S ,则S 关于t 的大致函数图象是( )A .B .C .D .13.如图,在ABC 中,90ACB ∠=︒,4AC =,3BC =.线段PE 的两个端点都在AB 上,且1PE =,P 从点A 出发,沿AB 方向运动,当E 到达点B 时,P 停止运动,在整个运动过程中,空白部分面积DPEC S 四边形的大小变化的情况是()A .一直减小B .一直增大C .先增大后减小D .先减小后增大14.如图,在Rt DEF △中,90EFD ∠=︒,30DEF ∠=︒,3EF cm =,边长为2cm 的等边ABC 的顶点C 与点E 重合,另一个顶点B (在点C 的左侧)在射线FE 上.将ABC 沿EF 方向进行平移,直到A 、D 、F 在同一条直线上时停止,设ABC 在平移过程中与DEF 的重叠面积为2ycm ,CE 的长为x cm ,则下列图象中,能表示y 与x 的函数关系的图象大致是().A .B .C .D .15.如图,四边形ABCD 是矩形,AB=4,BC=6,点O 是线段BD 上一动点,EF 、GH 过点O ,EF∥AB,交AD 于点E ,交BC 于点F ,GH∥BC,交AB 于点G ,交DC 于点H ,四边形AEOG的面积记为S,GB=a,则S关于a的函数关系图象是()A.B.C.D.16.某农场用篱笆围成饲养室,一面靠现有墙(墙足够长),现有四种方案供选择(如图):A方案为一个封闭的矩形;B方案为一个等边三角形,并留一处1m宽的门;C方案为一个矩形,中间用一道垂直于墙的篱笆隔开,并在如图所示的三处各留1m宽的门;D方案为一个矩形,中间用一道平行于墙的篱笆隔开,并在如图所示的四处各留1m宽的门.已知计划中的篱笆(不包括门)总长为12m,则能建成的饲养室中面积最大的方案为()A.B.C.D.17.如图,4AB 为半圆的直径,动点P为AB上,点P从点A出发,沿AB匀速运动到点B,速度为2,运动时间为t,分别以AP与PB为直径做半圆,则图中阴影部分的面积S与时间t之间的函数图象大致为().A .B .C .D .18.如图,ABC 和DEF 都是直角边长为的等腰直角三角形,它们的斜边AB ,DE 在同一条直线l 上,点B ,D 重合.现将ABC 沿着直线l 以2cm/s 的速度向右匀速移动,直至点A 与E 重合时停止移动.在此过程中,设点B 移动的时间为()s x ,两个三角形重叠部分的面积为()2cm y ,则y 随x 变化的函数图象大致为()A .B .C .D .二、填空题19.用一根长为100cm 的铁丝围成一个矩形,则围成矩形面积的最大值是__________cm 2.20.如图,在平面直角坐标系中,抛物线2y x bx c =-++经过坐标原点O ,与x 轴的另一个交点为A ,且5OA =,过抛物线的顶点B 分别作BC x ⊥轴于C 、BD y ⊥轴于D ,则图中阴影部分图形的面积的和为______.21.已知,四边形ABCD 的两条对角线AC 、BD 互相垂直,且AC +BD =10,当AC =_______时,四边形ABCD 的面积最大,最大值为__________.22.如图,ABC ∆为一块铁板余料,10BC =cm ,高AD=10cm ,要用这块余料裁出一个矩形PQMN ,使矩形的顶点P ,N 分别在边上AB ,AC 上,顶点Q ,M 在边上BC 上,则矩形PQMN 面积的最大为_________2cm .23.如图,在Rt ABC 中,90BAC ∠=︒,AB AC ==AD 为BC 边上的高,动点P 在AD 上,从点A 出发,沿A D →方向运动,设AP x =,ABP △的面积为1S ,矩形PDFE 的面积为2S ,12y S S =+,则y 与x 的关系式是________.24.如图,边长为2的正方形ABCD 的中心在直角坐标系的原点O ,AD ∥x 轴,以O 为顶点且过A 、D 两点的抛物线与以O 为顶点且经过B 、C 两点的抛物线将正方形分割成几部分,则图中阴影部份的面积是______________.25.如图,在平面直角坐标系中,抛物线212y x =经过平移得到抛物线2122y x x =-,其对称轴与两段抛物线所围成的阴影部分的面积是_______26.如图,点P 是双曲线C :y =4x (x >0)上的一点,过点P 作x 轴的垂线交直线AB :y =12x ﹣2于点Q ,连结OP ,OQ .当点P 在曲线C 上运动,且点P 在Q 的上方时,△POQ 面积的最大值是_____.27.如图,坐标平面上,二次函数24y x x k =-+-的图形与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,其顶点为D ,且0k >.若ABC ∆与ABD ∆的面积比为1:3,则k 值为________.28.如图,将抛物线y=−12x2平移得到抛物线m.抛物线m经过点A(6,0)和原点O,它的顶点为P,它的对称轴与抛物线y=−12x2交于点Q,则图中阴影部分的面积为______.29.如图,A、B为抛物线y=x2上的两点,且AB//x轴,与y轴交于点C,以点O为圆心,OC为半径画圆,若AB=,则图中阴影部分的面积为___30.已知二次函数y=2x2的图象如图所示,将x轴沿y轴向上平移2个单位长度后与抛物线交于A、B两点,则△AOB的面积为____.31.已知二次函数y=x 2-2x -3与x 轴交于A 、B 两点,在x 轴上方的抛物线上有一点C ,且△ABC 的面积等于10,则C 点坐标为________.32.如图,在平面直角坐标系中,过点(,0)P x 作x 轴的垂线,分别交抛物线22y x =+与直线y x =-交于点A ,B ,以线段AB 为对角线作菱形ACBD ,使得60D ︒∠=,则菱形ACBD 的面积最小值为______.33.如图,有一块三角形土地,它的底边100BC m =,高80AH m =,某房地产公司沿着地边BC 修一座底面是矩形DEFG 的大楼,当这座大楼的地基面积最大时,这个矩形的宽是________m .34.如图,在等边三角形ABC 中,6,AB D =是线段BC 上一点,以AD 为边在AD 右侧作等边三角形ADE ,连结CE .(1)若2CD =时,CE =_________(2)设BD a =,当EDC ∆的面积最大时,a =__________.35.在平面直角坐标系中,抛物线23y ax bx a =+-经过(1,0)-和(0,3)两点,直线1y x =+与抛物线交于A ,B 两点,P 是直线AB 上方的抛物线上一动点,当ABP △的面积最大值时,点P 的横坐标为___________.三、解答题36.如图,正方形ABCD 的边长为4,点E 在AB 边上,1BE =,F 为BC 的中点.将正方形截去一个角后得到一个五边形AEFCD ,点P 在线段EF 上运动(点P 可与点E ,点F 重合),作矩形PMDN ,其中M ,N 两点分别在CD ,AD 边上.设CM x =,矩形PMDN 的面积为S .(1)DM =__________(用含x 的式子表示),x 的取值范围是__________;(2)求S 与x 的函数关系式;(3)要使矩形PMDN 的面积最大,点P 应在何处?并求最大面积.37.如图,在ABC 中,∠B=90°,AB=8米,BC=10米,动点P 从点A 开始沿边AB 向B 以1米/秒的速度运动(不与点B 重合),动点Q 从点B 开始沿BC 向C 以2米/秒的速度运动(不与点C 重合),如果P ,Q 分别从A ,B 同时出发,设运动时间为x 秒,BPQ 的面积为y 平方米(1)填空:BQ=米,BP=米(用含x 的代数式表示)(2)求y 与x 之间的函数关系式,并求出当x 为多少时y 有最大值,最大值是多少?38.如图,某小区为美化生活环境,拟在一块空地上修建一个花圃,花圃形状如图所示.已知A D ∠=∠90=︒,120C ∠=︒,其中AD DC 、两边靠墙,另外两边由20米长的栅栏围成.设BC x =米,花圃的面积为y 平方米.(1)用含有x 的代数式表示出DC 的长;(2)求这块花圃的最大面积.39.如图,已知一次函数28y x =-与抛物线2y x bx c =++都经过x 轴上的A 点和y 轴上的B 点.(1)求抛物线的解析式;(2)若抛物线的顶点为D ,试求出点D 的坐标和△ABD 的面积;(3)M 是线段OA 上的一点,过点M 作MN x ⊥轴,与抛物线交于N 点,若直线AB 把△MAN 分成的两部分面积之比为1∶3,请求出N 点的坐标.40.如图,在平面直角坐标系中,抛物线2y x bx c =++与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,已知(3,0)B ,(0,3)C -,连接BC ,点P 是抛物线上的一个动点,点N 是对称轴上的一个动点.(1)求该抛物线的函数解析式.(2)当PAB的面积为8时,求点P的坐标.(3)若点P在直线BC的下方,当点P到直线BC的距离最大时,在抛物线上是否存在点Q,使得以点P,C,N,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.。
中考数学压轴题:二次函数中的面积问题(含答案)
学生/课程年级日期学科时段课型数学授课教师核心内容二次函数中求面积最值,图形平移或折叠面积问题1.会利用函数的图象性质来研究几何图形的面积最值问题;教学目标重、难点2.掌握几种求图形面积的常见解题方法与技巧,如:割补法、平行等积变换法等。
3.掌握图形平移或折叠变换过程中找等量关系列函数解析式求图形面积问题的一般方法.割补法求三角形面积,动态问题一般解题思路。
了解学生的学习情况S△ = a h或S△ = a d (d表示已知点到直线的距离)以动点作垂直(平行)x轴的直线,即铅垂高,再分别过点A,C作PF的高,即和为水平宽。
S△ = ×水平宽×铅垂高如下图:①等底等高的两个三角形面积相等.②底在同一条直线上并且相等,该底所对角的顶点是同一个点或在与底平行的直线上,这两个三角形面积相等.如图,AD∥BC中,AC与BD交点O,则S△ABC = S△DBC,S△AOB = S△COD2如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=mx -8mx+4m+2(m>0)与y轴的交点为A,与x轴的交点分别为B(x ,10),C(x ,0),且x -x =4,直线AD∥x轴,在x轴上有一动点E(t,0)过点E作平行于y轴的直线l与抛物线,直线AD2 2 1的交点分别为P,Q.(1)求抛物线的解析式;(2)当0<t≤8时,求△APC面积的最大值.图形面积的求法常见有三种,分别是:(1)_______________________________(2)_______________________________(3)_______________________________[学有所获答案] (1)直接公式求法 割补法 平行线等积变换法(2)(3) 2 如图,已知抛物线y =x +bx +c 与 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧)与 轴交于点C (0,-3),对称轴是直线x=1,直线BC 与抛物线的对称轴交于点D ,点E 为y 轴上一动点,CE 的垂直平分线交抛物线于P ,Q 两点(点P 在第三象限)(1)求抛物线的函数表达式和直线BC 的函数表达式;(2)当△CDE 是直角三角形,且∠CDE =90°时,求出点P 的坐标;(3)当△PBC 的面积为 时,求点E 的坐标.2 如图,已知抛物线y = x +ax +4a 与x 轴交于点A ,B ,与y 轴负半轴交于点C 且OB =OC ,点P 为抛物线上的一个动点,且点P 位于x 轴下方,点P 与点C 不重合.(1)求该抛物线的解析式;(2)若△PAC 的面积为 ,求点P 的坐标;(3)若以A ,B ,C ,P 为顶点的四边形面积记作S ,则S 取何值时,对应的点P 有且只有2个?将()的图像如何平移到的图像。
2021年九年级数学中考复习专题:二次函数综合(考察动点坐标、长度、面积等)(一)
2021年九年级数学中考复习专题:二次函数综合(考察动点坐标、长度、面积等)(一)1.如图,抛物线y=x2+bx+c过点A(3,0),B(1,0),交y轴于点C,点P是该抛物线上一动点,点P从C点沿抛物线向A点运动(点P不与A重合),过点P作PD∥y轴交直线AC于点D.(1)求抛物线的解析式;(2)求点P在运动的过程中线段PD长度的最大值;(3)△APD能否构成直角三角形?若能,请直接写出所有符合条件的点P坐标;若不能,请说明理由.2.如图1,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,已知点B坐标为(3,0),点C坐标为(0,3).(1)求抛物线的表达式;(2)点P为直线BC上方抛物线上的一个动点,当△PBC的面积最大时,求点P的坐标;(3)如图2,点M为该抛物线的顶点,直线MD⊥x轴于点D,在直线MD上是否存在点N,使点N到直线MC的距离等于点N到点A的距离?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.3.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.已知点D的坐标为(﹣1,0),点P为第二象限内抛物线上的一个动点,连接AP、PC、CD.(1)求这个抛物线的表达式.(2)当四边形ADCP面积等于4时,求点P的坐标.(3)①点M在平面内,当△CDM是以CM为斜边的等腰直角三角形时,直接写出满足条件的所有点M的坐标;②在①的条件下,点N在抛物线对称轴上,当∠MNC=45°时,直接写出满足条件的所有点N的坐标.4.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B两点,点A,B分别位于原点的左、右两侧,BO=3AO=3,过点B的直线与y轴正半轴和抛物线的交点分别为C,D,BC=CD.(1)求b,c的值;(2)求直线BD的函数解析式;(3)点P在抛物线的对称轴上且在x轴下方,点Q在射线BA上.当△ABD与△BPQ相似时,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标.5.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴相交于A,B两点(点A位于点B的左侧),与y轴相交于点C,M是抛物线的顶点,直线x=1是抛物线的对称轴,且点C的坐标为(0,3).(1)求抛物线的解析式;(2)已知P为线段MB上一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D.若PD=m,△PCD的面积为S.①求S与m之间的函数关系式,并写出自变量m的取值范围;②当S取得最值时,求点P的坐标.(3)在(2)的条件下,在线段MB上是否存在点P,使△PCD为等腰三角形?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.6.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,3),抛物线的对称轴与直线BC交于点D.(1)求抛物线的表达式;(2)在抛物线的对称轴上找一点M,使|BM﹣CM|的值最大,求出点M的坐标;(3)点E为直线BC上一动点,过点E作y轴的平行线EF,与抛物线交于点F问是否存在点E,使得以D、E、F为顶点的三角形与△BCO相似?若存在,直接写出点E的坐标.7.如图1,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A,B两点,其中点A的坐标为(1,0),与y轴交于点C(0,﹣3).(1)求抛物线的函数解析式;(2)点D为y轴上一点,如果直线BD与直线BC的夹角为15°,求线段CD的长度;(3)如图2,连接AC,点P在抛物线上,且满足∠PAB=2∠ACO,求点P的坐标.8.已知二次函数图象过点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4).(1)求二次函数的解析式.(2)如图,当点P为AC的中点时,在线段PB上是否存在点M,使得∠BMC=90°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.(3)点K在抛物线上,点D为AB的中点,直线KD与直线BC的夹角为锐角θ,且tanθ=,求点K的坐标.9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与y轴交于点A(0,2),与x轴交于B(﹣3,0)、C两点(点B在点C的左侧),抛物线的顶点为D.(1)求抛物线的表达式;(2)用配方法求点D的坐标;(3)点P是线段OB上的动点.①过点P作x轴的垂线交抛物线于点E,若PE=PC,求点E的坐标;②在①的条件下,点F是坐标轴上的点,且点F到EA和ED的距离相等,请直接写出线段EF的长;③若点Q是射线OA上的动点,且始终满足OQ=OP,连接AP,DQ,请直接写出AP+DQ的最小值.10.如图1,已知:抛物线y=a(x+1)(x﹣3)交x轴于A,C两点,交y轴于点B,且OB =2CO.(1)求二次函数解析式;(2)在二次函数图象(如图2)位于x轴上方部分有两个动点M、N,且点N在点M的左侧,过M、N作x轴的垂线交x轴于点G、H两点,当四边形MNHG为矩形时,求该矩形周长的最大值;(3)抛物线对称轴上是否存在点P,使得△ABP为直角三角形?若存在,请直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.参考答案1.解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c过点A(3,0),B(1,0),∴,解得,∴抛物线解析式为y=x2﹣4x+3;(2)令x=0,则y=3,∴点C(0,3),则直线AC的解析式为y=﹣x+3,设点P(x,x2﹣4x+3),∵PD∥y轴,∴点D(x,﹣x+3),∴PD=(﹣x+3)﹣(x2﹣4x+3)=﹣x2+3x=﹣(x﹣)2+,∵a=﹣1<0,∴当x=时,线段PD的长度有最大值;(3)①∠APD是直角时,点P与点B重合,此时,点P(1,0),②∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴抛物线的顶点坐标为(2,﹣1),∵A(3,0),∴点P为在抛物线顶点时,∠PAD=45°+45°=90°,此时,点P(2,﹣1),综上所述,点P(1,0)或(2,﹣1)时,△APD能构成直角三角形.2.解:(1)∵点B(3,0),点C(0,3)在抛物线y=﹣x2+bx+c图象上,∴,解得:,∴抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)∵点B(3,0),点C(0,3),∴直线BC解析式为:y=﹣x+3,如图,过点P作PH⊥x轴于H,交BC于点G,设点P(m,﹣m2+2m+3),则点G(m,﹣m+3),∴PG=(﹣m2+2m+3)﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m,=×PG×OB=×3×(﹣m2+3m)=﹣(m﹣)2+,∵S△PBC有最大值,∴当m=时,S△PBC∴点P(,);(3)存在N满足条件,理由如下:∵抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A、B两点,∴点A(﹣1,0),∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴顶点M为(1,4),∵点M为(1,4),点C(0,3),∴直线MC的解析式为:y=x+3,如图,设直线MC与x轴交于点E,过点N作NQ⊥MC于Q,∴DE=4=MD,∴∠NMQ=45°,∵NQ⊥MC,∴∠NMQ=∠MNQ=45°,∴MQ=NQ,∴MQ=NQ=MN,设点N(1,n),∵点N到直线MC的距离等于点N到点A的距离,∴NQ=AN,∴NQ2=AN2,∴(MN)2=AN2,∴(|4﹣n|)2=4+n2,∴n2+8n﹣8=0,∴n=﹣4±2,∴存在点N满足要求,点N坐标为(1,﹣4+2)或(1,﹣4﹣2).3.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+2交x轴于点A(﹣3,0)和点B(1,0),∴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:a=﹣,故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣x+2;(2)连接OP,设点P(x,﹣x2﹣x+2),∵抛物线y=﹣x2﹣x+2交y轴于点C,∵S =S 四边形ADCP =S △APO +S △CPO ﹣S △ODC =×AO ×y P +×OC ×|x P |﹣×CO ×OD =4,∴×3×(﹣x 2﹣x +2)+×2×(﹣x )﹣×1×2=4,∴x 1=﹣1,x 2=﹣2, ∴点P (﹣1,)或(﹣2,2);(3)①如图2,若点M 在CD 左侧,连接AM ,∵∠MDC =90°,∴∠MDA +∠CDO =90°,且∠CDO +∠DCO =90°, ∴∠MDA =∠DCO ,且AD =CO =2,MD =CD , ∴△MAD ≌△DOC (SAS )∴AM =DO ,∠MAD =∠DOC =90°, ∴点M 坐标(﹣3,1),若点M 在CD 右侧,同理可求点M '(1,﹣1); ②如图3,∵抛物线的表达式为:y =﹣x 2﹣x +2=﹣(x +1)2+;∴对称轴为:直线x =﹣1,∴点D在对称轴上,∵MD=CD=M'D,∠MDC=∠M'DC=90°,∴点D是MM'的中点,∵∠MCD=∠M'CD=45°,∴∠MCM'=90°,∴点M,点C,点M'在以MM'为直径的圆上,当点N在以MM'为直径的圆上时,∠M'NC=∠M'MC=45°,符合题意,∵点C(0,2),点D(﹣1,0)∴DC=,∴DN=DN'=,且点N在抛物线对称轴上,∴点N(﹣1,),点N'(﹣1,﹣)延长M'C交对称轴与N'',∵点M'(1,﹣1),点C(0,2),∴直线M'C解析式为:y=﹣3x+2,∴当x=﹣1时,y=5,∴点N''的坐标(﹣1,5),∵点N''的坐标(﹣1,5),点M'(1,﹣1),点C(0,2),∴N''C==M'C,且∠MCM'=90°,∴MM'=MN'',∴∠MM'C=∠MN''C=45°∴点N''(﹣1,5)符合题意,综上所述:点N的坐标为:(﹣1,)或(﹣1,﹣)或(﹣1,5).4.解:(1)∵BO=3AO=3,∴点B(3,0),点A(﹣1,0),∴抛物线解析式为:y=(x+1)(x﹣3)=x2﹣x﹣,∴b=﹣,c=﹣;(2)如图1,过点D作DE⊥AB于E,∴CO∥DE,∴,∵BC=CD,BO=3,∴=,∴OE=,∴点D横坐标为﹣,∴点D坐标为(﹣,+1),设直线BD的函数解析式为:y=kx+b,由题意可得:,解得:,∴直线BD的函数解析式为y=﹣x+;(3)∵点B(3,0),点A(﹣1,0),点D(﹣,+1),∴AB=4,AD=2,BD=2+2,对称轴为直线x=1,∵直线BD:y=﹣x+与y轴交于点C,∴点C(0,),∴OC=,∵tan∠CBO==,∴∠CBO=30°,如图2,过点A作AK⊥BD于K,∴AK=AB=2,∴DK===2,∴DK=AK,∴∠ADB=45°,如图,设对称轴与x轴的交点为N,即点N(1,0),若∠CBO=∠PBO=30°,∴BN=PN=2,BP=2PN,∴PN=,BP=,当△BAD∽△BPQ,∴,∴BQ==2+,∴点Q(1﹣,0);当△BAD∽△BQP,∴,∴BQ==4﹣,∴点Q(﹣1+,0);若∠PBO=∠ADB=45°,∴BN=PN=2,BP=BN=2,当△DAB∽△BPQ,∴,∴,∴BQ=2+2∴点Q(1﹣2,0);当△BAD∽△PQB,∴,∴BQ==2﹣2,∴点Q(5﹣2,0);综上所述:满足条件的点Q的坐标为(1﹣,0)或(﹣1+,0)或(1﹣2,0)或(5﹣2,0).5.解:(1)∵直线x=1是抛物线的对称轴,且点C的坐标为(0,3),∴c=3,﹣=1,∴b=2,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)①∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴点M(1,4),∵抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3与x轴相交于A,B两点(点A位于点B的左侧),∴0=﹣x2+2x+3∴x1=3,x2=﹣1,∴点A(﹣1,0),点B(3,0),∵点M(1,4),点B(3,0)∴直线BM解析式为y=﹣2x+6,∵点P在直线BM上,且PD⊥x轴于点D,PD=m,∴点P(3﹣,m),∴S△PCD=×PD×OD=m×(3﹣)=﹣m2+m,∵点P在线段BM上,且点M(1,4),点B(3,0),∴0<m≤4∴S与m之间的函数关系式为S=﹣m2+m(0<m≤4)②∵S=﹣m2+m=﹣(m﹣3)2+,∴当m=3时,S有最大值为,∴点P(,3)∵0<m≤4时,S没有最小值,综上所述:当m=3时,S有最大值为,此时点P(,3);(3)存在,若PC=PD=m时,∵PD=m,点P(3﹣,m),点C(0,3),∴(3﹣﹣0)2+(m﹣3)2=m2,∴m1=18+6(舍去),m2=18﹣6,∴点P(﹣6+3,18﹣6);若DC=PD=m时,∴(3﹣﹣0)2+(﹣3)2=m2,∴m3=﹣2﹣2(舍去),m4=﹣2+2,∴点P(4﹣,﹣2+2);若DC=PC时,∴(3﹣﹣0)2+(m﹣3)2=(3﹣﹣0)2+(﹣3)2,∴m5=0(舍去),m6=6(舍去)综上所述:当点P的坐标为:(﹣6+3,18﹣6)或(4﹣,﹣2+2)时,使△PCD为等腰三角形.6.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过点A(1,0)、B(3,0)、C(0,3),∴,解得,∴抛物线的表达式为y=x2﹣4x+3;(2)∵抛物线对称轴是线段AB的垂直平分线,∴AM=BM,由三角形的三边关系,|BM﹣CM|=|AM﹣CM|<AC,∴点A、C、M三点共线时,|BM﹣CM|最大,设直线AC的解析式为y=mx+n,则,解得,∴直线AC的解析式为y=﹣3x+3,又∵抛物线对称轴为直线x=﹣=2,∴x=2时,y=﹣3×2+3=﹣3,故,点M的坐标为(2,﹣3);(3))∵OB=OC=3,OB⊥OC,∴△BOC是等腰直角三角形,∵EF∥y轴,直线BC的解析式为y=﹣x+3,∴△DEF只要是直角三角形即可与△BOC相似,∵D(2,1),A(1,0),B(3,0),∴点D垂直平分AB且到点AB的距离等于AB,∴△ABD是等腰直角三角形,∴∠ADB =90°,如图,①点F 是直角顶点时,点F 的纵坐标与点D 的纵坐标相同,是1,∴x 2﹣4x +3=1,整理得x 2﹣4x +2=0,解得x =2±, 当x =2﹣时,y =﹣(2﹣)+3=1+, 当x =2+时,y =﹣(2+)+3=1﹣, ∴点E 1(2﹣,1+)E 2(2+,1﹣), ②点D 是直角顶点时,易求直线AD 的解析式为y =x ﹣1,联立,解得,,当x =1时,y =﹣1+3=2,当x =4时,y =﹣4+3=﹣1,∴点E 3(1,2),E 4(4,﹣1),综上所述,存在点E 1(2﹣,1+)或E 2(2+,1﹣)或E 3(1,2)或E 4(4,﹣1),使以D 、E 、F 为顶点的三角形与△BCO 相似.7.解:(1)∵抛物线y =x 2+bx +c 交x 轴于点A (1,0),与y 轴交于点C (0,﹣3),∴,解得:,∴抛物线解析式为:y=x2+2x﹣3;(2)∵抛物线y=x2+2x﹣3与x轴于A,B两点,∴点B(﹣3,0),∵点B(﹣3,0),点C(0,﹣3),∴OB=OC=3,∴∠OBC=∠OCB=45°,如图1,当点D在点C上方时,∵∠DBC=15°,∴∠OBD=30°,∴tan∠DBO==,∴OD=×3=,∴CD=3﹣;若点D在点C下方时,∵∠DBC=15°,∴∠OBD=60°,∴tan∠DBO==,∴OD=3,∴DC=3﹣3,综上所述:线段CD的长度为3﹣或3﹣3;(3)如图2,在BO上截取OE=OA,连接CE,过点E作EF⊥AC,∵点A(1,0),点C(0,﹣3),∴OA=1,OC=3,∴AC===,∵OE=OA,∠COE=∠COA=90°,OC=OC,∴△OCE≌△OCA(SAS),∴∠ACO=∠ECO,CE=AC=,∴∠ECA=2∠ACO,∵∠PAB=2∠ACO,∴∠PAB=∠ECA,=AE×OC=AC×EF,∵S△AEC∴EF==,∴CF===,∴tan∠ECA==,如图2,当点P在AB的下方时,设AP与y轴交于点N,∵∠PAB=∠ECA,∴tan∠ECA=tan∠PAB==,∴ON=,∴点N(0,﹣),又∵点A(1,0),∴直线AP解析式为:y=x﹣,联立方程组得:,解得:或,∴点P坐标为:(﹣,﹣),当点P在AB的上方时,同理可求直线AP解析式为:y=﹣x+,联立方程组得:,解得:或,∴点P坐标为:(﹣,),综上所述:点P的坐标为(﹣,),(﹣,﹣).8.解:(1)∵二次函数图象过点B(4,0),点A(﹣2,0),∴设二次函数的解析式为y=a(x+2)(x﹣4),∵二次函数图象过点C(0,4),∴4=a(0+2)(0﹣4),∴a=﹣,∴二次函数的解析式为y=﹣(x+2)(x﹣4)=﹣x2+x+4;(2)存在,理由如下:如图1,取BC中点Q,连接MQ,∵点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4),点P是AC中点,点Q是BC中点,∴P(﹣1,2),点Q(2,2),BC==4,设直线BP解析式为:y=kx+b,由题意可得:,解得:∴直线BP的解析式为:y=﹣x+,∵∠BMC=90°∴点M在以BC为直径的圆上,∴设点M(c,﹣c+),∵点Q是Rt△BCM的中点,∴MQ=BC=2,∴MQ2=8,∴(c﹣2)2+(﹣c+﹣2)2=8,∴c=4或﹣,当c=4时,点B,点M重合,即c=4,不合题意舍去,∴c=﹣,则点M坐标(﹣,),故线段PB上存在点M(﹣,),使得∠BMC=90°;(3)如图2,过点D作DE⊥BC于点E,设直线DK与BC交于点N,∵点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4),点D是AB中点,∴点D(1,0),OB=OC=4,AB=6,BD=3,∴∠OBC=45°,∵DE⊥BC,∴∠EDB=∠EBD=45°,∴DE=BE==,∵点B(4,0),C(0,4),∴直线BC解析式为:y=﹣x+4,设点E(n,﹣n+4),∴﹣n+4=,∴n=,∴点E(,),在Rt△DNE中,NE===,①若DK与射线EC交于点N(m,4﹣m),∵NE=BN﹣BE,∴=(4﹣m)﹣,∴m=,∴点N(,),∴直线DK解析式为:y=4x﹣4,联立方程组可得:,解得:或,∴点K坐标为(2,4)或(﹣8,﹣36);②若DK与射线EB交于N(m,4﹣m),∵NE=BE﹣BN,∴=﹣(4﹣m),∴m=,∴点N(,),∴直线DK解析式为:y=x﹣,联立方程组可得:,解得:或,∴点K坐标为(,)或(,),综上所述:点K的坐标为(2,4)或(﹣8,﹣36)或(,)或(,).9.解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c与y轴交于点A(0,2),与x轴交于B(﹣3,0),∴∴∴抛物线解析式为:y=x2﹣x+2;(2)∵y=x2﹣x+2=﹣(x+1)2+,∴顶点D坐标(﹣1,);(3)①∵抛物线y=x2﹣x+2与x轴交于B(﹣3,0)、C两点,∴点C(1,0)设点E(m,m2﹣m+2),则点P(m,0),∵PE=PC,∴m2﹣m+2=1﹣m,∴m=1(舍去),m=﹣,∴点E(﹣,)②如图,连接AE交对称轴于点N,连接DE,作EH⊥DN于H,交y轴于点F,∵点A(0,2),点E(﹣,),∴直线AE解析式为y=﹣x+2,∴点N坐标(﹣1,)∴DH==,HN==,∴DH=NH,且EH⊥DN,∴∠DEH=∠NEH,∴点F到AE,DE的距离相等,∴DN∥y轴,EH⊥DN,∴EH⊥y轴,∴EF=;③在x轴正半轴取点H,使OH=OA=2,∵OH=OA,∠AOP=∠QOH=90°,OP=OQ,∴△AOP≌△HOQ(SAS)∴AP=QH,∴AP+DQ=DQ+QH≥DH,∴点Q在DH上时,DQ+AP有最小值,最小值为DH的长,∴AP+DQ的最小值==.10.解:(1)对于抛物线y=a(x+1)(x﹣3),令y=0,得到a(x+1)(x﹣3)=0,解得x=﹣1或3,∴C(﹣1,0),A(3,0),∴OC=1,∵OB=2OC=2,∴B(0,2),把B(0,2)代入y=a(x+1)(x﹣3)中得:2=﹣3a,a=﹣∴二次函数解析式为=;(2)设点M的坐标为(m,),则点N的坐标为(2﹣m,),MN=m﹣2+m=2m﹣2,GM=矩形MNHG的周长C=2MN+2GM=2(2m﹣2)+2()==∴当时,C有最大值,最大值为;(3)∵A(3,0),B(0,2),∴OA=3,OB=2,由对称得:抛物线的对称轴是:x=1,∴AE=3﹣1=2,设抛物线的对称轴与x轴相交于点E,当△ABP为直角三角形时,存在以下三种情况:①如图1,当∠BAP=90°时,点P在AB的下方,∵∠PAE+∠BAO=∠BAO+∠ABO=90°,∴∠PAE=∠ABO,∵∠AOB=∠AEP,∴△ABO∽△PAE,∴,即,∴PE=3,∴P(1,﹣3);②如图2,当∠PBA=90°时,点P在AB的上方,过P作PF⊥y轴于F,同理得:△PFB∽△BOA,∴,即,∴BF=,∴OF=2+=,∴P(1,);③如图3,以AB为直径作圆与对称轴交于P1、P2,则∠AP1B=∠AP2B=90°,设P1(1,y),∵AB2=22+32=13,由勾股定理得:AB2=P1B2+P1A2,∴12+(y﹣2)2+(3﹣1)2+y2=13,解得:y=1±,∴P(1,1+)或(1,1﹣),综上所述,点P的坐标为(1,﹣3)或(1,)或(1,1+)或(1,1﹣)。
初中数学二次函数中三角形面积问题解析
∙∙∙∙初中数学二次函数中三角形面积问题解析一、命题意图二次函数中三角形面积相结合的题目是近年来中考数学中常见的问题,题型常考常新,体现了数形结合、化归转化、分类讨论数学思想等。
如果将三角形这一平面图形问题与二次函数相结合,就需要学生以逻辑思维和空间思维相结合的方式进行学习,以培养学生逻辑思维与空间思维能力相结合的基本数学思想,让学生学会自主思考问题的过程。
二、考点及对应的考纲要求初中数学课程教学中关于三角形面积问题的讨论一直是教学重点,这其中牵涉了二次函数与几何问题的融合,是初中数学课程中的一个难点。
求面积常用的方法:(1)直接法,若题已经给出或能由已知条件推出个边的长度并且通过坐标能找到对应的高,那么三角形的面积能直接用公式算出来。
(2)简单的组合,解决问题的途径常需要进行图形割补、等积变形等图形变换。
(3)面积不变同底等高或等底等高的转换,利用平行线得到三角形同底等高进行面积转化。
(4)如图,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 内部线段的长度叫△ABC 的“铅垂高(h )”. 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。
三、试题讲解过程如图,在平面直角坐标系中,抛物线c bx ax y ++=2C (0,-4)三点.(1)求该抛物线的解析式; (2)若点D 是该抛物线上一动点,且在第四象限,当∆面积最大时,求点D 的坐标.解:(1)解法一: 由题意得,c=-4, ∴⎩⎨⎧=-+=--0441604b a b a ,解得:⎩⎨⎧-==31b a , ∴=x y 解法二: 由题意得,设y=a (x+1)(x-4), ∴∴y=(x+1)(x-4), ∴432--=x x y ,(2)解法一:由(1)可知,y=x 2-3x -4,设点D 为(x, x 2-3x -4),过点D 作DE ∥OC 交BC 设直线BC 的解析式为y=kx +b,则∙∙∙⎩⎨⎧=+-=044b k b ,∴⎩⎨⎧-==41b k ,∴y=x -4, ∴E (x, x -4)∴DE=(x -4)-(x 2-3x -4)= -x 2+4x,∵a=-1<0, ∴当x=2时, DE 取最大值,S △BCD 解法二:由(1)可知,y=x 2-3x -4, 设点D 为(x,y ),过点D 作DF ⊥OB 于点F,S △BCD =S 梯形OCDF +S △BDF -S △OBC=21x (4-y )+21(-y )(4-x )-8 =2x -2y -8=2x -2(x 2-3x -4)-8=-2x 2+8x,∵a=-2<0, ∴当x=2时, S △BCD 取最大值,∴D (2,-6解法三:由(1)可知,y=x 2-3x -4, 过点D 作DE ∥设直线BC 的解析式为y=kx +b, 则⎩⎨⎧=+-=044b k b ,∴⎩⎨⎧-==41b k ,∴y=x -4,∴设直线DE 的解析式为y=x +d,则x 2-3x -4=x +d, x 2∴当△=(-4)2-4(-4-d )=0, d=-8, S △BCD 取最大值, ∴x 2-4x +4=0, ∴(x-2)2=0, ∴x 1=x 2=2, ∴D (2,-6). 四、试题的拓展延伸及变式分析如图,在平面直角坐标系中,抛物线c bx ax y ++=2C (0,3)三点.(1)若点D 是抛物线的对称轴上一点,当ACD ∆求点D 的坐标;(2)在(1)的情况下,抛物线上是否存在除点A 得PCD ∆ 的面积与ACD ∆P 的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)∵抛物线c bx ax y ++=2经过A (1,0),B (3∴抛物线的对称轴l 是x=231+=2, ∵△ACD 的周长=AD+AC+CD, AC 是定值, ∴当AD+CD 最小时,△ACD 的周长最小,∵点A 、点B 关于对称轴l 对称,∴连接BC 交l 于点D ,即点D 为所求的点, 设直线BC 的解析式为n kx y +=,∴ ⎩⎨⎧=+=033n k n ,∴⎩⎨⎧=-=31n k ,∴直线BC 的解析式为3+-=x y ,∙∙当x=2时,y=-x+3=-2+3=1,∴点D 的坐标是(2,1).(2)解:由(1)可知,∵抛物线c bx ax y ++=2经过A (1,0),B (3,0),C (0,3)三点,∴c=3, ∴⎩⎨⎧=++=++033903b a b a ,解得:⎩⎨⎧-==41b a ,∴342+-=x x y ,解法一:如图,①过点A 作AP 1∥CD 交抛物线于点P 1,∴设直线AP 1的解析式为d x y +-=, ∴∴d=1,∴直线AP 1的解析式为1+-=x y , 解方程1+-x =342+-x x ,(x-1)(x-2)∴x 1=1, x 2=2,当x 1=1时,11+-=x y =0当x 2=2时,12+-=x y =-1,∴点P 1②设直线AP 1交y 轴于点E (0,1)把直线BC 向上平移2个单位交抛物线于P 2得直线P 2P 3的解析式为5+-=x y ,解方程5+-x =342+-x x , x 2-3x -2=0,∴x 3=2173+, x 4=2173-, 当x 3=2173+时,53+-=x y =2177-, 当x 4=2173-时,54+-=x y =2177+, ∴点P 2的坐标是(2173+,2177-),点P 3的坐标是(2173-,2177+), 综上所述, 抛物线上存在点P 1(2,-1),P 2(2173+,2177-), P 3(2173-,2177+), 使得△PCD 的面积与△ACD 的面积相等. 解法二:如图,过A 点作AE∥y 轴,交BC 于点E .则E 点的纵坐标为231=+-.∴ AE=2. 设点P 为(n ,342+-n n ),过P 点作PF∥y 轴,交BC 于点F ,则点F 为(n ,n -3),PF∥AE. 若PF =AE ,则△PCD 与△ACD 的面积相等.∙∙①若P 点在直线BC 的下方,则PF =(n -3)-(342+-n n )=n 2-∴n n 32+-=2.解得21=n ,12=n .当2=n 时,3-n-2∴P 1点坐标为(2,-1). 同理 当1=n 时,P 点坐标为(1,0)(不合题意,舍去).②若P 点在直线BC 的上方,则PF=(342+-n n )-(n -3)=n n 32-∴232=-n n .解得21733+=n ,4=n 当21733+=n 时,P 点的纵坐标为2177221733-=++-; 当21734-=n 时,P 点的纵坐标为2177221733+=+--. ∴点P 2的坐标是(2173+,2177-),点P 3的坐标是(2173-,2177+), 综上所述, 抛物线上存在点P 1(2,-1),P 2(2173+,2177-), P 3(2173-,2177+), 使得△PCD 的面积与△ACD 的面积相等. 在以上问题的分析中研究思路为:(1)分析图形的成因;(2)识别图形的形状;(3)找出图形的计算方法。
九年级数学上册二次函数教案模板优秀8篇
九年级数学上册二次函数教案模板优秀8篇二次函数教案篇一一、由实际问题探索二次函数某果园有100棵橙子树,每一棵树平均结600个橙子,现准备多种一些橙子树以提高产量,但是如果多种树,那么树之间的距离和每一棵树所接受的阳光就会减少。
根据经验估计,每多种一棵树,平均每棵树就会少结5个橙子。
(1) 问题中有哪些变量?其中哪些是自变量?哪些因变量(2)假设果园增种x棵橙子树,那么果园共有多少棵橙子树?这时平均每棵树结多少个橙子?(3)如果果园橙子的总产量为y个,那么请你写出y与x之间的关系式。
果园共有(100+x)棵树,平均每棵树结(600-5x)个橙子,因此果园橙子的总产量y=(100+z)(6005x)=-5x2+100x+ 60000.二、想一想在上述问题中,种多少棵橙子树,可以使果园橙子的产量最多?我们可以列表表示橙子的总产量随橙子树的增加而变化情况。
你能根据表格中的数据作出猜测吗 ?自己试一试。
x/棵y/个三。
做一做银行的储蓄利率是随时间的变化而变化的。
也就是说,利率是一个变量。
在我国利率的调整是由中国人民银行根据国民经济发展的情况而决定的。
设人民币一年定期储蓄的年利率是x,一年到期后,银行将本金和利息自动按一年定期储蓄转存。
如果存款额是100元,那么请你写出两年后的本息和y(元)的表达式(不考虑利息税).四、二次函数的定义一般地,形如y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a0)的函数叫做x的二次函数(quadratic function)注意:定义中只要求二次项系数不为零,一次项系数、常数项可以为零。
例如,y=一5x2+100x+60000和y=100x2+200x+100都是二次函数。
我们以前学过的正方形面积A与边长a的关系A=a2,圆面积s与半径r的关系s=Try2等也都是二次函数的例子。
随堂练习1.下列函数中(x,t是自变量),哪些是二次函数?y=- +3x.y= x-x+25,y=2 + 2x,s=1+t+5t2.圆的半径是l㎝,假设半径增加x㎝时,圆的面积增加y㎝.(1)写出y与x之间的关系表达式;(2)当圆的半径分别增加lcm、㎝、2㎝时,圆的面积增加多少?五、课时小结1. 经历探索和表示二次函数关系的过程,猜想并归纳二次函数的定义及一般形式。
专题03 二次函数与面积有关的问题(知识解读)-备战2023年中考数学《重难点解读专项训练》
专题03 二次函数与面积有关的问题(知识解读)【专题说明】二次函数是初中数学的一个重点,一个难点,也是中考数学必考的一个知识点。
特别是在压轴题中,二次函数和几何综合出现的题型,才是最大的区分度。
与面积有关的问题,更是常见。
本节介绍二次函数考试题型种,与面积问题的常用解法。
同学们,只要熟练运用解法,炉火纯青,在考试答题的时候,能够轻松答题。
【知识点梳理】类型一:面积等量关系类型二:面积平分方法一: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。
)方法二: 铅锤法铅锤高水平宽⨯=21S方法三 :其他面积方法如图1,同底等高三角形的面积相等.平行线间的距离处处相等.如图2,同底三角形的面积比等于高的比.如图3,同高三角形的面积比等于底的比.如图1 如图2 如图3【典例分析】【类型一:面积等量关系】【典例21】(2022•盘锦)如图,抛物线y =x 2+bx +c 与x 轴交于A ,B (4,0)两点(A 在B 的左侧),与y 轴交于点C (0,﹣4).点P 在抛物线上,连接BC ,BP .(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,若点P 在第四象限,点D 在线段BC 上,连接PD 并延长交x 轴于点E ,连接CE,记△DCE的面积为S1,△DBP的面积为S2,当S1=S2时,求点P的坐标;【变式1】(2022•泸州)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+x+c经过A (﹣2,0),B(0,4)两点,直线x=3与x轴交于点C.(1)求a,c的值;(2)经过点O的直线分别与线段AB,直线x=3交于点D,E,且△BDO与△OCE的面积相等,求直线DE的解析式;(3)P是抛物线上位于第一象限的一个动点,在线段OC和直线x=3上是否分别存在点F,G,使B,F,G,P为顶点的四边形是以BF为一边的矩形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.【类型二:面积平分】【典例2】(2022•沈阳)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3经过点B(6,0)和点D(4,﹣3),与x轴的另一个交点为A,与y轴交于点C,作直线AD.(1)①求抛物线的函数表达式;②直接写出直线AD的函数表达式;(2)点E是直线AD下方的抛物线上一点,连接BE交AD于点F,连接BD,DE,△BDF的面积记为S1,△DEF的面积记为S2,当S1=2S2时,求点E的坐标;【变式2】(2022•内江)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣4,0),B(2,0),与y轴交于点C(0,2).(1)求这条抛物线所对应的函数的表达式;(2)若点D为该抛物线上的一个动点,且在直线AC上方,求点D到直线AC的距离的最大值及此时点D的坐标;(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1:5两部分,求点P的坐标.【典例3】(深圳)如图抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣1,0),点C(0,3),且OB =OC.(1)求抛物线的解析式及其对称轴;(2)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3】(2021秋•合川区)如图,抛物线y=ax2+bx+6(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(6,0),与y轴交于点C,点P为第一象限内抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线,交直线BC于点D,交x轴于点E,连接PB.(1)求该抛物线的解析式;(2)当△PBD与△BDE的面积之比为1:2时,求点P的坐标;专题03 二次函数与面积有关的问题(知识解读)【专题说明】二次函数是初中数学的一个重点,一个难点,也是中考数学必考的一个知识点。
中考数学专题之二次函数与图形面积的最值及定值压轴问题
2020年中考数学必考经典专题2二次函数与图形面积的最值及定值压轴问题【方法指导】面积是平面几何中一个重要的概念,关联着平面图形中的重要元素边与角,由动点而生成的面积问题,是抛物线与直线形结合的觉形式,常见的面积问题有规则的图形的面积(如直角三角形、平行四边形、菱形、矩形的面积计算问题)以及不规则的图形的面积计算,解决不规则的图形的面积问题是中考压轴题常考的题型,此类问题计算量较大。
有时也要根据题目的动点问题产生解的不确定性或多样性。
解决动点产生的面积问题,常用到的知识和方法有:(1)如果三角形的某一条边与坐标轴平行,计算这样“规则”的三角形的面积,直接用面积公式.(2)三角形的三条边没有与坐标轴平行的,计算这样“不规则”的三角形的面积,用“割”或“补”的方法.(3)同底等高三角形的面积相等.平行线间的距离处处相等.(4)同底三角形的面积比等于高的比.(5)同高三角形的面积比等于底的比.【题型剖析】【类型1】二次函数与面积最值问题【例1】如图,抛物线2(1)y x k =-+与x 轴相交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴相交于点(0,3)C -.P 为抛物线上一点,横坐标为m ,且0m >.(1)求此抛物线的解析式;(2)当点P 位于x 轴下方时,求ABP ∆面积的最大值;(3)设此抛物线在点C 与点P 之间部分(含点C 和点)P 最高点与最低点的纵坐标之差为h .①求h 关于m 的函数解析式,并写出自变量m 的取值范围;②当9h =时,直接写出BCP ∆的面积.【变式训练】如图,抛物线22(0)y ax ax c a =-+≠与y 轴交于点(0,4)C ,与x 轴交于点A 、B ,点A 坐标为(4,0).(1)求该抛物线的解析式;(2)抛物线的顶点为N ,在x 轴上找一点K ,使CK KN +最小,并求出点K 的坐标;(3)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;【类型2】二次函数与面积定值问题【例2】抛物线229y x bx c =-++与x 轴交于(1,0)A -,(5,0)B 两点,顶点为C ,对称轴交x 轴于点D ,点P 为抛物线对称轴CD 上的一动点(点P 不与C ,D 重合).过点C 作直线PB 的垂线交PB 于点E ,交x 轴于点F .(1)求抛物线的解析式;(2)当PCF ∆的面积为5时,求点P 的坐标;(3)当PCF ∆为等腰三角形时,请直接写出点P 的坐标.【变式训练】已知抛物线23y ax bx =++经过点(1,0)A 和点(3,0)B -,与y 轴交于点C ,点P 为第二象限内抛物线上的动点.(1)抛物线的解析式为____,抛物线的顶点坐标为____;(2)如图1,连接OP 交BC 于点D ,当:1:2CPD BPD S S ∆∆=时,请求出点D 的坐标;(3)如图2,点E 的坐标为(0,1)-,点G 为x 轴负半轴上的一点,15OGE ∠=︒,连接PE ,若2PEG OGE ∠=∠,请求出点P 的坐标;(4)如图3,是否存在点P ,使四边形BOCP 的面积为8?若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【类型3】二次函数与等面积问题【例3】如图,二次函数23y x bx =-++的图象与x 轴交于点A 、B ,与y 轴交于点C ,点A 的坐标为(1,0)-,点D 为OC 的中点,点P 在抛物线上.(1)b =______;(2)若点P 在第一象限,过点P 作PH x ⊥轴,垂足为H ,PH 与BC 、BD 分别交于点M 、N .是否存在这样的点P ,使得PM MN NH ==?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若点P 的横坐标小于3,过点P 作PQ BD ⊥,垂足为Q ,直线PQ 与x 轴交于点R ,且2PQB QRB S S ∆∆=,求点P 的坐标.【变式训练】如图,抛物线2y ax bx c =++的图象过点(1,0)A -、(3,0)B 、(0,3)C .(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P ,使得PAC ∆的周长最小,若存在,请求出点P 的坐标及PAC ∆的周长;若不存在,请说明理由;(3)在(2)的条件下,在x 轴上方的抛物线上是否存在点M (不与C 点重合),使得PAM PAC S S ∆∆=?若存在,请求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【类型4】二次函数与面积数量关系【例4】如图,已知二次函数的图象与x 轴交于A 、B 两点,D 为顶点,其中点B 的坐标为(5,0),点D 的坐标为(1,3).(1)求该二次函数的表达式;(2)点E 是线段BD 上的一点,过点E 作x 轴的垂线,垂足为F ,且ED EF =,求点E 的坐标.(3)试问在该二次函数图象上是否存在点G ,使得ADG ∆的面积是BDG ∆的面积的35?若存在,求出点G 的坐标;若不存在,请说明理由.【变式训练】如图抛物线2y ax bx c =++经过点(1,0)A -,点(0,3)C ,且OB OC =.(1)求抛物线的解析式及其对称轴;(2)点D 、E 在直线1x =上的两个动点,且1DE =,点D 在点E 的上方,求四边形ACDE 的周长的最小值.(3)点P 为抛物线上一点,连接CP ,直线CP 把四边形CBPA 的面积分为3:5两部分,求点P 的坐标.【达标检测】1.如图,已知抛物线23y ax bx =+-与x 轴交于点(3,0)A -和点(1,0)B ,交y 轴于点C ,过点C 作//CD x 轴,交抛物线于点D .(1)求抛物线的解析式;(2)若直线(30)y m m =-<<与线段AD 、BD 分别交于G 、H 两点,过G 点作EG x ⊥轴于点E ,过点H 作HF x ⊥轴于点F ,求矩形GEFH 的最大面积;(3)若直线1y kx =+将四边形ABCD 分成左、右两个部分,面积分别为1S ,2S ,且12:4:5S S =,求k 的值.2.如图,抛物线2(0)y ax bx a =+<过点(10,0)E ,矩形ABCD 的边AB 在线段OE 上(点A 在点B 的左边),点C ,D 在抛物线上.设(,0)A t ,当2t =时,4AD =.(1)求抛物线的函数表达式.(2)当t 为何值时,矩形ABCD 的周长有最大值?最大值是多少?(3)保持2t =时的矩形ABCD 不动,向右平移抛物线.当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点G ,H ,且直线GH 平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.3.已知:如图,抛物线223y x x =--与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,该抛物线的顶点为M .(1)求点A 、B 、C 的坐标.(2)求直线BM 的函数解析式.(3)试说明:90CBM CMB ∠+∠=︒.(4)在抛物线上是否存在点P ,使直线CP 把BCM ∆分成面积相等的两部分?若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.4.如图1,抛物线21:C y x ax =+与22:C y x bx =-+相交于点O 、C ,1C 与2C 分别交x 轴于点B 、A ,且B 为线段AO 的中点.(1)求a b的值;(2)若OC AC ⊥,求OAC ∆的面积;(3)抛物线2C 的对称轴为l ,顶点为M ,在(2)的条件下:①点P 为抛物线2C 对称轴l 上一动点,当PAC ∆的周长最小时,求点P 的坐标;②如图2,点E 在抛物线2C 上点O 与点M 之间运动,四边形OBCE 的面积是否存在最大值?若存在,求出面积的最大值和点E 的坐标;若不存在,请说明理由.5.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线232y x bx c =++与x 轴交于(1,0)A -,(2,0)B 两点,与y 轴交于点C .(1)求该抛物线的解析式;(2)直线y x n =-+与该抛物线在第四象限内交于点D ,与线段BC 交于点E ,与x 轴交于点F ,且4BE EC =.①求n 的值;②连接AC ,CD ,线段AC 与线段DF 交于点G ,AGF ∆与CGD ∆是否全等?请说明理由;(3)直线(0)y m m =>与该抛物线的交点为M ,N (点M 在点N 的左侧),点M 关于y 轴的对称点为点M ',点H 的坐标为(1,0).若四边形OM NH '的面积为53.求点H 到OM '的距离d 的值.6.如图,已知二次函数23(2)34y ax a x =--+的图象经过点(4,0)A ,与y 轴交于点B .在x 轴上有一动点(C m ,0)(04)m <<,过点C 作x 轴的垂线交直线AB 于点E ,交该二次函数图象于点D .(1)求a 的值和直线AB 的解析式;(2)过点D 作DF AB ⊥于点F ,设ACE ∆,DEF ∆的面积分别为1S ,2S ,若124S S =,求m 的值;(3)点H 是该二次函数图象上位于第一象限的动点,点G 是线段AB 上的动点,当四边形DEGH 是平行四边形,且DEGH 周长取最大值时,求点G 的坐标.7.如图①,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线23y ax bx =++经过点(1,0)A -、(3,0)B 两点,且与y 轴交于点C .(1)求抛物线的表达式;(2)如图②,用宽为4个单位长度的直尺垂直于x 轴,并沿x 轴左右平移,直尺的左右两边所在的直线与抛物线相交于P 、Q 两点(点P 在点Q 的左侧),连接PQ ,在线段PQ 上方抛物线上有一动点D ,连接DP 、DQ .(Ⅰ)若点P 的横坐标为12-,求DPQ ∆面积的最大值,并求此时点D 的坐标;(Ⅱ)直尺在平移过程中,DPQ ∆面积是否有最大值?若有,求出面积的最大值;若没有,请说明理由.8.已知抛物线2(1)y a x =-过点(3,1),D 为抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式;(2)若点B 、C 均在抛物线上,其中点1(0,)4B ,且90BDC ∠=︒,求点C 的坐标;(3)如图,直线4y kx k =+-与抛物线交于P 、Q 两点.①求证:90PDQ ∠=︒;②求PDQ ∆面积的最小值.9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线222433y x x =--与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 左侧),与y 轴交于点C .(1)求点A ,B ,C 的坐标;(2)点P 从A 点出发,在线段AB 上以每秒2个单位长度的速度向B 点运动,同时,点Q 从B 点出发,在线段BC 上以每秒1个单位长度的速度向C 点运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动.设运动时间为t 秒,求运动时间t 为多少秒时,PBQ ∆的面积S 最大,并求出其最大面积;(3)在(2)的条件下,当PBQ ∆面积最大时,在BC 下方的抛物线上是否存在点M ,使BMC ∆的面积是PBQ ∆面积的1.6倍?若存在,求点M 的坐标;若不存在,请说明理由.10.如图,已知抛物线2342y ax x =++的对称轴是直线3x =,且与x 轴相交于A ,B 两点(B 点在A 点右侧)与y 轴交于C 点.(1)求抛物线的解析式和A 、B 两点的坐标;(2)若点P 是抛物线上B 、C 两点之间的一个动点(不与B 、C 重合),则是否存在一点P ,使PBC ∆的面积最大.若存在,请求出PBC ∆的最大面积;若不存在,试说明理由;(3)若M 是抛物线上任意一点,过点M 作y 轴的平行线,交直线BC 于点N ,当3MN =时,求M 点的坐标.。
二次函数背景下三角形面积最值问题的几种解法
数学篇纵观近年来各地中考数学试题,一类以二次函数为载体,探讨图形面积的最值问题频频出现.这类试题整合了代数和几何的部分重要知识,并融合了许多数学方法,难度颇高.如何根据题目提供的信息,依据图形的变化特征,抓住解答问题的关键,从而化难为易,正确解题呢?对此,笔者介绍四种常用方法,希望能给同学们攻破难题带来帮助.一、割补法在平面直角坐标系中,当三角形任意一边均不在坐标轴上,或者不与坐标轴平行时,一般采用割补法求解.割补法分为两部分,割是指将图形分解成几部分分别求解;补是指将所求图形填上一部分,然后用补后的图形面积减去所补部分的面积.两种方法的实质都是将二次函数中图形面积的最值问题通过“转化”思想,化为“线段(和)”最值问题,间接地求出图形面积的最值.例1如图1,在平面直角坐标系中,二次函数y =x 2+2x -3交x 轴于点A ,B ,在y 轴上有一点E (0,1),连接AE .(1)求直线AE 的解析式;(2)若点D 为抛物线在x 轴负半轴下方的一个动点,求△ADE面积的最大值.图1解:(1)∵y =x 2+2x -3=(x +3)(x -1),∴当y =0时,x 1=-3,x 2=1,∴点A 的坐标为(-3,0),设直线AE 的解析式为y =kx +b ,∵过点A (-3,0),E (0,1),∴ìíî-3k +b =0,b =1,解得:ìíîïïk =13,b =1,∴直线AE 的解析式为y =13x +1;(2)如图1,过点D 作DG ⊥x 轴于点G ,延长DG 交AE 于点F ,设D (m ,m 2+2m -3),则F (m ,13m +1),∴DF =-m 2-2m +3+13m +1=-m 2-53m +4,∴S △ADE =S △ADF +S △DEF=12×DF ×AG +12DF ×OG =12×3×DF =32(-m 2-53m +4)=-32(m +56)2+16924,∴当m =-56时,△ADE 的面积取得最大值为16924.二、铅垂法如图2,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:即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.这种方法我们称之为铅垂法.求二次函数中三角形面积的最值,往往可以转化为求铅垂高的最值,当铅垂高取得最大值时,三角形的面积最大.二次函数背景下三角形面积最值问题的几种解法四川绵阳陈霖数苑纵横23数学篇例2已知:如图3,抛物线y=ax2+bx+c与坐标轴分别交于点A(0,6),B(6,0),C(-2,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P运动到什么位置时,△PAB的面积有最大值?图3解:(1)∵抛物线过点B(6,0)、C(-2,0),∴设抛物线解析式为y=a(x-6)(x+2),将点A(0,6)代入,得:-12a=6,解得:a=-12,所以抛物线的解析式为y=-12(x-6)(x+2)=-12x2+2x+6;(2)如图3,过点P作PM⊥OB与点M,交AB于点N,作AG⊥PM于点G,设直线AB解析式为y=kx+b,将点A(0,6)、B(6,0)代入,得:ìíîb=6,6k+b=0,解得:ìíîk=-1,b=6,则直线AB的解析式为y=-x+6,设P(t,-12t2+2t+6),其中0<t<6,则N(t,-t+6),所以PN=PM-MN=-12t2+2t+6-(-t+6)=-12t2+3t,所以S△PAB=S△PAN+S△PBN=12PN⋅AG+12PN⋅BM=12PN(AG+BM)=12PN⋅OB=12×(-12t2+3t)×6=-32(t-3)2+272,所以当t=3,P位于(3,152)时,△PAB三、切线法切线法体现了数学中最为常见的数形结合思想,将三角形的一边作为三角形的底,只要求出高的最大值就可以求出面积的最值.将底边所在的直线平移,与抛物线只有一个交点,即相切时,两直线的距离即高的长度最大,然后将直线与抛物线的解析式联立方程组,求出切点的坐标,此时不用求出三角形面积的解析式就可直接运用三角形的面积公式求出最值.例3如图4,在平面直角坐标系xOy中,直线y=-x-4与x轴,y轴分别交于点A和点B.抛物线y=ax2+bx+c经过A,B两点,且对称轴为直线x=-1,抛物线与x轴的另一交点为点C.(1)求抛物线的函数表达式;(2)设点E是抛物线上一动点,且点E在直线AB下方.当△ABE的面积最大时,求点E的坐标,及△ABE面积的最大值S.图4解:(1)在y=-x-4中分别令x=0,y=0,可得点A(-4,0),B(0,-4),根据A,B坐标及对称轴为直线x=-1,可得方程组ìíîïïïï-b2a=-1,16a-4b+c=0,c=-4,解方程组可得:ìíîïïïïa=12,b=1,c=-4,∴抛物线的函数表达式为y=12x2+x-4;(2)设点E的坐标为(m,12m2数苑纵横数学篇上且距AB 最远,此时E 点所在直线与AB 平行,且与抛物线相切,只有一个交点,设点E 所在直线为l :y =-x +b ,联立得方程组:ìíîïïy =-x +b ,y =12x 2+x -4,消去y ,得:12x 2+2x -4-b =0,据题意得Δ=22-4×12(-4-b )=0,解得b =-6,∴直线l 的解析式为y =-x -6,联立方程,得ìíîïïy =-x -6,y =12x 2+x -4,解得:ìíîx =-2,y =-4,∴点E (-2,-4),过点E 作y 轴的平行线交直线AB 于H ,此时点N (-2,-2),EN =-2-(-4)=2,∴S △ABE =12EN ×AO =12×2×4=4,△ABE 面积的最大值为4.四、三角函数法对于三角形问题,三角函数的引入可以为求线段长度提供新的解题思路.在直角三角形中,只需要知道一边的长度和除直角外任意一个角的度数,就可以用三角函数式表示出其余的边长或高.然后将三角函数式带入三角形面积公式,求出三角形面积的解析式,利用二次函数的性质即可求得面积最值.例4如图5,已知抛物线y =-x 2+bx +c 经过点A (-1,0),B (3,0)两点,且与y 轴交于点C .(1)求抛物线的表达式;(2)设抛物线交y 轴于点C ,在抛物线上的第一象限上是否存在一点P ,使△PAC 的面积最大?若存在,求出点P 的坐标及△PAC 面积的最大值;若不存在,请说明理由.图5解:(1)把A (-1,0),B (3,0)代入y =-x 2+bx +c ,可得,{-1+b +c =0,-9-3b +c =0,解得{b =-2,c =3,∴抛物线的解析式为:y =-x 2-2x +3.(2)如图5,作PE ⊥x 轴于点E ,交AC 于点F ,作PM ⊥AC 于点M .设直线AC 的解析式为y =mx +n ,把B (-3,0)、C (0,3),代入得{-3m +n =0,n =3,解得{m =1,n =3,故直线BC 的解析式为y =x +3.设点P 的坐标为(x ,-x 2-2x +3)(-3<x <0),则点F 的坐标为(x ,x +3).由A 、C 坐标可知,AC =32,S ΔPAC =12AC ∙PM=12×32PF ∙sin ∠PFM =]()-x 2-2x +3-()x +3∙sin ∠ACO =32()-x 2-3x =-32æèöøx +322+278,当x =-32时,-x 2-2x +3=154,即P (-32,154).所以存在一点P ,使△PAC 的面积最大,最大值为278,P 点坐标为(-32,154).通过对以上四种方法的分析介绍,相信同学们对二次函数背景下三角形面积的最值问题的解法有了一定的了解.同学们只要掌握好了这四种方法,在二次函数的综合题中,再出现求图形面积的最值问题,就能轻松应对了.数苑纵横25。
九年级数学上册 22.1.1 二次函数 二次函数的概念教案 新人教版(2021-2022学年)
一、新课导入问题1:正方体的六的面都是什么图形?(全等的正方形) (1)设正方体的棱长确定之后,正方体的表面积是否也随之确定了?y 是x 的函数吗?(2)x的值是否可以任意取?如果不能任意取,请求出它的范围。
x的值不能任意取,其范围是x0。
(3)求y 与x 的函数关系式.y=6(x0)。
问题2:n个球队参加比赛,每两个对之间进行一场比赛,比赛的场次数m与球队数n 有什么关系?师生合作探究:每个队要与其他(n-1)个球队各比赛一场,甲队对乙对的比赛与乙对对甲队的比赛是同一场比赛。
所以比赛的场次数m=,即问题 3 :某种产品现在的年产量是20t,计划今后两年增加产量.如果每年都比上一年的产量增加x 倍,那么两年后这种产品的产;量y 将随计划所定的值而确定,y 与x 之间的关系应怎样表示?师生合作探究:这种产品的原产量是20t ,一年后的产量是20(1+x )t,再经过一年后的产量是20(1+x)(1+x)t,即两年后的产量y=20(1+x),即y= 二、探究新知教师引导学生观察函数关系式,提出以下问题让学生思考回答:(1) 上述函数关系式的自变量各有几个?(2) 上述函数关系式有什么共同点?师生共同探究:都是用自变量的二次多项式来表示的。
≥2x ≥)1(21-n n n n m 21212-=22040202++x x教师总结二次函数的定义:一般地,形如y =(a ,b,c是常数,a≠0)的函数,叫做x 的二次函数。
其中,x 是自变量,a ,b ,c 分别是函数解析式的二次项的系数、一次项的系数和常数项。
提出问题:概念中的二次项的系数a为什么不能是0?b 和c可以是0吗?如果b和c 有一个0,上面的函数式可以改写成怎样?你认为他们还是二次函数吗?如果b 和c 全为0,上面的函数式可以改写成怎样?你认为他还是二次函数吗?你认为一个函数是二次函数,关键是看什么?课堂练习下列函数中,哪些是二次函数?(1)y=5x+1;(2)4x;(3)y=2x ;(4)y=5x 三、巩固练习四、课堂小结本节课主要学习了:1、二次函数的概念,用二次函数的模型描述客观世界的某些变化规律. 2、 判断一个函数是否为二次函数的关键是看函数的最高项的次数是否为2。
2021年九年级数学中考复习专题:二次函数综合(考察动点坐标、长度、面积等)(四)
2021年九年级数学中考复习专题:二次函数综合(考察动点坐标、长度、面积等)(四)1.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,其中A(﹣4,0),B(2,0),C(0,﹣4).(1)求该抛物线的函数表达式;(2)点P为直线AC下方抛物线上一点,PD⊥AC,当线段PD的长度最大时,求点P的坐标;(3)将△BOC沿直线BC平移,平移后的三角形为△B'O'C'(其中点O'与点O不重合),点S是坐标平面内一点,若以A,C,O',S为顶点的四边形是菱形,请直接写出所有符合条件的点O'的坐标.2.如图,已知抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与x 轴交于点A (1,0)和点B (﹣3,0),与y 轴交于点C ,且OC =OB .(1)求点C 的坐标和此抛物线的解析式;(2)若点E 为第二象限抛物线上一动点,连接BE ,CE ,BC ,求△BCE 面积的最大值; (3)点P 在抛物线的对称轴上,若线段PA 绕点P 逆时针旋转90°后,点A 的对应点A ′恰好也落在此抛物线上,求点P 的坐标.3.抛物线y =ax 2+bx ﹣5的图象与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,其中点A 坐标为(﹣1,0),一次函数y =x +k 的图象经过点B 、C . (1)试求二次函数及一次函数的解析式;(2)如图1,点D (2,0)为x 轴上一点,P 为抛物线上的动点,过点P 、D 作直线PD 交线段CB 于点Q ,连接PC 、DC ,若S △CPD =3S △CQD ,求点P 的坐标;(3)如图2,点E 为抛物线位于直线BC 下方图象上的一个动点,过点E 作直线EG ⊥x 轴于点G ,交直线BC 于点F ,当EF +CF 的值最大时,求点E 的坐标.4.如图,二次函数y=x2+bx+c的图象交x轴于点A(﹣3,0),B(1,0),交y轴于点C.点P(m,0)是x轴上的一动点,PM⊥x轴,交直线AC于点M,交抛物线于点N.(1)求这个二次函数的表达式;(2)①若点P仅在线段AO上运动,如图,求线段MN的最大值;②若点P在x轴上运动,则在y轴上是否存在点Q,使以M,N,C,Q为顶点的四边形为菱形.若存在,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.5.如图,已知抛物线y=ax2过点A(﹣3,).(1)求抛物线的解析式;(2)已知直线l过点A,M(,0)且与抛物线交于另一点B,与y轴交于点C,求证:MC2=MA•MB;(3)若点P,D分别是抛物线与直线l上的动点,以OC为一边且顶点为O,C,P,D的四边形是平行四边形,求所有符合条件的P点坐标.6.如图,在平面直角坐标系中,点O 为坐标原点,抛物线y =ax 2+bx +c 的顶点是A (1,3),将OA 绕点O 顺时针旋转90°后得到OB ,点B 恰好在抛物线上,OB 与抛物线的对称轴交于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)P 是线段AC 上一动点,且不与点A ,C 重合,过点P 作平行于x 轴的直线,与△OAB 的边分别交于M ,N 两点,将△AMN 以直线MN 为对称轴翻折,得到△A ′MN ,设点P 的纵坐标为m .①当△A ′MN 在△OAB 内部时,求m 的取值范围; ②是否存在点P ,使S △A ′MN =S △OA ′B ,若存在,求出满足条件m 的值;若不存在,请说明理由.7.如图,在平面直角坐标系中,已知二次函数y =﹣(x ﹣m )2+4图象的顶点为A ,与y轴交于点B ,异于顶点A 的点C (1,n )在该函数图象上. (1)当m =5时,求n 的值.(2)当n =2时,若点A 在第一象限内,结合图象,求当y ≥2时,自变量x 的取值范围. (3)作直线AC 与y 轴相交于点D .当点B 在x 轴上方,且在线段OD 上时,求m 的取值范围.8.已知二次函数y=ax2+2x+c(a≠0)的图象与x轴的交于A、B(1,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3),(1)求二次函数的表达式及A点坐标;(2)D是二次函数图象上位于第三象限内的点,求点D到直线AC的距离取得最大值时点D的坐标;(3)M是二次函数图象对称轴上的点,在二次函数图象上是否存在点N,使以M、N、B、O为顶点的四边形是平行四边形?若有,请写出点N的坐标(不写求解过程).9.在平面直角坐标系中,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)求抛物线的函数解析式;(2)若直线l:线y=﹣x+m与该抛物线交于D、E两点,如图.①连接CD、CE、BE,当S△BCE =3S△CDE时,求m的值;②是否存在m的值,使得原点O关于直线l的对称点P刚好落在该抛物线上?如果存在,请直接写出m的值;如果不存在,请说明理由.10.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)过点A(1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,OC=3.(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;(2)点P为抛物线在直线BC下方图形上的一动点,当△PBC面积最大时,求点P的坐标;(3)若点Q为线段OC上的一动点,问:AQ+QC是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.参考答案1.解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+4)(x﹣2),∵抛物线过C(0,﹣4),∴﹣8a=﹣4,∴,∴此抛物线解析式为;(2)过点P作PE∥y轴交AC于点E,如下图所示,∵A(﹣4,0),C(0,﹣4),∴AC解析式为y=﹣x﹣4,设P(),E(m,﹣m﹣4),则PE=,∵,∴当时,PE最大,此时PD最大,∴P(﹣2,﹣4);(3)∵A(﹣4,0),C(0,﹣4),O′(a,2a),∴AC2=32,CO'2=5a2+16a+16,AO'2=5a2+8a+16,①CA2=CO′2即5a2+16a+16=32,∴,∴O′(﹣4,﹣8),,1②AC2=AO′2即5a2+8a+16=32,∴,∴,,③CO'2=AO'2即5a2+8a+16=5a2+16a+16,∴a=0,∴O5′(0,0)(舍),综上所述,满足条件的点O'坐标有O1′(﹣4,﹣8),,,.答:(1)此抛物线解析式为;(2)P(﹣2,﹣4);(3)点O'坐标有O1′(﹣4,﹣8),,,.2.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),∴OB=3,∵OC=OB,∴OC=3,∴c=3,∴,解得:,∴所求抛物线解析式为:y=﹣x2﹣2x+3,C(0,3).(2)如图2,连接BC,过点E作EF⊥x轴于点F,设E(a,﹣a2﹣2a+3)(﹣3<a<0),∴EF=﹣a2﹣2a+3,BF=a+3,OF=﹣a,∴S△BEC =S四边形BOCE﹣S△BOC=BF•EF+(OC+EF)•OF﹣•OB•OC=(a+3)•(﹣a2﹣2a+3)+(﹣a2﹣2a+6)•(﹣a)﹣=﹣a2﹣a=﹣(a +)2+,∴当a =﹣时,S △BEC 最大,且最大值为.(3)∵抛物线y =﹣x 2﹣2x +3的对称轴为x =﹣1,点P 在抛物线的对称轴上, ∴设P (﹣1,m ),∵线段PA 绕点P 逆时针旋转90°后,点A 的对应点A 1恰好也落在此抛物线上, ①当m ≥0时,∴PA =PA 1,∠APA 1=90°,如图3,过A 1作A 1N ⊥对称轴于N ,设对称轴于x 轴交于点M , ∴∠NPA 1+∠MPA =∠NA 1P +∠NPA 1=90°, ∴∠NA 1P =∠NPA , 在△A 1NP 与△PMA 中,,∴△A 1NP ≌△PMA (AAS ), ∴A 1N =PM =m ,PN =AM =2, ∴A 1(m ﹣1,m +2),代入y =﹣x 2﹣2x +3得:m +2=﹣(m ﹣1)2﹣2(m ﹣1)+3, 解得:m =1,m =﹣2(舍去),②当m <0时,要使P 2A =P 2A 2,由图可知A 2点与B 点重合, ∵∠AP 2A 2=90°, ∴MP 2=MA =2, ∴P 2(﹣1,﹣2),∴满足条件的点P 的坐标为P (﹣1,1)或(﹣1,﹣2).3.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣5的图象与y轴交于点C,∴C(0,﹣5),∵一次函数y=x+k的图象经过点B、C,∴k=﹣5,∴B(5,0),设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣5)=ax2﹣4ax﹣5a,∴﹣5a=﹣5,∴a=1,∴二次函数的解析式为y=x2﹣4x﹣5,一次函数的解析式为y=x﹣5.(2)①当点P在直线BC的上方时,如图2﹣1中,作DH∥BC交y轴于H,过点D作直线DT交y轴于T,交BC于K,作PT∥BC交抛物线于P,直线PD交抛物线于Q.∵S△CPD =3S△CQD,∴PD=3DQ,∵PT∥DH∥BC,∴===3,∵D(2,0),B(5,0),C(﹣5,0),∴OA=OB=5,OD=OH=2,∴HC=3,∴TH=9,OT=7,∴直线PT的解析式为y=x+7,由,解得或,∴P(,)或(,),②当点P在直线BC的下方时,如图2﹣2中,当点P与抛物线的顶点(2,﹣9)重合时,PD=9.DQ=3,∴PQ=3DQ,∴S△CPD =3S△CQD,过点P作PP′∥BC,此时点P′也满足条件,∵直线PP′的解析式为y=x﹣11,由,解得或,∴P′(3,﹣8),综上所述,满足条件的点P的坐标为(,)或(,)或(2,﹣9)或(3,﹣8).(3)设E(m,m2﹣4m﹣5),则F(m,m﹣5),∴EF=(m﹣5)﹣(m2﹣4m﹣5)=5m﹣m2,CF=m,∴EF+CF=﹣m2+6m=﹣(m﹣3)2+9,∵﹣1<0,∴m=3时,EF+CF的值最大,此时E(3,﹣8).4.解:(1)把A(﹣3,0),B(1,0)代入y=x2+bx+c中,得,解得,∴y=x2+2x﹣3.(2)①设直线AC的表达式为y=kx+b,把A(﹣3,0),C(0,﹣3)代入y=kx+b.得,解得,∴y=﹣x﹣3,∵点P(m,0)是x轴上的一动点,且PM⊥x轴.∴M(m,﹣m﹣3),N(m,m2+2m﹣3),∴MN=(﹣m﹣3)﹣(m2+2m﹣3)=﹣m2﹣3m=﹣(m+)2+,∵a=﹣1<0,∴此函数有最大值.又∵点P在线段OA上运动,且﹣3<﹣<0,∴当m=﹣时,MN有最大值.②如图2﹣1中,当点M在线段AC上,MN=MC,四边形MNQC是菱形时.∵MN=﹣m2﹣3m,MC=﹣m,∴﹣m2﹣3m=﹣m,解得m=﹣3+或0(舍弃)∴MN=3﹣2,∴CQ=MN=3﹣2,∴OQ=3+1,∴Q(0,﹣3﹣1).如图2﹣2中,当MC是菱形的对角线时,四边形MNCQ是正方形,此时CN=MN=CQ=2,可得Q(0,﹣1).如图2﹣3中,当点M在CA延长线上时,MN=CM,四边形MNQC是菱形时,则有,m 2+3m =﹣m , 解得m =﹣3﹣或0(舍弃), ∴MN =CQ =3+2,∴OQ =CQ ﹣OC =3﹣1, ∴Q (0,3﹣1).综上所述,满足条件的点Q 的坐标为(0,﹣3﹣1)或(0,﹣1)或(0,3﹣1). 5.解:(1)把点A (﹣3,)代入y =ax 2,得到=9a , ∴a =, ∴抛物线的解析式为y =x 2.(2)设直线l 的解析式为y =kx +b ,则有,解得,∴直线l 的解析式为y =﹣x +,令x =0,得到y =, ∴C (0,), 由,解得或,∴B (1,),如图1中,过点A 作AA 1⊥x 轴于A 1,过B 作BB 1⊥x 轴于B 1,则BB 1∥OC ∥AA 1,∴===,===,∴=,即MC2=MA•MB.(3)如图2中,设P(t,t2)∵OC为一边且顶点为O,C,P,D的四边形是平行四边形,∴PD∥OC,PD=OC,∴D(t,﹣t+),∴|t2﹣(﹣t+)|=,整理得:t2+2t﹣6=0或t2+2t=0,解得t=﹣1﹣或﹣1+或﹣2或0(舍弃),∴P(﹣1﹣,2+)或(﹣1+,2﹣)或(﹣2,1).6.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c的顶点是A(1,3),∴抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2+3,∵OA绕点O顺时针旋转90°后得到OB,∴B(3,﹣1),把B(3,﹣1)代入y=a(x﹣1)2+3可得a=﹣1,∴抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+3,即y=﹣x2+2x+2,(2)①如图1中,连接OA′,A′B.∵B(3,﹣1),∴直线OB的解析式为y=﹣x,∵A(1,3),∴C(1,﹣),∵P(1,m),AP=PA′,∴A′(1,2m﹣3),由题意3>2m﹣3>﹣,∴3>m>.②当点P在x轴上方时,∵直线OA的解析式为y=3x,直线AB的解析式为y=﹣2x+5,∵P(1,m),∴M(,m),N(,m),∴MN=﹣=,∵S△A′MN =S△OA′B,∴•(m﹣2m+3)•=××|2m﹣3+|×3,整理得m2﹣6m+9=|6m﹣8|解得m=6+(舍去)或6﹣,当点P在x轴下方时,同法可得•(3﹣m)•(+3m)=××[﹣﹣(2m﹣3)]×3,整理得:3m2﹣12m﹣1=0,解得m=或(舍去),∴满足条件的m的值为6﹣或.7.解:(1)当m=5时,y=﹣(x﹣5)2+4,当x=1时,n=﹣×42+4=﹣4.(2)当n=2时,将C(1,2)代入函数表达式y=﹣(x﹣m)2+4,得2=﹣(1﹣m)2+4,解得m=3或﹣1(舍去),∴此时抛物线的对称轴x=3,根据抛物线的对称性可知,当y=2时,x=1或5,∴x的取值范围为1≤x≤5.(3)∵点A与点C不重合,∴m≠1,∵抛物线的顶点A的坐标是(m,4),∴抛物线的顶点在直线y=4上,当x=0时,y=﹣m2+4,∴点B的坐标为(0,﹣m2+4),抛物线从图1的位置向左平移到图2的位置前,m逐渐减小,点B沿y轴向上移动,当点B与O重合时,﹣m2+4=0,解得m=2或﹣2(不合题意舍去),当点B与点D重合时,如图2,顶点A也与B,D重合,点B到达最高点,∴点B(0,4),∴﹣m2+4=4,解得m=0,当抛物线从图2的位置继续向左平移时,如图3点B不在线段OD上,∴B点在线段OD上时,m的取值范围是:0≤m<1或1<m<2.8.解:(1)把B(1,0),C(0,﹣3)代入y=ax2+2x+c 则有,解得,∴二次函数的解析式为y=x2+2x﹣3,令y=0,得到x2+2x﹣3=0,解得x=﹣3或1,∴A(﹣3,0).(2)如图1中连接AD,CD.∵点D到直线AC的距离取得最大,∴此时△DAC的面积最大,设直线AC解析式为:y=kx+b,∵A(﹣3,0),C(0,﹣3),∴,解得,,∴直线AC的解析式为y=﹣x﹣3,过点D作x轴的垂线交AC于点G,设点D的坐标为(x,x2+2x﹣3),则G(x,﹣x﹣3),∵点D在第三象限,∴DG=﹣x﹣3﹣(x2+2x﹣3)=﹣x﹣3﹣x2﹣2x+3=﹣x2﹣3x,∴S=•DG•OA=(﹣x2﹣3x)×3=﹣x2﹣x=﹣(x+)2+,△ACD=,点D(﹣,﹣),∴当x=﹣时,S最大∴点D到直线AC的距离取得最大时,D(﹣,﹣).(3如图2中,当OB是平行四边形的边时,OB=MN=1,OB∥MN,可得N(﹣2,﹣3)或N′(0,﹣3),当OB为对角线时,点N″的横坐标为2,x=2时,y=4+4﹣3=5,∴N″(2,5).综上所述,满足条件的点N的坐标为(﹣2,﹣3)或(0,﹣3)或(2,5).9.解:(1)把A(﹣1,0)、B(3,0)两点代入y=﹣x2+bx+c可得:,解得:,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+.(2)①如图1中,对于y═﹣x2+x+,令x=0,可得y=,∴C(0,),∵B(3,0),∴OC=,OB=3,∴tan∠CBO=,∴∠CBO=30°,∵直线l:y=﹣x+m与x轴交于N(m,0)与y轴交于M(0,m),∴tan∠MNO==,∴∠MNO=30°=∠CBO,∴l∥BC,∵S△BCE =3S△CDE,∴BC=3DE,∴直线l应该在BC的上方,在BC上取一点F,使得BC=3BF,∴BF=DE,∴四边形BEDF是平行四边形,∵C(0,),B(3,0),BC=3BF,∴F(2,),设D(n,﹣n+m),则E(n+1,﹣(n+1)+m),将它们代入抛物线的解析式得到:,解得,∴m的值为.②如图2中,过点O作OM⊥BC交抛物线于M或M′.则直线OM的解析式为y=x,由,解得或,∴M(,),M′(,),由题意直线l经过OM或OM′的中点,∴=﹣×+m或=﹣×+m,解得m=.10.解:(1)函数的表达式为:y=a(x﹣1)(x﹣3)=a(x2﹣4x+3),即:3a=3,解得:a=1,故抛物线的表达式为:y=x2﹣4x+3,则顶点D(2,﹣1).(2)将点B、C的坐标代入一次函数表达式:y=mx+n并解得:直线BC的表达式为:y=﹣x+3,过点P作y轴的平行线交BC于点H,设点P(x,x2﹣4x+3),则点H(x,﹣x+3),=•PH×OB=(﹣x+3﹣x2+4x﹣3)=(﹣x2+3x),则S△PBC∵﹣<0,故S有最大值,此时x=,△PBC故点P(,﹣).(3)存在,理由:如上图,过点C作与y轴夹角为30°的直线CH,作QH⊥CH,垂足为H,则HQ=CQ,AQ+QC最小值=AQ+HQ=AH,直线HC所在表达式中的k值为,直线HC的表达式为:y=x+3…①,则直线AH所在表达式中的k值为﹣,则直线AH的表达式为:y=﹣x+s,将点A的坐标代入y=﹣x+s并解得:s=,则直线AH的表达式为:y=﹣x+…②,联立①②并解得:x=,故点H(,),而点A(1,0),则AH=,即:AQ+QC的最小值为.。
2021年中考数学复习-图形面积问题(解析版)
图形面积问题【典例1】小明的家门前有一块空地,空地外有一面长10米的围墙,为了美化生活环境,小明的爸爸准备靠墙修建一个矩形花圃,他买回了32米长的不锈钢管准备作为花圃的围栏,为了浇花和赏花的方便,准备在花圃的中间再围出一条宽为一米的通道及在左右花圃各放一个1米宽的门(木质).花圃的长与宽如何设计才能使花圃的面积最大?【答案】:宽6米,长10米【解析】:设花圃的宽为x 米,面积为S 平方米则长为:x x 4342432-=+-(米)则:)434(x x S -=x x 3442+-= 4289)417(42+--=x ∵104340≤-<x ∴2176<≤x ∵6417<,∴S 与x 的二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当2176<≤x 内,S 随x 的增大而减小, ∴当6=x 时,604289)4176(42max =+--=S (平方米) 答:可设计成宽6米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大.【典例2】某人定制了一批地砖,每块地砖(如图(1)所示)是边长为0.4米的正方形ABCD ,点E 、F 分别在边BC 和CD 上,△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 均由单一材料制成,制成△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 的三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,若将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影部分组成四边形EFGH .(1)判断图(2)中四边形EFGH 是何形状,并说明理由;(2)E 、F 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省?【答案】:(1)四边形EFGH 是正方形x(2)当CE =CF =0.1米时,总费用最省.【解析】:(1) 四边形EFGH 是正方形.图(2)可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C 点按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的,故CE =CF =CG .∴△CEF 是等腰直角三角形因此四边形EFGH 是正方形.(2)设CE =x , 则BE =0.4-x ,每块地砖的费用为y 元那么:y =x ×30+×0.4×(0.4-x )×20+ )24.02.0(102+-=x x3.2)1.0(102+-=x )4.00(<<x当x =0.1时,y 有最小值,即费用为最省,此时CE =CF =0.1.答:当CE =CF =0.1米时,总费用最省.【典例3】某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上修建一个矩形花园ABCD ,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m 的栅栏围成.若设花园的宽为x(m) ,花园的面积为y(m ²).(1)求y 与x 之间的函数关系,并写出自变量的取值范围;(2)根据(1)中求得的函数关系式,描述其图象的变化趋势;并结合题意判断当x 取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少?【答案】:(1)y=200)10(22+--=x (2)187.5【解析】:)240(x x y -=)20(22x x --= 200)10(22+--=x∵152400≤-<x∴205.12<≤x∵二次函数的顶点不在自变量x 的范围内,而当205.12<≤x 内,y 随x 的增大而减小,∴当5.12=x 时,5.187200)105.12(22max =+--=y (平方米)答:当5.12=x 米时花园的面积最大,最大面积是187.5平方米.【典例4】如图,要建一个长方形养鸡场,鸡场的一边靠墙,如果用50 m 长的篱笆围成中间有一道篱笆隔墙的养鸡场,设它的长度为x 米.(1)要使鸡场面积最大,鸡场的长度应为多少m ?(2)如果中间有n (n 是大于1的整数)道篱笆隔墙,要使鸡场面积最大,鸡场的长应为多少米?比较(1)(2)的结果,你能得到什么结论? 【答案】:(1)25(2)25 【解析】:(1)∵长为x 米,则宽为350x -米,设面积为S 平方米. )50(313502x x x x S --=-⋅= 3625)25(312+--=x ∴当25=x 时,3625max =S (平方米) 即:鸡场的长度为25米时,面积最大.(2) 中间有n 道篱笆,则宽为250+-n x 米,设面积为S 平方米. 则:)50(212502x x n n x x S -+-=+-⋅= 2625)25(212++-+-=n x n ∴当25=x 时,2625max +=n S (平方米) 由(1)(2)可知,无论中间有几道篱笆墙,要使面积最大,长都是25米.即:使面积最大的x 值与中间有多少道隔墙无关.【典例5】小李想用篱笆围成一个周长为60米的矩形场地,矩形面积S(单位:平方米)随矩形一边长x(单位:米)的变化而变化.(1)求S 与x 之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围;(2)当x 是多少时,矩形场地面积S 最大?最大面积是多少?【答案】:(1) (2)15,225【解析】:(1)根据题意,得x x x x S 3022602+-=⋅-=自变量的取值范围是(2)∵01<-=a ,∴S 有最大值当时, 答:当为15米时,才能使矩形场地面积最大,最大面积是225平方米.【典例6】如图,把一张长10cm ,宽8cm 的矩形硬纸板的四周各剪去一个同样大小的正方形,再折合成一个无盖的长方体盒子(纸板的厚度忽略不计).(1)要使长方体盒子的底面积为48cm 2,那么剪去的正方形的边长为多少?(2)你感到折合而成的长方体盒子的侧面积会不会有更大的情况?如果有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;如果没有,请你说明理由;(3)如果把矩形硬纸板的四周分别剪去2个同样大小的正方形和2个同样形状、同样大小的矩形,然后折合成一个有盖的长方体盒子,是否有侧面积最大的情况;如果有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;如果没有,请你说明理由.【答案】:(1)1(2)40.5(3)最大面积为cm 2 【解析】:(1)设正方形的边长为cm , 则. 即. 解得(不合题意,舍去),. 剪去的正方形的边长为1cm .(2)有侧面积最大的情况. 设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2, 则与的函数关系式为:.即. 改写为. 当时,.即当剪去的正方形的边长为2.25cm 时,长方体盒子的侧面积最大为40.5cm 2.(3)有侧面积最大的情况. 设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2. 若按图1所示的方法剪折, 则与的函数关系式为: x x x x y ⋅-⋅+-=22102)28(2 即.当时,.若按图2所示的方法剪折,则与的函数关系式为:x x x x y ⋅-⋅+-=2282)210(2. 即.当时,.比较以上两种剪折方法可以看出,按图2所示的方法剪折得到的盒子侧面积最大,即当剪去的正方形的边长为cm 时,折成的有盖长方体盒子的侧面积最大,最大面积为cm 2. 【典例7】某中学为初一新生设计的学生单人桌的抽屉部分是长方体,抽屉底面周长为180cm ,高为20cm.请通过计算说明,当底面的宽x 为何值时,抽屉的体积y 最大?最大为多少?(材质及其厚度等暂忽略不计)【答案】解:根据题意,得y =20x(1802-x),整理得 y =-20x 2+1800x =-20(x 2-90x +2025)+40500=-20(x -45)2=40500.∵-20<0,∴当x =45时,函数有最大值,y 最大值=40500,即当底面的宽为45cm 时,抽屉的体积最大,最大为40500cm 3.【典例8】 小磊要制作一个三角形的钢架模型,在这个三角形中,长度为x(单位:cm)的边与这条边上的高之和为40cm ,这个三角形的面积S(单位:cm 2)随x(单位:cm)的变化而变化.(1)请直接写出S 与x 之间的函数关系式(不要求写出自变量x 的取值范围);(2)当x 是多少时,这个三角形的面积S 最大?最大面积是多少?(参考公式:当x =-b 2a 时,二次函数y =ax 2+bx +c(a ≠0)有最小(大)值4ac -b 24a) 【答案】解: (1)S =12x ·(40-x)=-12x 2+20x ; (2)S =-12x 2+20x =-12(x 2-40x)=-12[x 2-40x +(-20)2-(-20)2]=-12[(x -20)2-400]=-12(x -20)2+200.∵a =-12<0,∴抛物线的开口向下, ∴当x =20时,S 最大值=200,即当x =20时,这个三角形的面积S 最大,最大面积为200cm 2.【典例9】某农场拟建一间矩形种牛饲养室,饲养室的一面靠墙(墙足够长),已知计划中的建筑材料可建围墙的总长为50m.设饲养室长为x(m),占地面积为y(m 2).(1)如图1,问饲养室长x 为多少时,占地面积y 最大?(2)如图2,现要求在图中所示位置留2m 宽的门,且仍使饲养室的占地面积最大,小敏说:“只要饲养室长比(1)中的长多2m 就行了.”请你通过计算,判断小敏的说法是否正确.【答案】解:(1)∵y =x ·50-x 2=-12(x -25)2+6252,∴当x =25时,占地面积最大,即饲养室长x 为25m 时,占地面积y 最大;(2)∵y =x ·50-x -22=-12(x -26)2+338,∴当x =26时,占地面积最大,即饲养室长x 为26m 时,占地面积y 最大;∵26-25=1≠2,∴小敏的说法不正确.。
人教版中考数学一轮复习--二次函数与三角形的综合应用(精品课件)
若不存在,请说明理由.
(图1)
解:存在.∵PD∥OB,
∴∠DPC=∠BOC,∠PDC=∠OBC,
∴△DPC∽△BOC,∴CCOP=CCDB=OPDB.
∵SS12=CCDB,SS23=CCOP,∴SS12+SS23=2CCOP.
(答图3)
如答图 3,过点 P 作 PH⊥x 轴,垂足为 H,PH 交 AB 于点
①若-1≤a≤- 1 ,求线段MN长度的取值范围; 2
解:由(2)知ax2+(a-2)x-2a+2=0, ∵a≠0,∴x2+1-2ax-2+2a=0, ∴(x-1)x-2a-2=0,解得 x=1 或 x=2a-2,
将 x=2a-2 代入 y=2x-2,得 y=4a-6, ∴N 点的坐标为2a-2,4a-6. ∴MN2=2a-2-12+(4a-6)2=2a02 -6a0+45=20(1a-32)2. ∵-1≤a≤-12,∴-2≤1a≤-1, ∴易知 MN2 随1a的增大而减小,
ax+b有一个公共点M(1,0),且a<b. (3)直线与抛物线的另一个交点记为N.
②求△QMN面积的最小值.
解:如答图
1,作抛物线的对称轴
x=-12交直线
(答图1) y=2x-2 于 E
点,将 x=-12代入 y=2x-2,得 y=-3,∴E-12,-3.
设△QMN 的面积为 S,
∵M(1,0),N2a-2,4a-6,a<0, ∴S=S△QEN+S△QEM=12|(2a-2)-1|·|-94a-(-3)|=247-3a-278a, ∴易得 27a2+(8S-54)a+24=0, ∴Δ=(8S-54)2-4×27×24≥0,即(8S-54)2≥(36 2)2. ∵a<0,∴S=247-3a-278a>247,
二次函数中的面积问题优秀教案
二次函数专题--面积问题二次函数是描述现实世界变量之间关系的重要数学模型.二次函数在人们的生产、生活中有着广泛的应用,其本质特征是变化与对应,它是表示、处理数量关系以及变化规律的有效工具.作为刻画变量变化规律的工具,二次函数的各种形式体现了“函数知识”与“函数思想”的统一.二次函数既是初中数学的核心内容、重要的基础知识,也是初中与高中知识衔接的重要部分.它与数学其他知识有着更为广泛的联系.因此成都市的中考数学试题的压轴题都是以二次丽数为题材设置的二次丽数综合题.二次兩数综合题除了考查二次丽数的相关的基础知识外,还特别注重考查考生的分析转化能力、数形结合思想的运用能力以及探究能力此类综合题,常涉及方程(组)、不等式(组)及几何的许多知识,是中考命题的热点.备受命题者的青睐。
【知识回顾】1、二次函数)0(2≠++=acbxaxy图像的顶点坐标⎪⎪⎭⎫⎝⎛--abacab44,22,当0>a时,当abx2-=时,=最小值y;当0<a时,当abx2-=时,=最大值y;2、“铅垂高,水平宽”面积法三角形面积:S△ABC=12ah,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.【课前热身】1、已知二次函数1632+--=xxy,当=x时,=最大值y。
2、如图,二次函数342+-=xxy与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,顶点是D,则=∆DCBS。
【例题精讲】例1如图,抛物线322++-=xxy与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),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。
使得△PBC 面积最大,求面积最大值及此时P点坐标.变式1 如图,抛物线322++-=x x y 与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 左侧),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 .过点P 作PH⊥CB 交CB 于H 点,求PH 最大值及此时P 点坐标。
中考数学专题复习教案 二次函数中的面积问题
教学目标1.掌握利用二次函数的解析式求出相关点的坐标,从而得出相关线段的长,利用割补法求图形的面积,会将非轴边图形转化为轴边图形.2.通过解决二次函数背景下的三角形面积问题,体会数形结合思想和转化思想的应用.3.通过解决已知三角形的面积关系得出相关线段的长,从而求出点的坐标的问题,体会分类讨论思想和数形结合思想的应用.教学重点解决二次函数背景下的三角形面积问题,体会分类讨论思想、转化思想的运用.教学难点由已知面积问题,转化为点线距问题,通过作平行线,得出等面积,体会平行条件下的等积变形.问题情境师生活动设计意图活动一活动一.已知抛物线223y x x=+-与x轴交于A、B两点,其中A点位于B点的左侧,与y轴交于C点,顶点为P.(1)写出下列点的坐标:A____,B___,C____,P____.(2)求出下列线段的长:AO=____,CO=___,AB=___.(3)写出下列三角形的面积S△AOC=____,S△PAB=____,S△COP=____.(4)求出△APC的面积.师:本节课我们进行一个专题学习:二次函数中的面积问题-----三角形面积.教师板书课题.学生独立完成第(1)(2)(3)小题,并口答.教师板书知识框图.师生得出第(3)小题中的三角形的共同特征, 总结求轴边三角形面积的方法.第(4)小题学生独立进行求解,教师巡视,了解学生采用的不同方法,然后让学生讲解思路.师生共同总结:利用割补法,将非轴边图形转化为轴边图形求面积.并观察特征,发现它是直角三角形,可直接求解.体会通法与特法.通过活动一的学习,学生掌握已知二次函数的解析式,求出相关点的坐标,得出线段的长,研究三角形的面积的问题,总结利用割补法将非轴边图形转化为轴边图形求解.课题二次函数中的面积问题----三角形面积第1页共3页第2页 共3页(请尝试用不同的方法求解) 活动二活动二.已知抛物线的顶点P 的坐标为(1,4),交y 轴于点C (0,3).(1) 求抛物线的解析式,并求出 抛物线与x 轴的交点A 、B 的坐标(A点在B点的左侧).(2)抛物线上是否存在一点D ,使△ABD 的面积等于△ABC 的面积,如果存在,求出点D 的坐标;若不存在,请说明理由. (3)抛物线上是否存在一点E ,使△ECB的面积等于△PCB 的面积,如果存在,求出点E 的坐标,若不存在,请说明理由.学生独立完成第(1)小题,并回答.学生独立思考第(2)小题,然后由学生来讲解解题思路.教师关注由线段的长转化为点的坐标时,是否进行了分类讨论.利用平行线间的距离处处相等,体会平行条件下的等积变形,得出“过已知点作已知线段的平行线”的方法,并根据位置进行分类讨论,得出另一条平行线,突破本题的难点. 学生先独立思考第(3)小题,教师了解情况,及时进行引导,仍然运用“平行线间距离处处相等”的性质,得出过已知点作已知线段的平行线的方法,然后根据图形位置,进行分类讨论.活动二已知三角形的面积关系,得出线段的长,利用平行线间的距离处处相等,得出作平行线的方法,体会平行条件下的等面积问题.运用分类讨论思想,求出符合条件的所有点的坐标.活 动 三小结:由学生总结本节课的收获.学生结合框图和例题进行总结, 教师强调:由线段的长到点的坐标需进行分类讨论,体会数形结合思想、转化思想、分类讨论思想的应用.总结本节课的内容板书设计:二次函数中的面积问题-----三角形的面积绝对值第3页 共3页例2.(2)解: (3)点的坐 标 分类 讨论非轴边图形线段的长 图形 面积轴边图形转 化割 补 二次函数解析式 (及其它函数点线距点 点距。
2022年中考数学二次函数压轴突破 专题06 铅垂法求三角形面积最值问题(教师版含解析)
知识导航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”:()111222ABCACDBCDSSSCD AE CD 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 =5,165152ABCS =⨯⨯=.【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:=2ABCS⨯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.【思考】如果第3个点的位置不像上图一般在两定点之间,如何求面积?铅垂法其实就是在割补,重点不在三个点位置,而是取两个点作水平宽之后,能求出其对应的铅垂高!因此,动点若不在两定点之间,方法类似: 【铅垂法大全】(1)取AB 作水平宽,过点C 作铅垂高CD .(2)取AC 作水平宽,过点B 作BD ⊥x 轴交直线AC 于点D ,BD 即对应的铅垂高, =2ABCABDBCDSSS⨯-=水平宽铅垂高(3)取BC 作水平宽,过点A 作铅垂高AD .甚至,还可以横竖互换,在竖直方向作水平宽,在水平方向作铅垂高.(4)取BC作水平宽,过点A作铅垂高AD.(5)取AC作水平宽,过点B作铅垂高BD.(6)取AB作水平宽,过点C作铅垂高CD.例一、如图,已知抛物线25=++经过(5,0)y ax bxA-,(4,3)B--两点,与x轴的另一个交点为C.(1)求该抛物线的表达式;(2)点P为该抛物线上一动点(与点B、C不重合),设点P的横坐标为m.当点P在直线BC的下方运动时,求PBC∆的面积的最大值.【分析】(1)265=++,y x x(2)取BC两点之间的水平距离为水平宽,过点P作PQ⊥x轴交直线BC于点Q,则PQ即为铅垂高.根据B、C两点坐标得B、C水平距离为4,根据B、C两点坐标得直线BC解析式:y=x+1,设P 点坐标为(m ,m ²+6m +5),则点Q (m ,m +1), 得PQ =-m ²-5m -4,考虑到水平宽是定值,故铅垂高最大面积就最大.当52-时,△BCP 面积最大,最大值为278.【小结】选两个定点作水平宽,设另外一个动点坐标来表示铅垂高. 例二、在平面直角坐标系中,将二次函数2(0)y ax a =>的图像向右平移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),1OA =,经过点A 的一次函数(0)y kx b k =+≠的图像与y 轴正半轴交于点C ,且与抛物线的另一个交点为D ,ABD ∆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 在一次函数的图像下方,求ACE ∆面积的最大值,并求出此时点E 的坐标.【分析】(1)抛物线解析式:21322y x x =--; 一次函数解析式:1122y x =+. (2)显然,当△ACE 面积最大时,点E 并不在AC 之间.已知A (-1,0)、10,2C ⎛⎫⎪⎝⎭,设点E 坐标为213,22m m m ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,过点E 作EF ⊥x 轴交直线AD 于F 点,F 点横坐标为m ,代入一次函数解析式得11,22m m ⎛⎫+ ⎪⎝⎭可得213222EF m m =-++考虑到水平宽是定值,故铅垂高最大面积最大.既然都是固定的算法,那就可以总结一点小小的结论了, 对坐标系中已知三点()11,A x y 、()22,B x y 、()33,C x y , 按铅垂法思路,可得:12233121321312ABCSx y x y x y x y x y x y =++--- 如果能记住也不要直接用,可以当做是检验的方法咯.【总结】铅垂法是求三角形面积的一种常用方法,尤其适用于二次函数大题中的三角形面积最值问题,弄明白方法原理,熟练方法步骤,加以练习,面积最值问题轻轻松松.1.已知二次函数2y x bx c =-++和一次函数y mx n =+的图象都经过点(3,0)A -,且二次函数2y x bx c =-++的图象经过点(0,3)B ,一次函数y mx n =+的图象经过点(0,1)C -. (1)分别求m 、n 和b 、c 的值;(2)点P 是二次函数2y x bx c =-++的图象上一动点,且点P 在x 轴上方,写出ACP ∆的面积S 关于点P 的横坐标x 的函数表达式,并求S 的最大值.【分析】(1)把直线和曲线经过的点代入得到方程组,求解即可得到答案;(2)分两种情况:①当点P 在y 轴左侧时,过点P 作//PD y 轴交AC 于点D ,②当点P 在y 轴右侧时,过点P 作//PD y 轴交AC 的延长线于点D ,分别根据三角形面积公式得到关系式,利用函数式表示三角形PAC 的面积,配方可得答案. 【解答】解:(1)二次函数2y x bx c =-++和一次函数y mx n =+的图象都经过点(3,0)A -,一次函数y mx n =+的图象经过点(0,1)C -, ∴301m n n -+=⎧⎨=-⎩,∴131m n ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩, 二次函数2y x bx c =-++和一次函数y mx n =+的图象都经过点(3,0)A -,二次函数2y x bx c =-++的图象经过点(0,3)B , ∴9303b c c --+=⎧⎨=⎩,∴23b c =-⎧⎨=⎩.(2)由(1)知一次函数与二次函数的解析式分别为:113y x =--或223y x x =--+,①当点P 在y 轴左侧时,过点P 作//PD y 轴交AC 于点D ,则13|3|22PAC S PD PD ∆=⨯⨯-=,②当点P 在y 轴右侧时,过点P 作//PD y 轴交AC 的延长线于点D ,则13|3|22PAC S PD x x PD ∆=⨯⨯+-=,点P 在抛物线上,设2(,23)P x x x --+,则1(,1)3D x x --,2215231433PD x x x x x ∴=--+++=--+,233535169(4)()22232624PAC S PD x x x ∆∴==-++=-++, 即当56x =-时,PAC S ∆最大16924=.【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及一次函数、图形面积的计算等,掌握其性质及运算是解决此题关键,2.如图,抛物线经过(2,0)A -,(4,0)B ,(0,3)C -三点. (1)求抛物线的解析式;(2)在直线BC 下方的抛物线上有一动点P ,使得PBC ∆的面积最大,求点P 的坐标;(3)点M 为x 轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N ,使以A ,C ,M ,N 四点构成的四边形为平行四边形?若存在,求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将点A 、B 、C 的坐标代入抛物线表达式,即可求解; (2)由PBC ∆的面积PHB PHC S S ∆∆=+,即可求解;(3)分AC 是边、AC 是对角线两种情况,利用平移的性质和中点公式即可求解.【解答】解:(1)将点A 、B 、C 的坐标代入抛物线表达式得42016403a b c a b c c -+=⎧⎪++=⎨⎪=-⎩,解得38343a b c ⎧=⎪⎪⎪=-⎨⎪=-⎪⎪⎩,故抛物线的表达式为233384y x x =--;(2)设直线BC 的表达式为y mx n =+,则043m n n =+⎧⎨=-⎩,解得343m n ⎧=⎪⎨⎪=-⎩,故直线BC 的表达式为334y x =-, 过点P 作y 轴的平行线交BC 于点H ,设点P 的坐标为233(,3)84x x x --,则点3(,3)4H x x -,则PBC ∆的面积221133334(33)3224844PHB PHC S S PH OB x x x x x ∆∆=+=⋅=⨯⨯--++=-+,304-<,故该抛物线开口向下,PBC ∆的面积存在最大值,此时2x =, 则点P 的坐标为(2,3)-;(3)存在,理由:设点N 的坐标为(,)m n ,则233384n m m =--①,①当AC 是边时,点A 向下平移3个单位得到点C ,则点()M N 向下平移3个单位得到点()N M , 则03n -=或03n +=②,联立①②并解得23m n =⎧⎨=-⎩或1173m n ⎧=-±⎪⎨=⎪⎩(不合题意的值已舍去);②当AC 是对角线时,则由中点公式得:11(03)(0)22n -=+③,联立①③并解得23m n =⎧⎨=-⎩(不合题意的值已舍去);综上,点N 的坐标为(2,3)-或(117-3)或(117-3).【点评】本题是二次函数综合题,主要考查了一次函数的性质、平行四边形的性质、面积的计算等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏. 3.综合与探究:如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交坐标轴于(1,0)A -,(3,0)B ,(0,4)C -三点,点(,)P m n 是直线BC 下方抛物线上的一个动点. (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 ∆的面积最大,求出此时P 点坐标及PBC ∆面积的最大值;(3)在y 轴上是否存在点Q ,使以O ,B ,Q 为顶点的三角形与AOC ∆相似?若存在,请直接写出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将A 、B 、C 坐标代入即可求解析式;(2)设P 坐标,表示出PBC ∆的面积,再求出最大面积和面积最大时P 的坐标; (3)两个直角顶点是对应点,而AOC ∆两直角边的比为14,只需BOQ ∆两直角边比也为14,两个三角形就相似,分两种情况列出比例式即可.【解答】解:(1)设二次函数的解析式为12()()y a x x x x =--, 二次函数的图象交坐标轴于(1,0)A -,(3,0)B ,(0,4)C -, 11x ∴=-,23x =,124()()a x x x x -=--,解得11x =-,23x =,43a =, ∴二次函数的解析式为2448(1)(3)4333y x x x x =+-=--, 故答案为:2448(1)(3)4333y x x x x =+-=--;(2)设直线BC 解析式为y kx b =+,将(3,0)B ,(0,4)C -代入得034k bb =+⎧⎨-=⎩,解得43b =,4c =-, BC ∴解析式是443y x =-, 如答图1,过P 作//PD y 轴,交BC 于D ,点(,)P m n 是直线BC 下方抛物线上的一个动点, 03m ∴<<,248433n m m =--,4(,4)3D m m -,224484(4)(4)43333PD m m m m m ∴=----=-+,22211439()(4)(30)262()22322PBC B C S PD x x m m m m m ∆∴=⋅-=-+⋅-=-+=--+, 3032<<, 32m ∴=时,PBC S ∆最大为92,此时224843834()45333232n m m =--=⨯-⨯-=-, 3(2P ∴,5)-,故答案为:3(2P ,5)-,PBC S ∆最大为92;(3(1,0)A -,(0,4)C -,(3,0)B , ∴14OA OC =,3OB =, 点Q 在y 轴上, 90BOQ AOC ∴∠=∠=︒,若以O ,B ,Q 为顶点的三角形与AOC ∆相似,则BOQ ∠与AOC ∠对应, 分两种情况:①如答图2,AOC QOB ∆∆∽, 则14OQ OA OB OC ==即134OQ =,解得34OQ =, 13(0,)4Q ∴或23(0,)4Q -;②AOC BOQ ∆∆∽, 则14OB OA OQ OC ==即314OQ =,解得12OQ =, 3(0,12)Q ∴或4(0,12)Q -,综上所述,存在y 轴上的点Q ,使以O ,B ,Q 为顶点的三角形与AOC ∆相似,这样的点一共4个:13(0,)4Q 或23(0,)4Q -,3(0,12)Q 或4(0,12)Q -,故答案为:存在这样的点Q ,坐标分别是:13(0,)4Q 或23(0,)4Q -,3(0,12)Q 或4(0,12)Q -,【点评】本题是二次函数、相似三角形、面积等问题的综合题,主要考查坐标、线段的转化,面积的表示,涉及方程思想,分类思想等,难度适中.4.如图1,抛物线2y x bx c =-++与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,已知点B 坐标为(3,0),点C 坐标为(0,3).(1)求抛物线的表达式;(2)点P 为直线BC 上方抛物线上的一个动点,当PBC ∆的面积最大时,求点P 的坐标;(3)如图2,点M 为该抛物线的顶点,直线MD x ⊥轴于点D ,在直线MD 上是否存在点N ,使点N 到直线MC 的距离等于点N 到点A 的距离?若存在,求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)利用待定系数法可求解析式;(2)过点P 作PH x ⊥轴于H ,交BC 于点G ,先求出BC 的解析式,设点2(,23)P m m m -++,则点(,3)G m m -+,由三角形面积公式可得221133273(3)()22228PBC S PG OB m m m ∆=⨯⨯=⨯⨯-+=--+,由二次函数的性质可求解;(3)设直线MC 与x 轴交于点E ,过点N 作NQ MC ⊥于Q ,先求出点A ,点M 坐标,可求MC 解析式,可得4DE MD ==,由等腰直角三角形的性质可得2MQ NQ ==,由两点距离公式可列222(4|)4n n -=+,即可求解. 【解答】解:(1)点(3,0)B ,点(0,3)C 在抛物线2y x bx c =-++图象上, ∴9303b c c -++=⎧⎨=⎩, 解得:23b c =⎧⎨=⎩,∴抛物线解析式为:223y x x =-++;(2)点(3,0)B ,点(0,3)C ,∴直线BC 解析式为:3y x =-+,如图,过点P 作PH x ⊥轴于H ,交BC 于点G ,设点2(,23)P m m m -++,则点(,3)G m m -+,22(23)(3)3PG m m m m m ∴=-++--+=-+,221133273(3)()22228PBC S PG OB m m m ∆=⨯⨯=⨯⨯-+=--+, ∴当32m =时,PBC S ∆有最大值, ∴点3(2P ,15)4; (3)存在N 满足条件,理由如下:抛物线223y x x =-++与x 轴交于A 、B 两点,∴点(1,0)A -,2223(1)4y x x x =-++=--+,∴顶点M 为(1,4),点M 为(1,4),点(0,3)C ,∴直线MC 的解析式为:3y x =+,如图,设直线MC 与x 轴交于点E ,过点N 作NQ MC ⊥于Q ,∴点(3,0)E -,4DE MD ∴==,45NMQ ∴∠=︒, NQ MC ⊥,45NMQ MNQ ∴∠=∠=︒, MQ NQ ∴=, 2MQ NQ ∴=, 设点(1,)N n ,点N 到直线MC 的距离等于点N 到点A 的距离, NQ AN ∴=,22NQ AN ∴=, 222()2MN AN ∴=, 222(4|)4n n ∴-=+, 2880n n ∴+-=, 426n ∴=-±∴存在点N 满足要求,点N 坐标为(1,46)-+或(1,46)--.【点评】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求解析式,二次函数的性质,一次函数的性质,两点距离公式,等腰直角三角形的性质等知识,利用参数列方程是本题的关键.5.如图,抛物线过点(0,1)A 和C ,顶点为D ,直线AC 与抛物线的对称轴BD 的交点为(3B ,0),平行于y 轴的直线EF 与抛物线交于点E ,与直线AC 交于点F ,点F 的横坐标为433,四边形BDEF 为平行四边形.(1)求点F 的坐标及抛物线的解析式;(2)若点P 为抛物线上的动点,且在直线AC 上方,当PAB ∆面积最大时,求点P 的坐标及PAB ∆面积的最大值;(3)在抛物线的对称轴上取一点Q ,同时在抛物线上取一点R ,使以AC 为一边且以A ,C ,Q ,R 为顶点的四边形为平行四边形,求点Q 和点R 的坐标.【分析】(1)由待定系数法求出直线AB 的解析式为31y x =+,求出F 点的坐标,由平行四边形的性质得出1613181()33a a a -+=-+--,求出a 的值,则可得出答案; (2)设2(,31)P n n n -++,作PP x '⊥轴交AC 于点P ',则3(,1)P n '+,得出2733PP n n '=-,由二次函数的性质可得出答案;(3)联立直线AC 和抛物线解析式求出7(33C 4)3-,设(3Q )m ,分两种情况:①当AQ 为对角线时,②当AR 为对角线时,分别求出点Q 和R 的坐标即可. 【解答】解:(1)设抛物线的解析式为2(0)y ax bx c a =++≠, (0,1)A ,(3B 0),设直线AB 的解析式为y kx m =+,∴01m m +==⎪⎩,解得1k m ⎧=⎪⎨⎪=⎩,∴直线AB的解析式为1y =+, 点FF ∴点纵坐标为113+=-, F ∴点的坐标为1)3-,又点A 在抛物线上, 1c ∴=,对称轴为:2bx a=-=,b ∴=-,∴解析式化为:21y ax =-+,四边形DBFE 为平行四边形.BD EF ∴=,1613181()33a a a ∴-+=-+--, 解得1a =-,∴抛物线的解析式为21y x =-++;(2)设2(,1)P n n -++,作PP x '⊥轴交AC 于点P ',则3(,1)P n '+, 2733PP n n '∴=-,2213737493)3222624ABP S OB PP n n ∆'==-+=+∴当736n =ABP ∆49324,此时7(36P 47)12.(3)231231y y x x ⎧=+⎪⎨⎪=-++⎩, 0x ∴=或733x = 7(33C ∴4)3-,设(3Q )m , ①当AQ 为对角线时, 47(3,)33R m ∴+, R 在抛物线2(3)4y x =--+上,274(33)433m ∴+=-+, 解得443m =-, 44(3,)3Q ∴-,437(3,)33R -; ②当AR 为对角线时, 107(3,)33R m ∴-,R 在抛物线2(3)4y x =--+上,2710(33)433m ∴-=--+, 解得10m =-,(3Q ∴,10)-,1037(3,)33R -.综上所述,44(3,)3Q -,437(3,)33R --;或(3Q ,10)-,1037(3,)33R -. 【点评】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标特征,平行四边形的性质等知识,熟练掌握二次函数的性质及方程思想,分类讨论思想是解题的关键.6.在平面直角坐标系xOy 中,等腰直角ABC ∆的直角顶点C 在y 轴上,另两个顶点A ,B 在x 轴上,且4AB =,抛物线经过A ,B ,C 三点,如图1所示.(1)求抛物线所表示的二次函数表达式.(2)过原点任作直线l 交抛物线于M ,N 两点,如图2所示. ①求CMN ∆面积的最小值.②已知3(1,)2Q -是抛物线上一定点,问抛物线上是否存在点P ,使得点P 与点Q 关于直线l 对称,若存在,求出点P 的坐标及直线l 的一次函数表达式;若不存在,请说明理由.【分析】(1)先根据等腰直角三角形的性质求得OA 、OB 、OC ,进而得A 、B 、C 三点的坐标,再用待定系数法求得抛物线的解析式;(2)①设直线l 的解析式为y kx =,1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y ,联立方程组求得12||x x -,再由三角形的面积公式求得结果;②假设抛物线上存在点21(,2)2P m m -,使得点P 与点Q 关于直线l 对称,由OP OQ =列出方程求得m 的值,再根据题意舍去不合题意的m 值,再求得PQ 的中点坐标,便可求得直线l 的解析式.【解答】解:(1)设抛物线的解析式为2(0)y ax bx c a =++≠,在等腰Rt ABC ∆中,OC 垂直平分AB ,且4AB =,2OA OB OC ∴===,(2,0)A ∴-,(2,0)B ,(0,2)C -,∴4204202a b c a b c c ++=⎧⎪-+=⎨⎪=-⎩, 解得,1202a b c ⎧=⎪⎪=⎨⎪=-⎪⎩,∴抛物线的解析式为2122y x =-; (2)①设直线l 的解析式为y kx =,1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y , 由2122y x y kx⎧=-⎪⎨⎪=⎩,可得21202x kx --=, 122x x k ∴+=,124x x =-,∴222121212()()4416x x x x x x k -=+-=+,∴12||x x -=∴121||2CMN S OC x x ∆=-=, ∴当0k =时取最小值为4.CMN ∴∆面积的最小值为4. ②假设抛物线上存在点21(,2)2P m m -,使得点P 与点Q 关于直线l 对称, OP OQ ∴==解得,1m =2m =31m =,41m =-,31m =,41m =-不合题意,舍去,当1m =1)2P -,线段PQ 的中点为1)-,∴1=-,∴1k =,∴直线l 的表达式为:(1y x =,当2m =(P ,1)2-,线段PQ 的中点为,1)-,∴1=-,∴1k =,∴直线l 的解析式为(1y x =.综上,点P ,1)2-,直线l 的解析式为(1y x =或点(P ,1)2-,直线l 的解析式为(1y x =+. 【点评】本题是二次函数的综合题,主要考查了二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,待定系数法,轴对称的性质,第(2)①题关键是求得M 、N 两点的横坐标之差,第(2)②小题关键是根据轴对称性质列出m 的方程,以及求得PQ 的中点坐标.。
2023年中考数学专题复习课件:二次函数中三角形面积的最值
作业:
∴
-3k+b=0
解得
k=1
b=3
b=3
∴直线BC解析式为y=x+3
设M(t,-t2-2t+3),过点M作MD ∥ y轴交BC于点D,则D(t,t+3)
∴MD=(-t2-2t+3)-(t+3)=-t2-3t
∴S△MBC= ( -t2-3t) ×3=- (t+ )2+
3
27
当t=- 时,△MBC的面积最大为
如图中的线段CE,CE=xC-xE=xC-xA
一点平行:过顶点(动点)做y轴的平行线。
两点垂直:过另外两点(定点)的水平距离
与铅垂高所在的直线垂直。
三角形的面积等于铅垂高与水平宽的积的一半。
即:S△ABC= BD·CE= ( −
)·(xC-xA)
1.求出直线AC的解析式;
小结:
探究面积最值问题:
1)设动点坐标为(T,AT²+BT+C)
2)用铅垂法过动点作Y轴的平行线,用含有未知数
的代数式表示出图形的面积。只求动点坐标,用平移
法较简单。
3)常用配方法求出最值。
如图,已知直线Y=-3X+3与X轴交于点A,
与Y轴交于点C,抛物线Y=AX²+BX+C经过
点A和点C,对称轴为直线L:X=-1,该抛物
2.把点B的横坐标代入直线AC的解析式,对应的函数值就是点D的纵坐标;
从而求出点D的坐标(点D的横坐标与点B的横坐标相同)。
求点D的坐标的方法:
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二次函数中三角形面积问题
教案
教学目标:
1. 掌握在平面直角坐标系中求三角形面积的两种基本方法:直接法与割补法,会用割补法把一般位置的三角形转化为特殊位置的三角形;
2. 会把三角形面积问题转化为线段问题,把线段问题转化为点的坐标问题;
3. 提高运算能力、分析问题与解决问题的能力,养成良好的思维习惯,规范答题;
4. 体会数形结合、转化化归、函数建模等数学思想在解题中的应用。
教学重点:求三角形面积的两种基本方法:直接法与割补法及其应用。
教学难点:理解如何进行割补,并会进行有效的割(或补),把一般位置的三角形转化为特
殊位置的三角形,会表示所割(或补)三角形的底或高。
教学过程: 一、课前预习: 1、知识与方法回顾:
在平面直角坐标系中,求下列特殊位置三角形的面积:
高底三角形面积公式:⨯⨯=
∆2
1
ABC S 应用条件:有一条边在坐标轴上或者平行坐标轴(特殊位置三角形)。
解题方法:直接法,即以在坐标轴上或平行坐标轴的边为底边,过另一个顶点作高,然后用
三角形面积公式直接进行求解。
2、基础训练:
如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线与x 轴相交于点)0,1(),0,3(B A -,与y 轴相交于点)3,0(C ,过点C 作x CD //轴交抛物线于点D 。
(1)求该抛物线的解析式;
A B C
D
y x
图1
O C B A y
O x
y
O
x
B A
C
y
O x
B A
C
y
O
x B A
C
(2)连接AC 、BC ,求ABC ∆的面积;
注意事项:利用点的坐标求线段(底、高)长度时,要用大的减去小的,即在x 轴上或平行x 轴的线段长度等于右边点的横坐标减去左边点的横坐标,在y 轴上或平行y 轴的线段长度等于上面点的纵坐标减去下面点的纵坐标。
(3)如图2,点E (-4,-5)是抛物线上一点,求CDE ∆的面积。
解题基本思路:点(坐标)——线段(底、高)——面积
二、专题复习,能力提升: 1、知识归纳提升:
在平面直角坐标系中,求一般位置三角形的面积:
=∆ACP S ; =∆ACP S ; =∆ACP S ;=∆ACP S ;
教师引导学生完成,展示学生成果。
归纳小结:
①应用条件:三角形的边都不在坐标轴上,也不平行坐标轴。
②方法:割补法,即用割(或补)的方法把一般位置的三角形转化为特殊位置的三角形(预
习中有边在坐标轴上或平行坐标轴的三角形),然后用直接法求两个(或几个)三角形面积之和(或差)。
③
关键:怎么割,如何补,才能把一般位置的三角形转化为特殊位置的三角形。
2、提升训练(应用):
(4)如图3,若点M 是抛物线的顶点,求ACM ∆的面积。
A
B
C
D
y x
图2
F
E
O
D
A C P
y x
O
A
C
P y x
O
D A
C P y x
O
D A
C
P
O
y
x
【思维教练】
①判断ACM ∆的形状,属于“一般位置三角形”,用“割补法”求面积; ②求相关点的坐标;
③求特殊位置三角形的底和高; ④求三角形面积。
学生自主完成,展示答案; 小结解题思路。
(5)如图4,若点P 是第二象限内该抛物线上的一动点,当点P 运动到什么位置时,ACP ∆的面积最大,求出此时点P 的坐标和ACP ∆的最大面积。
【思维教练】 (1)审题,思考:
①属于哪类三角形?用什么方法求面积? (一般位置三角形,用割补法)
②如何分割目标三角形才有效?(通常“竖”着割) ③点P 是动点,坐标不知道,怎么办?(设)
④三角形面积S 与动点P 的横坐标t 存在什么关系?(函数关系) ⑤如何求三角形面积的最值?(二次函数性质) (2)学生解答,展示学生成果,小结解题思路。
解题基本思路:设点——求线——建模——求解.(点——线——面) 解题步骤:
(1)分割目标三角形,把“一般位置三角形”转化为“特殊位置三角形”; (2)设动点坐标(用含一个字母的式子表示); (3)用代数式表示三角形的底或高; (4)建立函数关系式; (5)利用二次函数性质求最值。
体会数学思想:转化化归、数形结合、函数建模等数学思想。
三、巩固练习:
A
C
P
y x
图4
O
B
图3
O
y
x
A
M
C B
如图5,抛物线)0(22
3
2
≠--
=a x ax y 的图象与x 轴 交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,已知B 点坐标为(4,0)。
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M 是线段BC 下方的抛物线上一点,求MBC ∆的
面积的最大值,并求出此时M 点的坐标。
学生先自主完成,然后展示答案。
四、课堂小结:
本节课你学到了什么?
五、板书设计:
专题复习:二次函数中三角形面积问题
六、课后作业:
①完成《试题研究》第134A 页的(3)、(4)、(5)小题; ②体会分类讨论思想在解题中的应用; ③思考:还有没有其它方法求三角形的面积。