二次函数与三角形周长,面积最值问题
二次函数的最值问题——求线段,三角形周长及面积的最值
二次函数的最值问题——求线段,三角形周长及面积的最值摘要:二次函数作为初中最重要的函数,近几年来,中考拉分题常常利用二次函数求线段的最值、三角形周长的最小值及面积的最大值问题。
在解决二次函数的最值问题时,一般构建二次函数模型,通过数形结合把求三角形的周长、三角形面积的最值问题转化为求线段长度的问题。
关键词:二次函数;最值问题;轴对称;数形结合一、将军饮马“K”字形,两点之间线段最短问题1.二次函数与x轴交于点A(-1,0),B(3,0),与y轴交于点C(0,3).在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得的分析:由已知,可求得二次函数的对称轴为,又因为二次函数图像关于对称轴对称可知:A、B两点关于对称,,连接BC与对称轴的交点为所求P点,则,所以CH+EH的最小值为。
小结:利用二次函数求两线段和的最小值问题,我们通常是作其中一点关于对称轴的对称点,连接对称点与另一点得到的线段长度为我们所求的两线段和的最小值。
变式1.如问题1改为:的周长是否存在最小值?若存在,请求出的周长;若不存在,请说明理由。
分析:延伸1看起来跟问题1不一样,但实际上,万变不离其宗。
,已知A,C两点坐标,由勾股定理可得,,题目中要求周长的最小值可转化为求的最小值,也就转化为问题1,即:,问题2.如图,直线与抛物线交于点A(0,3),B(3,0) ,点F是线段AB上的动点,FE x轴,E在抛物线上,若点F的横坐标为m,请用含m的代数式表示EF的长并求EF的最大值。
分析:利用E、F分别在抛物线及一次函数上可得到,,因为,所以,可求得当时,EF的最大值为小结:利用二次函数求竖直线段的最大值,一般是通过设未知数表示出二次函数及一次函数图像上的两点,由横坐标相等,利用两点纵坐标相减可得到线段的长度,再利用二次函数求最值方法可求出线段的最大值。
变式1:问题2改为过E作,求的最大值是多少?分析:因为该一次函数,可知为等腰直角三角形,,要求的最大值只需求得的最大值,由此就转化为问题2,所以小结:求斜线段的最大值问题,一般转化为求平行于y轴线段的最值问题,再利用三角函数可求得斜线段的最大值。
二次函数中三角形面积最大值问题的处理方法
二次函数中三角形面积最大值问题的处理方法二次函数是高中数学中一个经常出现的重要知识点,它在数学中有着广泛的应用,其中一个重要的应用就是处理三角形面积最大值问题。
在本文中,我们将介绍二次函数在处理三角形面积最大值问题中的基本方法和应用技巧。
1. 三角形面积最大值问题的基本原理三角形面积最大值问题指的是给定三边长度为a、b、c,求出以这三条边为边长的三角形的面积最大值。
根据海伦公式,三角形面积公式为:S = √[p(p-a)(p-b)(p-c)]其中p=(a+b+c)/2,是三角形半周长。
我们可以通过求解出上式的最大值来得到三角形的最大面积。
2. 二次函数相关知识介绍二次函数是形如y=ax^2+bx+c的函数,其中a、b、c 是常数,而x是自变量。
二次函数在数学中有着广泛的应用,其标准形式为:y=ax^2+bx+c(a≠0)其中a表示二次函数的开口方向和大小,常被称为二次函数的开口因子;b表示二次函数的对称轴的位置,常被称为二次函数的对称轴;c表示二次函数在y轴上的截距,即当x=0时,二次函数的函数值。
3. 二次函数求解三角形面积最大值的应用在二次函数求解三角形面积最大值的应用中,我们可以将三角形面积公式中的p表示为:p=(a+b+c)/2 = (x+y+z)/2然后使用二次函数y=f(x)表示√[p(p-a)(p-b)(p-c)],其中x、y、z分别表示三角形的三边长度a、b、c。
由于p=(x+y+z)/2是一个常数,因此我们可以将其视为一个固定值,从而将y=f(x)表示为:y=√[(x+y+z)/2(x+y+z)/2-x(x+y+z)/2-y(x+y+z)/2+z(x+y+z)/2]化简得:y=√[xyz(x+y+z)]这就是一个二次函数的标准形式。
通过求解这个二次函数的最大值,我们就可以得到三角形的最大面积。
4. 二次函数求解三角形面积最大值的具体方法为了求解上述的二次函数的最大值,我们需要使用二次函数y=f(x)的顶点公式:x=-b/2a,y=f(-b/2a)其中x=-b/2a即为二次函数的对称轴坐标,f(-b/2a)即为二次函数的顶点坐标。
中考数学二次函数问题中三角形面积最值问题解题策略
中考数学二次函数问题中三角形面积最值问题解题策略考点分析: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。
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。
原题:在(1)中的抛物线上的第二象限是否存在一点P,使△PBC的面积最大?若存在,求出P点的坐标及△PBC的面积最大值,若没有,请说明理由。
考试题型,大多类似于此。
求面积最大值的动点坐标,并求出面积最大值。
一般解题思路和步骤是,设动点P的坐标,然后用代数式表达各线段的长。
通过公式计算,得出二次函数顶点式,则坐标和最值,即出。
解法一:补形,割形法。
方法要点是,把所求图像的面积适当的割补,转化成有利于面积表达的常规几何图形。
请看解题步骤。
解法二:铅锤定理,面积=铅锤高度×水平宽度÷2。
这是三角形面积表达方法的一种非常重要的定理。
铅锤定理,在教材上没有,但是大多数数学老师都会作为重点,在课堂上讲解。
因为,铅锤定理,在很多地方都用的到。
这里,也有铅锤定理的简单推导,建议大家认真体会。
二次函数中三角形问题(含问题详解)
二次函数中的三角形一.与三角形面积例1:如图,已知在同一坐标系中,直线22k y kx =+-与y 轴交于点P ,抛物线k x k x y 4)1(22++-=与x 轴交于)0,(),0,(21x B x A 两点。
C 是抛物线的顶点。
(1)求二次函数的最小值(用含k 的代数式表示); (2)若点A 在点B 的左侧,且021<⋅x x 。
①当k 取何值时,直线通过点B ;②是否存在实数k ,使ABC ABP S S ∆∆=?如果存在,请求出此时抛物线的解析式;如果不存在,请说明理由。
例2:已知抛物线)1(3)4(2-+---=m x m x y 与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点, (1)求m 的取值范围;(2)若0<m ,直线1-=kx y 经过点A ,与y 轴交于点D ,且25=⋅BD AD ,求抛物线的解析式; (3)若A 点在B 点左边,在第一象限内,(2)中所得的抛物线上是否存在一点P ,使直线P A 平分ACD ∆的面积?若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由。
例3.已知矩形ABCD 中,AB =2,AD =4,以AB 的垂直平分线为x 轴,AB 所在的直线为y 轴,建立平面直角坐标系(如图)。
(1)写出A 、B 、C 、D 及AD 的中点E 的坐标;(2)求以E 为顶点、对称轴平行于y 轴,并且经过点B 、C 的抛物线的解析式; (3)求对角线BD 与上述抛物线除点B 以外的另一交点P 的坐标;(4)△PEB 的面积S △PEB 与△PBC 的面积S △PBC 具有怎样的关系?证明你的结论。
A BC DO E x y(第25题图)例4.如图1,已知直线12y x =-与抛物线2164y x =-+交于AB ,两点. (1)求A B ,两点的坐标;(2)求线段AB 的垂直平分线的解析式;(3)如图2,取与线段AB 等长的一根橡皮筋,端点分别固定在A B ,两处.用铅笔拉着这根橡皮筋使笔尖P 在直线AB 上方的抛物线上移动,动点P 将与A B ,构成无数个三角形,这些三角形中是否存在一个面积最大的三角形?如果存在,求出最大面积,并指出此时P 点的坐标;如果不存在,请简要说明理由.二.与三角形形状例5. 如图,抛物线254y ax ax =-+经过ABC △的三个顶点,已知BC x ∥轴,点A 在x 轴上,点C 在y 轴上,且AC BC =.(1)求抛物线的对称轴;(2)写出A B C ,,三点的坐标并求抛物线的解析式;(3)探究:若点P 是抛物线对称轴上且在x 轴下方的动点,是否存在PAB △是等腰三角形.若存在,求出所有符合条件的点P 坐标;不存在,请说明理由.图2图1例 6.如图①,在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(12),,点B 的坐标为(31),,二次函数2y x =的图象记为抛物线1l .(1)平移抛物线1l ,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1l ,使平移后的抛物线过A B ,两点,记为抛物线2l ,如图②,求抛物线2l 的函数表达式.(3)设抛物线2l 的顶点为C ,K 为y 轴上一点.若ABK ABC S S =△△,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2l 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,请说明师.x 图①x 图②x 图③例7. 已知:如图,抛物线2y ax bx c =++经过(1,0)A 、(5,0)B 、(0,5)C 三点. (1)求抛物线的函数关系式;(2)若过点C 的直线y kx b =+与抛物线相交于点E (4,m ),请求出△CBE 的面积S 的值; (3)在抛物线上求一点0P 使得△ABP 0为等腰三角形并写出0P 点的坐标;(4)除(3)中所求的0P 点外,在抛物线上是否还存在其它的点P 使得△ABP 为等腰三角形?若存在,请求出一共有几个满足条件的点P (要求简要说明理由,但不证明);若不存在这样的点P ,请说明理由.例8.如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连接OA ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转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C ,使△BOC 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△P AB 是否有最大面积?若有,求出此时P 点的坐标及△P AB 的最大面积;若没有,请说明理由.(注意:本题中的结果均保留根号)(第25题图)三.二次函数与三角形相似 例9:已知一次函数1243--=x y 的图象分别交x 轴、y 轴于A 、C 两点, (1)求出A 、C 两点的坐标;(2)在x 轴上找出点B ,使ACB ∆∽AOC ∆,若抛物线过A 、B 、C 三点,求出此抛物线的解析式; (3)在(2)的条件下,设动点P 、Q 分别从A 、B 两点同时出发,以相同速度沿AC 、BA 向C 、A 运动,连结PQ ,使m AP =,是否存在m 的值,使以A 、P 、Q 为顶点的三角形与ABC ∆相似,若存在,求出所有m 的值;若不存在,请说明理由。
二次函数中常见的几种综合题型
二次函数中常见的几种综合题型二次函数常见的几类综合题型一、求线段最大值及根据面积求点坐标问题1.已知抛物线 $y=x^2+bx+c$ 的图象与 $x$ 轴的一个交点为 $B(5,0)$,另一个交点为 $A$,且与 $y$ 轴交于点 $C(0,5)$。
1) 求直线 $BC$ 与抛物线的解析式;2) 若点 $M$ 是抛物线在 $x$ 轴下方图象上的一个动点,过点 $M$ 作 $MN\parallel y$ 轴交直线 $BC$ 于点 $N$,求$MN$ 的最大值;3) 在 (2) 的条件下,$MN$ 取得最大值时,若点 $P$ 是抛物线在 $x$ 轴下方图象上任意一点,以 $BC$ 为边作平行四边形 $CBPQ$,设平行四边形 $CBPQ$ 的面积为 $S_1$,$\triangle ABN$ 的面积为 $S_2$,且 $S_1=6S_2$,求点$P$ 的坐标。
2.对称轴为直线 $x=-1$ 的抛物线$y=ax^2+bx+c(a\neq0)$ 与 $x$ 轴相交于 $A$、$B$ 两点,其中点 $A$ 的坐标为 $(-3,0)$。
1) 求点 $B$ 的坐标;2) 已知 $a=1$,$C$ 为抛物线与 $y$ 轴的交点。
①若点 $P$ 在抛物线上,且 $S_{\trianglePOC}=4S_{\triangle BOC}$,求点 $P$ 的坐标;②设点 $Q$ 是线段 $AC$ 上的动点,作 $QD\perp x$ 轴交抛物线于点 $D$,求线段 $QD$ 长度的最大值。
二、求三角形周长及面积的最值问题3.已知抛物线 $y=ax^2+bx+c$ 经过 $A(-3,a-b+c)$,$B(1,a+b+c)$,$C(c,a+3c-b)$ 三点,其顶点为 $D$,对称轴是直线 $l$,$l$ 与 $x$ 轴交于点 $H$。
1) 求该抛物线的解析式;2) 若点 $P$ 是该抛物线对称轴 $l$ 上的一个动点,求$\triangle PBC$ 周长的最小值;3) 如图 (2),若 $E$ 是线段 $AD$ 上的一个动点($E$ 与$A$、$D$ 不重合),过点 $E$ 作平行于 $y$ 轴的直线交抛物线于点 $F$,交 $x$ 轴于点 $G$,设点 $E$ 的横坐标为 $m$,$\triangle ADF$ 的面积为 $S$。
重难点 二次函数中的线段、周长与面积的最值问题及定值问题(解析版)--2024年中考数学
重难点二次函数中的线段、周长与面积的最值问题及定值问题目录题型01利用二次函数解决单线段的最值问题题型02利用二次函数解决两条线段之和的最值问题题型03利用二次函数解决两条线段之差的最值问题题型04利用二次函数解决三条线段之和的最值问题题型05利用二次函数解决三角形周长的最值问题题型06利用二次函数解决四边形周长的最值问题题型07利用二次函数解决图形面积的最值问题类型一利用割补、拼接法解决面积最值问题类型二利用用铅垂定理巧求斜三角形面积最值问题类型三构建平行线,利用同底等高解决面积最值问题题型08利用二次函数解决定值问题题型01利用二次函数解决单线段的最值问题【解题思路】抛物线中的线段最值问题有三种形式:1.平行于坐标轴的线段的最值问题:常通过线段两端点的坐标差表示线段长的函数关系式,运用二次函数性质求解.求最值时应注意:①当线段平行于y轴时,用上端点的纵坐标减去下端点的纵坐标;②当线段平行于x轴时,用右端点的横坐标减去左端点的横坐标.在确定最值时,函数自变量的取值范围应确定正确.1(2022·辽宁朝阳·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴分别交于点A(1,0)和点B,与y轴交于点C(0,-3),连接BC.(1)求抛物线的解析式及点B 的坐标.(2)如图,点P 为线段BC 上的一个动点(点P 不与点B ,C 重合),过点P 作y 轴的平行线交抛物线于点Q ,求线段PQ 长度的最大值.(3)动点P 以每秒2个单位长度的速度在线段BC 上由点C 向点B 运动,同时动点M 以每秒1个单位长度的速度在线段BO 上由点B 向点O 运动,在平面内是否存在点N ,使得以点P ,M ,B ,N 为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出符合条件的点N 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =x 2+2x -3,(-3,0)(2)94(3)-3,-32或(-2,1)或0,3-32【分析】(1)将A ,C 两点坐标代入抛物线的解析式求得a ,c 的值,进而得出解析式,当y =0时,求出方程的解,进而求得B 点坐标;(2)由B ,C 两点求出BC 的解析式,进而设出点P 和点Q 坐标,表示出PQ 的长,进一步得出结果;(3)要使以点P ,M ,B ,N 为顶点的四边形是菱形,只需△PMB 是等腰三角形,所以分为PM =BM ,PM =PB 和BP =BM ,结合图象,进一步得出结果.【详解】(1)解:把点A (1,0),C (0,-3)代入y =ax 2+2x +c 得:c =-3a +2×1+c =0 ,解得:c =-3a =1 ,∴抛物线解析式为y =x 2+2x -3;令y =0,则x 2+2x -3=0,解得:x 1=1,x 2=-3,∴点B 的坐标为(-3,0);(2)解:设直线BC 的解析式为y =kx +b k ≠0 ,把点B (-3,0),C (0,-3)代入得:b =-3-3k +b =0 ,解得:k =-1b =-3 ,∴直线BC 的解析式为y =-x -3,设点P m ,-m +3 ,则Q m ,m 2+2m -3 ,∴PQ =-m -3 -m 2+2m -3 =-m 2-3m =-m +322+94,∴当m =-32时,PQ 最大,最大值为94;(3)解:存在,根据题意得:PC =2t ,BM =t ,则PB =32-2t ,如图,当BM =PM 时,∵B (-3,0),C (0,-3),∴OB =OC =3,∴∠OCB =∠OBC =45°,延长NP 交y 轴于点D ,∵点P ,M ,B ,N 为顶点的四边形是菱形,∴PN ∥x 轴,BN ∥PM ,即DN ⊥y 轴,∴△CDP 为等腰直角三角形,∴CD =PD =PC ⋅sin ∠OCB =2t ×22=t ,∵BM =PM ,∴∠MPB =∠OBC =45°,∴∠PMO =∠PDO =∠MOD =90°,∴四边形OMPD 是矩形,∴OM =PD =t ,MP ⊥x 轴,∴BN ⊥x 轴,∵BM +OM =OB ,∴t +t =3,解得t =32,∴P -32,-32,∴N -3,-32;如图,当PM =PB 时,作PD ⊥y 轴于D ,连接PN ,∵点P ,M ,B ,N 为顶点的四边形是菱形,∴PN ⊥BM ,NE =PE ,∴BM =2BE ,∴∠OEP =∠DOE =∠ODP =90°,∴四边形PDOE 是矩形,∴OE =PD =t ,∴BE =3-t ,∴t =2(3-t ),解得:t =2,∴P (-2,-1),∴N (-2,1);如图,当PB =MB 时,32-2t =t ,解得:t =6-32,∴PN =BP =BM =6-32,过点P 作PE ⊥x 轴于点E ,∴PE ⊥PM ,∴∠EON =∠OEP =∠EPN =90°,∴四边形OEPN 为矩形,∴PN =OE ,PN ⊥y 轴,∵∠OBC =45°,∴BE =PE =PB ⋅sin ∠OBC =6-32 ×22=32-3,∴OE =OB -BE =3-32-3 =6-32,∴点N 在y 轴上,∴N 0,3-32 ,综上所述,点N 的坐标为-3,-32或(-2,1)或0,3-32 .【点睛】本题考查了二次函数及其图象的性质,用待定系数法求一次函数的解析式,等腰三角形的分类和等腰三角形的性质,菱形的性质等知识,解决问题的关键是正确分类,画出符合条件的图形.2(2021·西藏·统考中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线y =-x 2+bx +c 与x 轴交于A ,B 两点.与y 轴交于点C .且点A 的坐标为(-1,0),点C 的坐标为(0,5).(1)求该抛物线的解析式;(2)如图(甲).若点P 是第一象限内抛物线上的一动点.当点P 到直线BC 的距离最大时,求点P 的坐标;(3)图(乙)中,若点M 是抛物线上一点,点N 是抛物线对称轴上一点,是否存在点M 使得以B ,C ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =-x 2+4x +5;(2)P 52,354;(3)存在,M 的坐标为:(3,8)或(-3,-16)或(7,-16).【分析】(1)将A 的坐标(-1,0),点C 的坐(0,5)代入y =-x 2+bx +c ,即可得抛物线的解析式为y =-x 2+4x +5;(2)过P 作PD ⊥x 轴于D ,交BC 于Q ,过P 作PH ⊥BC 于H ,由y =-x 2+4x +5可得B (5,0),故OB =OC ,△BOC 是等腰直角三角形,可证明△PHQ 是等腰直角三角形,即知PH =PQ2,当PQ 最大时,PH 最大,设直线BC 解析式为y =kx +5,将B (5,0)代入得直线BC 解析式为y =-x +5,设P (m ,-m 2+4m +5),(0<m <5),则Q (m ,-m +5),PQ =-m -52 2+254,故当m =52时,PH 最大,即点P 到直线BC的距离最大,此时P 52,354 ;(3)抛物线y =-x 2+4x +5对称轴为直线x =2,设M (s ,-s 2+4s +5),N (2,t ),而B (5,0),C (0,5),①以MN 、BC 为对角线,则MN 、BC 的中点重合,可列方程组s +22=5+02-s 2+4s +5+t 2=0+52,即可解得M (3,8),②以MB 、NC 为对角线,则MB 、NC 的中点重合,同理可得s +52=2+02-s 2+4s +4+02=t +52,解得M (-3,-16),③以MC 、NB 为对角线,则MC 、NB 中点重合,则s +02=2+52-s 2+4s +5+52=t +02,解得M (7,-16).【详解】解:(1)将A 的坐标(-1,0),点C 的坐(0,5)代入y =-x 2+bx +c 得:0=-1-b +c 5=c ,解得b =4c =5 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+4x +5;(2)过P 作PD ⊥x 轴于D ,交BC 于Q ,过P 作PH ⊥BC 于H ,如图:在y =-x 2+4x +5中,令y =0得-x 2+4x +5=0,解得x =5或x =-1,∴B (5,0),∴OB =OC ,△BOC 是等腰直角三角形,∴∠CBO =45°,∵PD ⊥x 轴,∴∠BQD =45°=∠PQH ,∴△PHQ 是等腰直角三角形,∴PH =PQ2,∴当PQ 最大时,PH 最大,设直线BC 解析式为y =kx +5,将B (5,0)代入得0=5k +5,∴k =-1,∴直线BC 解析式为y =-x +5,设P (m ,-m 2+4m +5),(0<m <5),则Q (m ,-m +5),∴PQ =(-m 2+4m +5)-(-m +5)=-m 2+5m =-m -52 2+254,∵a =-1<0,∴当m =52时,PQ 最大为254,∴m =52时,PH 最大,即点P 到直线BC 的距离最大,此时P 52,354;(3)存在,理由如下:抛物线y =-x 2+4x +5对称轴为直线x =2,设M (s ,-s 2+4s +5),N (2,t ),而B (5,0),C (0,5),①以MN 、BC 为对角线,则MN 、BC 的中点重合,如图:∴s +22=5+02-s 2+4s +5+t2=0+52,解得s =3t =-3 ,∴M (3,8),②以MB 、NC 为对角线,则MB 、NC 的中点重合,如图:∴s +52=2+02-s 2+4s +4+02=t +52,解得s=-3t =-21 ,∴M (-3,-16),③以MC 、NB 为对角线,则MC 、NB 中点重合,如图:s +02=2+52-s 2+4s +5+52=t +02,解得s =7t =-11 ,∴M (7,-16);综上所述,M 的坐标为:(3,8)或(-3,-16)或(7,-16).【点睛】本题考查二次函数综合应用,涉及待定系数法、函数图象上点坐标的特征、等腰直角三角形、平行四边形等知识,解题的关键是用含字母的代数式表示相关点的坐标和相关线段的长度.3(2021·山东泰安·统考中考真题)二次函数y =ax 2+bx +4(a ≠0)的图象经过点A (-4,0),B (1,0),与y 轴交于点C ,点P 为第二象限内抛物线上一点,连接BP 、AC ,交于点Q ,过点P 作PD ⊥x 轴于点D .(1)求二次函数的表达式;(2)连接BC ,当∠DPB =2∠BCO 时,求直线BP 的表达式;(3)请判断:PQQB是否有最大值,如有请求出有最大值时点P 的坐标,如没有请说明理由.【答案】(1)y =-x 2-3x +4;(2)y =-158x +158;(3)PQ QB有最大值为45,P 点坐标为(-2,6)【分析】(1)将A (-4,0),B (1,0)代入y =ax 2+bx +4(a ≠0)中,列出关于a 、b 的二元一次方程组,求出a 、b 的值即可;(2)设BP 与y 轴交于点E ,根据PD ⎳y 轴可知,∠DPB =∠OEB ,当∠DPB =2∠BCO ,即∠OEB =2∠BCO ,由此推断△OEB 为等腰三角形,设OE =a ,则CE =4-a ,所以BE =4-a ,由勾股定理得BE 2=OE 2+OB 2,解出点E 的坐标,用待定系数法确定出BP 的函数解析式即可;(3)设PD 与AC 交于点N ,过B 作y 轴的平行线与AC 相交于点M .由A 、C 两点坐标可得AC 所在直线表达式,求得M 点坐标,则BM =5,由BM ⎳PN ,可得△PNQ ∽△BMQ ,PQ QB=PN BM =PN5,设P (a 0,-a 20-3a 0+4)(-4<a 0<0),则N (a 0,a 0+4)PQ QB =-a 20-3a 0+4-(a 0+4)5=-a 20-4a 05=-(a 0+2)2+45,根据二次函数性质求解即可.【详解】解:(1)由题意可得:a ⋅(-4)2+b ⋅(-4)+4=0a +b +4=0解得:a =-1b =-3 ,∴二次函数的表达式为y =-x 2-3x +4;(2)设BP 与y 轴交于点E ,∵PD ⎳y 轴,∴∠DPB =∠OEB ,∵∠DPB =2∠BCO ,∴∠OEB =2∠BCO ,∴∠ECB =∠EBC ,∴BE =CE ,设OE =a ,则CE =4-a ,∴BE =4-a ,在Rt △BOE 中,由勾股定理得BE 2=OE 2+OB 2,∴(4-a )2=a 2+12解得a =158,∴E 0,158,设BE 所在直线表达式为y =kx +e (k ≠0)∴k ⋅0+e =158,k ⋅1+e =0.解得k =-158,e =158. ∴直线BP 的表达式为y =-158x +158.(3)设PD 与AC 交于点N .过B 作y 轴的平行线与AC 相交于点M .由A 、C 两点坐标分别为(-4,0),(0,4)可得AC 所在直线表达式为y =x +4∴M 点坐标为(1,5),BM =5由BM ⎳PN ,可得△PNQ ∽△BMQ ,∴PQ QB=PN BM =PN 5设P (a 0,-a 20-3a 0+4)(-4<a 0<0),则N (a 0,a 0+4)∴PQ QB=-a 20-3a 0+4-(a 0+4)5=-a 20-4a 05=-(a 0+2)2+45,∴当a 0=-2时,PQQB 有最大值0.8,此时P 点坐标为(-2,6).【点睛】本题主要考查二次函数以及一次函数解析式的确定,函数图像的性质,相似三角形,勾股定理等知识点,熟练运用待定系数法求函数解析式是解题关键,本题综合性强,涉及知识面广,难度较大,属于中考压轴题.4(2020·辽宁阜新·中考真题)如图,二次函数y =x 2+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1.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.【答案】(1)y =x 2+2x -3;(2)①94,②存在,Q 1(0,-32-1),Q 2(0,32-1)【分析】(1)把A (-3,0),B (1,0)代入y =x 2+bx +c 中求出b ,c 的值即可;(2)①由点P m ,0 得M (m ,-m -3),N m ,m 2+2m -3 ,从而得MN =(-m -3)-m 2+2m -3 ,整理,化为顶点式即可得到结论;②分MN =MC 和MC =2MN 两种情况,根据菱形的性质得到关于m 的方程,求解即可.【详解】解:(1)把A (-3,0),B (1,0)代入y =x 2+bx +c 中,得0=9-3b +c ,0=1+x +c .解得b =2,c =-3. ∴y =x 2+2x -3.(2)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,0=-3k +b ,-3=b . 解这个方程组,得k =-1,b =-3. ∴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 ,m 2+2m -3 . ∴MN =(-m -3)-m 2+2m -3 =-m 2-3m=-m +32 2+94.∵a =-1<0,∴此函数有最大值.又∵点P 在线段OA 上运动,且-3<-32<0∴当m =-32时,MN 有最大值94. ②∵点P m ,0 是x 轴上的一动点,且PM ⊥x 轴.∴M (m ,-m -3),N m ,m 2+2m -3 . ∴MN =(-m -3)-m 2+2m -3 =-m 2-3m(i )当以M ,N ,C ,Q 为顶点的四边形为菱形,则有MN =MC ,如图,∵C (0,-3)∴MC =(m -0)2+(-m -3+3)2=2m 2∴-m 2-3m =2m 2整理得,m 4+6m 3+7m 2=0∵m 2≠0,∴m 2+6m +7=0,解得,m 1=-3+2,m 2=-3-2∴当m =-3+2时,CQ =MN =32-2,∴OQ =-3-(32-2)=-32-1∴Q (0,-32-1);当m =-3-2时,CQ =MN =-32-2,∴OQ =-3-(-32-2)=32-1∴Q (0,32-1);(ii )若MC =2MN ,如图,则有-m 2-3m =22×2m 2整理得,m 2+4m =0解得,m 1=-4,m 2=0(均不符合实际,舍去)综上所述,点Q 的坐标为Q 1(0,-32-1),Q 2(0,32-1)【点睛】本题考查了二次函数综合题,解(1)的关键是待定系数法;解(2)的关键是利用线段的和差得出二次函数,又利用了二次函数的性质,解(3)的关键是利用菱形的性质得出关于m 的方程,要分类讨论,以防遗漏.5(2020·天津·中考真题)已知点A (1,0)是抛物线y =ax 2+bx +m (a ,b ,m 为常数,a ≠0,m <0)与x 轴的一个交点.(1)当a =1,m =-3时,求该抛物线的顶点坐标;(2)若抛物线与x 轴的另一个交点为M (m ,0),与y 轴的交点为C ,过点C 作直线l 平行于x 轴,E 是直线l 上的动点,F 是y 轴上的动点,EF =22.①当点E 落在抛物线上(不与点C 重合),且AE =EF 时,求点F 的坐标;②取EF 的中点N ,当m 为何值时,MN 的最小值是22?【答案】(1)抛物线的顶点坐标为(-1,-4);(2)①点F 的坐标为(0,-2-7)或(0,-2+7);②当m 的值为-32或-12时,MN 的最小值是22.【分析】(1)根据a =1,m =-3,则抛物线的解析式为y =x 2+bx -3,再将点A (1,0)代入y =x 2+bx -3,求出b 的值,从而得到抛物线的解析式,进一步可求出抛物线的顶点坐标;(2)①首先用含有m 的代数式表示出抛物线的解析式,求出C (0,m ),点E (m +1,m ).过点A 作AH ⊥l 于点H ,在Rt △EAH 中,利用勾股定理求出AE 的值,再根据AE =EF ,EF =22,可求出m 的值,进一步求出F 的坐标;②首先用含m 的代数式表示出MC 的长,然后分情况讨论MN 什么时候有最值.【详解】解:(1)当a =1,m =-3时,抛物线的解析式为y =x 2+bx -3.∵抛物线经过点A (1,0),∴0=1+b-3.解得b=2.∴抛物线的解析式为y=x2+2x-3.∵y=x2+2x-3=(x+1)2-4,∴抛物线的顶点坐标为(-1,-4).(2)①∵抛物线y=ax2+bx+m经过点A(1,0)和M(m,0),m<0,∴0=a+b+m,0=am2+bm+m,即am+b+1=0.∴a=1,b=-m-1.∴抛物线的解析式为y=x2-(m+1)x+m.根据题意,得点C(0,m),点E(m+1,m).过点A作AH⊥l于点H.由点A(1,0),得点H(1,m).在Rt△EAH中,EH=1-(m+1)=-m,HA=0-m=-m,∴AE=EH2+HA2=-2m.∵AE=EF=22,∴-2m=22.解得m=-2.此时,点E(-1,-2),点C(0,-2),有EC=1.∵点F在y轴上,∴在Rt△EFC中,CF=EF2-EC2=7.∴点F的坐标为(0,-2-7)或(0,-2+7).②由N是EF的中点,得CN=12EF=2.根据题意,点N在以点C为圆心、2为半径的圆上.由点M(m,0),点C(0,m),得MO=-m,CO=-m.∴在Rt△MCO中,MC=MO2+CO2=-2m.当MC≥2,即m≤-1时,满足条件的点N落在线段MC上,MN的最小值为MC-NC=-2m-2=22,解得m=-3 2;当MC<2,-1<m<0时,满足条件的点N落在线段CM的延长线上,MN的最小值为NC-MC=2-(-2m)=22,解得m=-1 2.∴当m的值为-32或-12时,MN的最小值是22.【点睛】本题考查了待定系数法求解析式,抛物线上的点的坐标满足抛物线方程等,解题的关键是学会利用参数解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型..6(2023·重庆·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=14x2+bx+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,其中B3,0,C0,-3.(1)求该抛物线的表达式;(2)点P 是直线AC 下方抛物线上一动点,过点P 作PD ⊥AC 于点D ,求PD 的最大值及此时点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,将该抛物线向右平移5个单位,点E 为点P 的对应点,平移后的抛物线与y 轴交于点F ,Q 为平移后的抛物线的对称轴上任意一点.写出所有使得以QF 为腰的△QEF 是等腰三角形的点Q 的坐标,并把求其中一个点Q 的坐标的过程写出来.【答案】(1)y =14x 2+14x -3(2)PD 取得最大值为45,P -2,-52 (3)Q 点的坐标为92,-1 或92,5 或92,74.【分析】(1)待定系数法求二次函数解析式即可求解;(2)直线AC 的解析式为y =-34x -3,过点P 作PE ⊥x 轴于点E ,交AC 于点Q ,设P t ,14t 2+14t -3 ,则Q t ,-34t -3 ,则PD =45PQ ,进而根据二次函数的性质即可求解;(3)根据平移的性质得出y =14x -92 2-4916,对称轴为直线x =92,点P -2,-52 向右平移5个单位得到E 3,-52 ,F 0,2 ,勾股定理分别表示出EF 2,QE 2,QF 2,进而分类讨论即可求解.【详解】(1)解:将点B 3,0 ,C 0,-3 .代入y =14x 2+bx +c 得,14×32+3b +c =0c =-3解得:b =14c =-3 ,∴抛物线解析式为:y =14x 2+14x -3,(2)∵y =14x 2+14x -3与x 轴交于点A ,B ,当y =0时,14x 2+14x -3=0解得:x 1=-4,x 2=3,∴A -4,0 ,∵C 0,-3 .设直线AC 的解析式为y =kx -3,∴-4k -3=0解得:k =-34∴直线AC 的解析式为y =-34x -3,如图所示,过点P 作PE ⊥x 轴于点E ,交AC 于点Q ,设P t ,14t 2+14t -3 ,则Q t ,-34t -3 ,∴PQ =-34t -3-14t 2+14t -3 =-14t 2-t ,∵∠AQE =∠PQD ,∠AEQ =∠QDP =90°,∴∠OAC =∠QPD ,∵OA =4,OC =3,∴AC =5,∴cos ∠QPD =PD PQ =cos ∠OAC =AO AC=45,∴PD =45PQ =45-14t 2-t =-15t 2-45t =-15t +2 2+45,∴当t =-2时,PD 取得最大值为45,14t 2+14t -3=14×-2 2+14×-2 -3=-52,∴P -2,-52 ;(3)∵抛物线y =14x 2+14x -3=14x +12 2-4916将该抛物线向右平移5个单位,得到y =14x -92 2-4916,对称轴为直线x =92,点P -2,-52 向右平移5个单位得到E 3,-52 ∵平移后的抛物线与y 轴交于点F ,令x =0,则y =14×92 2-4916=2,∴F 0,2 ,∴EF 2=32+2+52 2=1174∵Q 为平移后的抛物线的对称轴上任意一点.则Q 点的横坐标为92,设Q 92,m ,∴QE 2=92-3 2+m +52 2,QF 2=92 2+m -2 2,当QF =EF 时,92 2+m -2 2=1174,解得:m =-1或m =5,当QE =QF 时,92-3 2+m +522=92 2+m -2 2,解得:m =74综上所述,Q 点的坐标为92,-1 或92,5 或92,74.【点睛】本题考查了二次函数综合问题,解直角三角形,待定系数法求解析式,二次函数的平移,线段周长问题,特殊三角形问题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.题型02利用二次函数解决两条线段之和的最值问题【解题思路】抛物线中的线段最值问题有三种形式:2. 两条线段和的最值问题:解决这类问题最基本的定理就是“两点之间线段最短”,解决这类问题的方法是:作其中一个定点关于已知直线的对称点,连接对称点与另一个定点,它们与已知直线的交点即为所求的点. 其变形问题有三角形周长最小或四边形周长最小等.【常见模型一】(两点在河的异侧):在直线L上找一点M,使PA+PB的值最小.方法:如右图,连接AB,与直线L交于点M,在M处渡河距离最短,最短距离为线段AB的长。
二次函数与三角形面积问题
二次函数与三角形面积问题二次函数与三角形面积问题的关系是通过求解二次函数图像与x轴交点来得到三角形的面积。
具体而言,如果给定二次函数的表达式,我们可以求解方程f(x) = 0的解,这些解就是二次函数图像与x轴交点的横坐标。
通过这些横坐标,我们可以确定三角形的底边的长度。
同时,我们可以求解二次函数的最值来确定三角形的高,进而计算出三角形的面积。
首先,让我们来回顾一下二次函数的定义和性质。
二次函数的一般形式为f(x) = ax^2 + bx + c,其中a、b和c是实数且a不等于零。
二次函数的图像是一个抛物线,它的开口方向由a的正负号决定,当a 大于零时开口向上,当a小于零时开口向下。
二次函数的顶点是抛物线的最值点,当a大于零时顶点是最小值点,当a小于零时顶点是最大值点。
现在,让我们将二次函数与三角形面积问题联系起来。
假设我们有一个给定的二次函数f(x) = ax^2 + bx + c,我们希望求解该二次函数图像与x轴交点的横坐标,并计算出通过这些交点确定的三角形的面积。
首先,我们需要求解方程f(x) = 0,也就是求解ax^2 + bx + c = 0。
这可以通过使用求根公式来进行计算。
根据求根公式,对于一个二次方程ax^2 + bx + c = 0,它的解为x = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / (2a)。
根据这个公式,我们可以求解出具体的x值。
假设我们求解得到了两个根,x1和x2。
接下来,我们可以通过计算这两个根之间的距离来确定三角形的底边的长度。
根据数学知识,我们知道两个点(x1, 0)和(x2, 0)之间的距离等于|x2 - x1|。
因此,通过计算|x2 - x1|,我们可以得到底边的长度。
接下来,我们需要确定三角形的高。
为了做到这一点,我们需要找到二次函数的顶点。
二次函数的顶点的横坐标可以通过使用公式x = -b / (2a)来计算。
通过计算出的顶点横坐标,我们可以计算出顶点在x轴上的纵坐标。
二次函数的周长与面积(含最值问题)
【知识梳理】一.二次函数之周长因为平面直角坐标系中点的坐标的几何意义为点到轴的距离,即横平竖直的线段长,所以处理二次函数压轴题的核心思想即为斜线段转化为横平竖直的线段(“斜转直”).“斜转直”的几种处理思路:①斜线段转化为横平或竖直的线段;②计算有关周长或面积的问题其本质一般也可转化为计算线段,所以同样可利用“斜转直”来处理;③出现斜放的角时,一般也可根据该角构建直角三角形,来实现“斜转直”.二.二次函数之面积割补求面积——铅垂法:12APB B A S PM x x =⋅⋅- 12APB B A S PM x x =⋅⋅- Tips :①过动点作铅垂线;②铅垂线平行于y 轴或垂直于x 轴.二次函数之周长与面积(含最值问题)【经典例题】【例一】1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =(x ﹣2)2与x 轴交于点A ,与y 轴交于点B .过点B 作BC ∥x 轴,交抛物线于点C ,过点A 作AD ∥y 轴,交BC 于点D ,点P 在BC 下方的抛物线上(P 不与B ,C 重合),连结PC ,PD ,则△PCD 面积的最大值是.2.已知直线经过点A (0,2),B (2,0),点C 在抛物线2y x 的图象上,则使得ABC S =2的点有()个.A .4B .3C .2D .1【例二】1.如图,抛物线2(3)3(0)y ax a x a=+++≠与x轴交于点A(4,0),与y轴交于点B,在x轴上有一动点E(m,0)(0<m<4),过点E作x轴的垂线交直线AB于点N,交抛物线于点P,过点P作PM⊥AB于点M.(1)求a的值和直线AB的函数表达式;(2)设△PMN的周长为C1,△AEN的周长为C2,若126 5CC=,求m的值;(3)求△PBA面积的最大值以及此时点E的坐标.2.如图,二次函数()2302y ax x c a =-+≠的图象与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,已知点A (-1,0),点C (0,-2).(1)求抛物线的函数解析式;(2)在抛物线的对称轴上,是否存在点Q ,使△ACQ 周长最短?若不存在,请说明理由;若存在,求出点Q 的坐标.(3)若点M 是线段BC 下方的抛物线上的一个动点,求△BCM 面积的最大值以及此时点M 的坐标.3.如图,在平面直角坐标系中,二次函数214y x bx c =-++的图象与坐标轴交于A 、B 、C 三点,其中点A 的坐标为(0,8),点B 的坐标为(-4,0).(1)求该二次函数的表达式及点C 的坐标;(2)点D 的坐标为(0,4),点F 为该二次函数在第一象限内图象上的动点,连接CD 、CF ,以CD 、CF 为邻边作平行四边形CDEF ,设平行四边形CDEF 的面积为S .求S 的最大值.4.如图,抛物线2=-++与x轴交于A(-1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,对称轴与y x bx c抛物线交于点P,与直线BC交于点M,连接PB.(1)求抛物线的表达式;(2)抛物线上是否存在异于点P的一点Q,使△QMB与△PMB的面积相等?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.(3)在第一象限对称轴右侧的抛物线上是否存在一点R,使△RMP与△RMB的面积相等?若存在,求出点R的坐标;若不存在,请说明理由.【能力训练】1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线24y x x c =-++与y 轴交于点A ,过点A 作AB ∥x 轴交抛物线于点B ,则以AB 为边的等边三角形ABC 的周长为.2.如图所示,在平面直角坐标系中,点A 是x 轴上一动点,过A 作AC x ⊥轴交抛物线222y x x =++于点C ,以AC 为边作等边ABC ∆,高AD 的最小值为.3.如图,P 是抛物线22y x x =-++在第一象限上的点,过点P 分别向x 轴和y 轴引垂线,垂足分别为A ,B ,则四边形OAPB 周长的最大值为.4.如图,抛物线223y x x =-++与x 轴交于A ,B 两点,它的对称轴与x 轴交于点N ,过顶点M 作ME y ⊥轴于点E ,连结BE 交MN 于点F .(1)求F 的坐标.(2)求EMF ∆与BNF ∆的面积之和.5.如图,在平面直角坐标系中,点A ,B 在x 轴上,点C ,D 在y 轴上且OB =OC =3,OA =OD =1,抛物线2(0)y ax bx c a =++≠经过A ,B ,C 三点,直线AD 与抛物线交于另一点E .(1)求这条抛物线的解析式;(2)若M 是直线AD 上方抛物线上的一个动点,求△AME 面积的最大值.(3)在抛物线上是否存在点G ,使得AEG S =3?如果存在,求出点G 的坐标;如果不存在,请说明理由.。
二次函数中几何图形周长的最值问题题型及解法
202X年12月20日
目 录
二次函数中几何图形周长的最值问题考法分析以及学生对该题的态度 基本题型及解法 1 一个动点在抛物线上求三角形周长的最大值 含有45°角的直角三角形周长最大值的求法 含有30°(或60°)角的直角三角形周长最大值的求法 任意角的直角三角形周长最大值的求法 2 两个动点在抛物线上求四边形周长最大值 3 一个动点在一条直线上求三角形周长最小值 4 两个动点分别在两条相交直线上求三角形周长的最小值 5 两个动点分别在两条相交直线上求四边形周长的最小值 三 . 方法总结
E‘
D’
N
E
M
做法:
1.作E点关于X轴的对称点对称点E’
2.作D点关于y轴的对称点对称点D’
3.链接D’E’与x轴,y轴相交于点M,N,此时的交点就是我们做要找的点的位置
4.连接EM,DN
5.此时四边形的周长最小
02
第三部分 方法总结
方法总结
运用相关知识和方法求出几何图形的最值
若求最小值,找准定点所在的直线
4.两个动点分别在两条相交直线上求三角形周长的最小值
“将军饮马”模型——两次对称(一定点两动点)
如图:一位将军骑马从驻地A出发,先牵马去草地OM吃草,再牵马去河边ON喝水, 最后回到驻地A, 问:这位将军怎样走路程最短?
A1
P
Q
A2
1.作A点关于直线OM的对称点对称点A1
2.作A点关于直线OM的对称点对称点A2
2. 四边形周长最大值转化为线段最大值 例2:(3)如图,抛物线 y=-x2-2x+3的图象与x轴交于A、B两点 (点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点. (1)求A、B、C的坐标; (2)点M为线段AB上一点(点M不与点A、B重合) ,过点M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物 线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过 点Q作QN⊥x轴于点N.若点P在点Q左边,当矩形 PQMN的周长最大时,求△AEM的面积;
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。
二次函数之三角形面积最大值专题
432y 2+-=x x 1221y 2++-=x x =max y 21ah S ABC 21=∆专题一:二次函数与面积问题------类型1:三角形面积的最大值一、知识点睛1.点P 是抛物线 上一动点。
若设点P 的横坐标为m ,则点P 的纵坐标可表示为: ,∴点P 的坐标可表示为:2.如右图,AB ∥x 轴,BC ∥y 轴。
则线段BC= ,AB=故:“竖直方向”上的线段长 = —“水平方向”上的线段长 = —3.二次函数的一般式为: ,顶点式为: 例如:将 化为顶点式为: ,开口向 ,顶点坐标: ∴当x= 时,二、铅垂法(割补求面积) 坐标系中三角形面积公式:S= •一点引铅垂线段的长•另两点的水平宽锐角三角形中过点C 引的铅垂线 钝角三角形中过点C 引的铅垂线锐角三角形中过点B 引的铅垂线 ah S ABC 21=∆ 铅垂法的优点: 1.任何一点引铅垂线都可以 2.任何形状的三角形都适用 3.与三角形在第几象限无关 4.与三角形在不在坐标系无关 ah S ABC 21=∆三、典例讲解例1.已知二次函数62343y 2++-=x x 交x 轴于A ,B 两点,交y 轴于点C 。
点P 是第一象限抛物线上一动点。
连结BC ,BP 和CP 。
当△BCP 面积最大时,求P 点坐标。
四、小试牛刀例2.如图,已知抛物线经过两点A(-3,0),B(0,3)且其对称轴为直线x= -1(1)求此抛物线的解析式(2)若点P 是抛物线上点A 与点B 之间的动点(不包括点A 点B )求△PAB 的面积最大值,并求出此时点P 的坐标。
五、能力提升1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线34383y 2--=x x 与x 轴交于点A(-2,0),B(4,0),与直线323y -=x 交于点C(0,-3),直线323y -=x 与x 轴交于点D ,点P 是抛物线上第四象限上的一个动点,连接PC ,PD 。
当△PCD 面积最大时,求点P 坐标.2. 如图,已知抛物线c bx ++-=2x y 过(1,4)与(4,-5)两点,且与一直线1x y +=相交于A,C 两点,(1)求该抛物线解析式.(2)求A,C 两点的坐标.(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.B C A O M N xy3.如图,抛物线经过A (-1,0)、B (3,0)、C (0,3)三点.(1)求抛物线的解析式.(2)点M 是直线BC 上方抛物线上的点(不与B 、C 重合),过点M 作MN ∥y 轴交线段BC 于点N ,若点M 的横坐标为m ,请用含m 的代数式表示MN 的长.(3)在(2)的条件下,连接MB 、MC ,是否存在点M ,使四边形OBMC 的面积最大?若存在,求出点M 的坐标及最大面积;若不存在,说明理由.4.如图,在直角坐标系中,抛物线经过点A (0, 4), B(1, 0), C(5, 0),其对称轴与x 轴相交于点M.(1)求抛物线的解析式和对称轴.(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P ,使△PAB 的周长最小?若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.(3)连接AC,在直线AC 的下方的抛物线上,是否存在一点N,使△NAC 的面积最大?若存在,请求出点N 的坐标:若不存在,请说明理由.。
二次函数中几何图形周长的最值问题题型与解法
做法:
1.作A点关于对称轴的对称点对称点B
2.链接CB与对称轴的交点就是我们做 要求的G点的位置
G
3.连接AG
G 4.此时的△ACH的周长最小
(2)在直线BC上是否存在点H,使得△ACH的周长最小,若存在,
求出△GAC的周长最小值,并求出点G的坐标;若不存在,请说明
理由。
做法:
M
1.作A点关于直线BD的对
(1)求A、B、C的坐标;
(2)点M为线段AB上一点(点M不与点A、B重合)
,过点M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物
线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过
F
点Q作QN⊥x轴于点N.若点P在点Q左边,当矩形
PQMN的周长最大时,求△AEM的面积;
做法:
1.过D点作对称轴,与PQ相交于点F
2. 根据我市现目前考试题型来看,该部分是个重点,也是个难点, 很大一部分学生对该部分望而生畏,几乎不敢动笔,分析了一下, 其主要原因有两点:其一,因为此题涉及的解题过程比较繁杂, 再加上思路不清晰,会花大量的时间思考,所以这部分学生就选 择放弃了;另外的,还有部分学生是压根就不会做这类题,对解 决该题没有思路,没有参考方向,所以根本不看这题。
④任意角的非直角三角形周长最大值的求法 例:(2)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣2x+3与轴交于A、B两点,与y轴 交于点C,点D为抛物线的顶点. (1)求直线AC的解析式,并直接写出D点的坐标. (2)如图1,在直线AC的上方抛物线上有一动点P,过P点作PQ垂直于x轴交AC于点Q, PM∥BD交AC于点M.求△PQM周长最大值; 做法:
2.C矩形 PQNM=2(PQ+PM)=2(2DF+PM)
二次函数中的最值及面积问题
二次函数中的最值及面积问题一、二次函数线段最值问题1、平行于x轴的线段最值问题1)首先表示出线段两个端点的坐标2)用右侧端点的横坐标减去左侧端点的横坐标3)得到一个线段长关于自变量的二次函数4)将其化为顶点式,并根据a的正负及自变量的取值范围判断最值2、平行于y轴的线段最值问题1)首先表示出线段两个端点的坐标2)用上面端点的纵坐标减去下面端点的纵坐标3)得到一个线段长关于自变量的二次函数解析式4)将其化为顶点式,并根据a的正负及自变量的取值范围判断最值3、既不平行于x轴,又不平行于y轴的线段最值问题1)以此线段为斜边构造一个直角三角形,并使此直角三角形的两条直角边分别平行于x轴、y轴2)根据线段两个端点的坐标表示出直角顶点坐标3)根据“上减下,右减左”分别表示出两直角边长4)根据勾股定理表示出斜边的平方(即两直角边的平方和)5)得到一个斜边的平方关于自变量的二次函数6)将其化为顶点式,并根据a的正负及自变量的取值范围判断最值7)根据所求得的斜边平方的最值求出斜边的最值即可二、二次函数周长最值问题1、矩形周长最值问题1)一般会给出一点落在抛物线上,从这点向两坐标轴引垂线构成一个矩形,求其周长最值2)可先设此点坐标,点p到x轴、y轴的距离和再乘以2,即为周长3)将其化为顶点式,并根据a的正负及自变量的取值范围判断最值2、利用两点之间线段最短求三角形周长最值1)首先判断图形中那些边是定值,哪些边是变量2)利用二次函数轴对称性及两点之间线段最短找到两条变化的边,并求其和的最小值3)周长最小值即为两条变化的边的和最小值加上不变的边长三、二次函数面积最值问题1、规则图形面积最值问题(这里规则图形指三角形必有一边平行于坐标轴,四边形必有一组对边平行于坐标轴)1)首先表示出所需的边长及高2)利用求面积公式表示出面积3)得到一个面积关于自变量的二次函数4)将其化为顶点式,并根据a的正负及自变量的取值范围判断最值2、不规则图形面积最值问题1)分割。
二次函数与面积最值定值问题(六大类型)-2023年中考数学压轴题(解析版)
二次函数与面积最值定值问题(六大类型)1.考向分析题型一:二次函数与三角形面积最值问题1如图,已知抛物线y =12x 2+bx 过点A (-4,0)、顶点为B ,一次函数y =12x +2的图象交y 轴于M ,对称轴与x 轴交于点H .(1)求抛物线的表达式;(2)已知P 是抛物线上一动点,点M 关于AP 的对称点为N .①若点N 恰好落在抛物线的对称轴上,求点N 的坐标;②请直接写出△MHN 面积的最大值.【解析】解:(1)∵抛物线y =12x 2+bx 过点A (-4,0),∴12×(-4)2-4b =0,解得:b =2,∴该抛物线的表达式为y =12x 2+2x ;(2)①∵y =12x 2+2x ,∴抛物线对称轴为直线x =-22×12=-2,∵对称轴与x 轴交于点H ,∴H (-2,0),∵A (-4,0),∴AH =2,∵直线y =12x +2交y 轴于M ,∴M (0,2),∴AM 2=OA 2+OM 2=42+22=20,设N (-2,n ),则NH =|n |,如图1、图2,∵M 、N 关于直线AP 对称,∴AN =AM ,即AN 2=AM 2,∴22+n 2=20,∴n =±4,∴点N 的坐标为(-2,-4)或(-2,4);②如图,连接MH ,以点A 为圆心,AM 为半径作⊙A ,过点A 作AN ⊥MH 于点F ,交⊙A 于点N ,则AN =AM ,在Rt △AMO 中,OM =2,OA =4,∴AM =OA 2+OM 2=42+22=25,∴AN =25,∵OH =OM =2,∠HOM =90°,∴△HOM 是等腰直角三角形,∠MHO =45°,MH =22,∴∠AHF =∠MHO =45°,在Rt △AFH 中,AH =OA -OH =4-2=2,∴AF =AH ×sin45°=2×22=2,∴NF =AN +AF =25+2,∴S △MHN =12MH •NF =12×22×(25+2)=210+2,故△MHN 面积的最大值为210+2.题型二:二次函数与三角形面积等积问题2如图,等腰直角三角形OAB 的直角顶点O 在坐标原点,直角边OA ,OB 分别在y 轴和x 轴上,点C 的坐标为(3,4),且AC 平行于x 轴.(1)求直线AB 的解析式;(2)求过B ,C 两点的抛物线y =-x 2+bx +c 的解析式;(3)抛物线y =-x 2+bx +c 与x 轴的另一个交点为D ,试判定OC 与BD 的大小关系;(4)若点M 是抛物线上的动点,当△ABM 的面积与△ABC 的面积相等时,求点M 的坐标.【解析】解:(1)∵点C 的坐标为(3,4),且AC 平行于x 轴,∴点A 的坐标为(0,4)且OA =4,∵△OAB 是等腰直角三角形,∠AOB =90°,∴OB =OA =4,∵点B 的坐标为(4,0),设直线AB的解析式为:y=mx+n,由题意得4m+n=0n=4,解得:m=-1n=4,∴直线AB的解析式为:y=-x+4;(2)∵抛物线y=-x2+bx+c过B,C两点,∴-16+4b+c=0-9+3b+c=4,解得:b=3c=4,∴抛物线的解析式为:y=-x2+3x+4;(3)BD=OC;理由:∵抛物线的解析式为y=-x2+3x+4=-x-322+52,∴抛物线的对称轴直线为x=32,∵点B的坐标为(4,0),点B与点D关于对称轴对称,∴点D的坐标为(-1,0),∴BD=4-(-1)=5,∵点C的坐标为(3,4),∴OC=32+42=5,∴BD=OC;(4)∵点C的坐标为(3,4),且AC平行于x轴,∴AC=3,∴S△ABC=12AC•y C=12×3×4=6,当点M在直线AB的上方时,如图所示,过点M作MN∥y轴,交直线AB于点N,设M的坐标为(t,-t2+3t+4),则N的坐标为(t,-t+4),∴MN=-t2+3t+4-(-t+4)=-t2+4t,∴S△AMB=12MN•x B=12×(-t2+4t)×4=-2t2+8t,∵△ABM的面积与△ABC的面积相等,∴-2t2+8t=6,解得:t=1或t=3(舍,该点为点C),此时M的坐标为(1,6)或(3,4);当点M在直线AB的下方时,如图所示,过点M作MN∥x轴,交直线AB于点N,设M的坐标为(t,-t2+3t+4),则N的坐标为(t2-3t,-t2+3t+4),∴MN=t2-3t-t=t2-4t,∴S△ABM=12MN•y A=12×(t2-4t)×4=2t2-8t,∵△ABM的面积与△ABC的面积相等,∴2t2-8t=6,解得:t=2±7,此时M的坐标为(2+7,-1-7)或(2-7,7-1);综上可得,M的坐标为(2+7,-1-7)或(2-7,7-1)或(1,6).题型三:二次函数与四边形面积最值问题3如图,在平面直角坐标系中,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A(3,0),该抛物线的对称轴为直线x=1.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)求点B、C的坐标;(3)将线段BC平移,使得平移后线段的一个端点在这条抛物线上,另一个端点在x轴上,若将点B、C平移后的对应点分别记为点D、E,求以B、C、D、E为顶点的四边形面积的最大值.【解析】解:(1)∵抛物线对称轴为直线x=-b-2=1,∴b=2,∴y=-x2+2x+c,将(3,0)代入y=-x2+2x+c得0=-9+6+c,解得c=3,∴y=-x2+2x+3.(2)∵抛物线对称轴为直线x=1,点A坐标为(3,0),∴由抛物线对称性可得点B坐标为(-1,0),将x=0代入y=-x2+2x+3得y=3,∴点C坐标为(0,3).(3)如图,可得图2中四边形面积最大,∵BC∥DE且BC=DE,图1图2图3∵y C-y B=y E-y D,∴y D=-3,将y=-3代入y=-x2+2x+3得-3=-x2+2x+3,解得x1=1-7(舍),x2=1+7,∴点E横坐标为1+7+1=2+7,∴BE=2+7+1=3+7,∴S四边形BDEC =12BE•y C+12BE•|y D|=12×(3+7)×3+12×(3+7)×3=9+37.题型四:二次函数与面积分割问题4已知抛物线y=x2+4mx+4m2-4m-3的顶点C在定直线l上.(1)求C点的坐标(用含m的式子表示);(2)求证:不论m为何值,抛物线与定直线l的两交点间的距离d恒为定值;(3)当抛物线的顶点C在y轴上,且与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧)时,是否存在直线n满足以下三个条件:①n与抛物线相交于点M,N(点M在点N的左侧),且与线段AC交于点P;②∠APN=2∠ACO;③n将△ABC的面积分成1:2的两部分.若存在,求出直线n的解析式;若不存在,请说明理由.【解析】(1)解:∵y=x2+4mx+4m2-4m-3=(x+2m)2-4m-3,∴顶点C(-2m,-4m-3);(2)证明:∵C(-2m,-4m-3),∴C点在直线y=2x-3上,∴定直线l为y=2x-3,联立方程组y=2x-3y=x2+4mx+4m2-4m-3 ,解得x=-2my=-4m-3或x=2-2my=-4m+1,∴两个交点分别为(-2m,-4m-3),(2-2m,-4m+1),∴d=(2-2m+2m)2+(-4m+1+4m+3)2=25,∴抛物线与定直线l的两交点间的距离d恒为定值;(3)解:存在直线n,理由如下:∵顶点C在y轴上,∴m=0,∴y=x2-3,令y=0,则x2-3=0,解得x=3或x=-3,∴A(-3,0),B(3,0),∴AB=23,∵抛物线关于y轴对称,∴∠ACO=∠BCO,∵∠APN=2∠ACO,∴∠APN=∠ACB,∴MN ∥BC ,设直线BC 的解析式为y =kx +b ,∴b =-33k +b =0 ,解得k =3b =-3 ,∴y =3x -3,设直线MN 的解析式为y =3x +t ,直线MN 与x 轴的交点为H ,∵直线MN 将△ABC 的面积分成1:2,∴S △PAH =13S △ACB 或S △PAH =23S △ACB ,∴AH AB2=13或AH AB 2=23,∴AH 23=33或AH 23=63,解得AH =2或AH =22,∴H (2-3,0)或(22-3,0),∴直线MN 的解析式为y =3x +3-23或y =3x +3-26.题型五:二次函数与面积比问题5如图,在平面直角坐标系xOy 中,二次函数y =23x 2+bx -2的图象与x 轴交于点A (3,0),B (点B 在点A 左侧),与y 轴交于点C ,点D 与点C 关于x 轴对称,作直线AD .(1)填空:b = -43 ;(2)将△AOC 平移到△EFG (点E ,F ,G 依次与A ,O ,C 对应),若点E 落在抛物线上且点G 落在直线AD 上,求点E 的坐标;(3)设点P 是第四象限抛物线上一点,过点P 作x 轴的垂线,垂足为H ,交AC 于点T .若∠CPT +∠DAC =180°,求△AHT 与△CPT 的面积之比.【解析】解:(1)把A (3,0)代入y =23x 2+bx -2,得23×9+3b -2=0,解得b =-43;故答案为:-43;(2)如图所示:由(1)得y =23x 2-43x -2,令x =0,y =-2,∴C (0,-2),∵点D 与点C 关于x 轴对称,∴D (0,2),设直线AD :y =kx +2,把A (3,0)代入y =kx +2,得3k +2=0,解得k =-23,∴直线AD 解析式:y =-23x +2,∵将△AOC 平移到△EFG ,∴OA =EF =3,FG =OC =2,设E m ,23m 2-43m -2 ,则G m -3,-23(m -3)+2 ,F m -3,-23(m -3)+4 ,∵EF ∥x 轴,∴23m 2-43m -2=-23(m -3)2+4,解得m =-3或m =4,∴E (-3,8)或4,103;(3)如图所示:过C 作CK ⊥AD ,CQ ⊥HP ,∵OD =2,OA =3∴AD =13,∵CK ⊥AD∴CD •AO =AD •CK ,∴CK =121313,DK =81313,AK =51313,∴tan ∠CAK =CK AK=125,∵CQ ⊥HP ,∴∠CPQ +∠CPT =180°,∵∠CPT +∠DAC =180°,∴∠CPQ =∠CAK ,∴tan ∠CPQ =tan ∠CAK =125,∴CQ PQ =125,设P n ,23n 2-43n -2 ,∴PQ =23n 2-43n ,CQ =n ,∴n 23n 2-43n =125,解得n =218,∴P 218,-2932,∴CQ =218,AH =3-218=38,∵tan ∠OAC =TH AH =OC OA =23,∴TH =23AH =23×38=14,∴TP =2132,∴S △ATH S △CPT =12×AH ×TH 12×TP ×CQ =8147,即△AHT 与△CPT 的面积之比为8:147.题型六:函数关系与面积问题6平面直角坐标系中,已知抛物线y =-x 2+(1+m )x -m (m 为常数,m ≠±1)与轴交于定点A 及另一点B ,与y 轴交于点C .(1)当点(2,2)在抛物线上时,求抛物线解析式及点A ,B ,C 的坐标;(2)如图1,在(1)的条件下,D 为抛物线x 轴上方一点,连接BD ,若∠DBA +∠ACB =90°,求点D 的坐标;(3)若点P 是抛物线的顶点,令△ACP 的面积为S ,①直接写出S 关于m 的解析式及m 的取值范围;②当58≤S ≤158时,直接写出m 的取值范围.【解析】(1)将点(2,2)代入y =-x 2+(1+m )x -m ,求出m 即可确定函数的解析式;(2)过D 点作DE ⊥x 轴交于E ,过A 点作AF ⊥BC 交于F ,由题意可知∠ACB =∠BDE ,求出tan ∠ACF =tan ∠BDE =BE DE=35,设D (t ,-t 2+5t -4)(0<t <4),求出t 的值即可求D 点坐标;(3)①求出P 1+m 2,(1-m )24,C (0,-m ),定点A (1,0),B (m ,0),AC 的解析式为y =kx +b ,y =mx -m ,再画出函数图象结合函数图象分类讨即可;②对①中求出的解析式分别进行求解即可.【解答】解:(1)将点(2,2)代入y =-x 2+(1+m )x -m ,∴m =4,∴y =-x 2+5x -4,令x =0,则y =-4,∴C (0,-4),令y =0,则-x 2+5x -4=0,∴x =1或x =4,∴A (1,0),B (4,0);(2)如图1,过D 点作DE ⊥x 轴交于E ,过A 点作AF ⊥BC 交于F ,∵∠DBA +∠ACB =90°,∠DBA +∠BDE =90°,∴∠ACB =∠BDE ,∵B (4,0),C (0,-4),∴OB =OC =4,∴∠OBC =45°,∵BA =3,∴AF =322,∵A (1,0),∴AC =17,∴CF =522,∴tan ∠ACF =AF CF =35,∴tan ∠BDE =BE DE=35,设D (t ,-t 2+5t -4)(0<t <4),∴4-t -t 2+5t -4=35,解得x =4(舍)或x =83,∴D 83,209;(3)①∵y =-x 2+(1+m )x -m =-x -1+m 2 2+(1-m )24,∴P 1+m 2,(1-m )24,令x =0,则y =-m ,∴C (0,-m ),令y =0,则-x 2+(1+m )x -m =0,解得x =1或x =m ,∴定点A (1,0),B (m ,0),设AC 的解析式为y =kx +b ,∴k +b =0b =-m,解得k =m b =-m ,∴y =mx -m ,如图2,当m <-1时,S =S 梯形PNOC +S △OCA -S △PAN =12×(1-m )24-m×1+m 2+12×1×(-m )-12×1-1+m 2 ×(1-m )24=18m 2-18;如图3,当-1<m <0时,S =S 梯形PNOC +S △PNA -S △AOC =12×(1-m )24-m ×1+m 2+12×1-1+m 2 ×(1-m )24-12×1×(-m )=-18m 2+18;如图4,当0≤m <1时,设对称轴与直线AC 交于点M ,∴M 1+m 2,m 2-m 2,∴PM =-14m 2+14,∴S =12×-14m 2+14 ×1=-18m 2+18;如图5,当m >1时,过点C 作CM ⊥PN 交于点M ,∴M 1+m 2,-m ,∴S =S 矩形OCMN +S △APN -S △OCA -S △CMP =1+m 2×m +12×1+m 2-1 ×(1-m )24-12×1×m -12×1+m 2×(1-m )24+m =18m 2-18;综上所述:当m <-1时,S =18m 2-18;当-1<m <1,S =-18m 2+18;当m >1时,S =18m 2-18;②当m <-1时,58≤18m 2-18≤158,解得-4≤m ≤-6;当-1<m <0,58≤-18m 2+18≤158,此时m 无解;当0≤m <1时,58≤-18m 2+18≤158,此时m 无解;当m >1时,58≤18m 2-18≤158,解得6≤m ≤4;综上所述:当58≤S ≤158时,-4≤m ≤-6或6≤m ≤4.2.压轴题速练1一、解答题1(2023春·全国·九年级专题练习)已知:如图,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)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,面积最大值是多少?【答案】(1)y =-12x 2+2x +6(2)当P 3,152 时,△PAB 的面积有最大值,最大值是272.【解析】(1)由题意得:36a +6b +c =04a -2b +c =0c =6,解得:a =-12b =2c =6,∴抛物线的表达式为:y =-12x 2+2x +6;(2)∵A (0,6)∴直线AB 的表达式为:y =kx +6,将点B 的坐标代入上式得:0=6k +6,解得:k =-1,∴直线AB 的表达式为:y =-x +6,点P 的横坐标为m ,则P m ,-12m 2+2m +6 ,过点P 作x 轴的垂线,交线段AB 于点D ,则D (m ,-m +6),∴S =12×OB ×PD =12×6×-12m 2+2m +6+m -6 =-32(m -3)2+272,∴当m =3时,S 的值取最大,此时P 3,152;2(2023春·全国·九年级专题练习)如图,抛物线y =ax 2+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;【答案】【答案】(1)y =-x 2+5x +6(2)P 12,334【解析】(1)∵抛物线y =ax 2+bx +6(a ≠0)与x 轴交于A -1,0 ,B 6,0∴a -b +6=036a +6b +6=0,∴a =-1b =5 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+5x +6;(2)∵抛物线y =-x 2+5x +6过点C ,∴C (0,6),设直线BC 的解析式为 y =kx +n ,∴6k +n =0n =6,∴k =-1n =6 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +6,设P m ,-m 2+5m +6 ,则D m ,-m +6 ,∴PE =-m 2+5m +6,DE =-m +6,∵△PBD 与△BDE 的面积之比为1:2,∴PD :DE =1:2,∴PE :DE =3:2,∴3-m +6 =2-m 2+5m +6 ,解得m 1=12,m 2=6(舍去),∴P 12,334;3(2023春·全国·九年级专题练习)如图,抛物线y =-x 2+bx +c 过点A 、B ,抛物线的对称轴交x 轴于点D ,直线y =-x +3与x 轴交于点B ,与y 轴交于点C ,且OA =13OB .(1)求抛物线的解析式;(2)点M t ,0 是x 轴上的一个动点,点N 是抛物线对称轴上的一个动点,当DN =2t ,△MNB 的面积为154时,求出点M 与点N 的坐标;【答案】【答案】(1)y =-x 2+2x +3(2)3+262,0 ,1,3+26 【解析】(1)解:对于直线y =-x +3,令y =0,即-x +3=0,解得:x =3,令x =0,得y =3,∴B 3,0 ,C 0,3 ,∵A 为x 轴负半轴上一点,且OA =13OB ,∴A -1,0 .将点A 、B 的坐标分别代入y =-x 2+bx +c 中,得-1-b +c =0-9+3b +c =0 ,解得b =2c =3 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+2x +3;(2)解:由(1)知:A -1,0 ,B 3,0 ,抛物线解析式为y =-x 2+2x +3,∴对称轴x =-b 2a =-22×-1=1,∴D 点坐标为D 1,0 ,∵M t ,0∴BM =3-t ,∵S △MNB =12×BM ×DN =154,即12×3-t ×2t =154,当t <3时,12×3-t ×2t =154,化简得:4t 2-12t +15=0,∵Δ=b 2-4ac <0,∴方程无解;当t >3时,12×t -3 ×2t =154,解得t1=3+262,t2=3-262(舍),∴DN=2t=3+26,∴点M的坐标为3+262,0,点N的坐标为1,3+262;4(2023·广西贵港·统考一模)在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx经过A(4,0),B(1,3)两点.P是抛物线上一点,且在直线AB的上方.(1)求抛物线的表达式;(2)若△OAB面积是△PAB面积的2倍,求点P的坐标;(3)如图,OP交AB于点C,PD∥BO交AB于点D.记△CPB,△BCO的面积分别为S1,S2,判断S1S2是否存在最大值.若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.【答案】【答案】(1)y=-x2+4x(2)P(2,4)或(3,3)(3)见解析【解析】(1)解:将A(4,0),B(1,3)代入y=ax2+bx得16a+4b=0a+b=3,解得:a=-1b=4,∴抛物线的解析式为:y=-x2+4x;(2)解:设直线AB的解析式为:y=kx+t,将A4,0,B1,3代入y=kx+t得4k+t=0 k+t=3 ,解得:k=-1 t=4,∴直线AB的解析式为:y=-x+4,∵A4,0,B1,3,∴S△OAB=12×4×3=6,∴S△OAB=2S△PAB=6,即S△PAB=3,过点P作PM⊥x轴于点M,PM与AB交于点N,过点B作BE⊥PM于点E,如图,∴S△PAB=S△PNB+S△PNA=12PN×BE+12PN×AM=32PN=3,∴PN=2,设点P 的横坐标为m ,∴P (m ,-m 2+4m )(1<m <4),N (m ,-m +4),∴PN =-m 2+4m -(-m +4)=2,解得:m =2或m =3;∴P (2,4)或(3,3);(3)解:S 1S 2存在最大值.理由如下:∵PD ∥OB ,∴∠DPC =∠BOC ,∠PDC =∠OBC ,∴△DPC ∽△BOC ,∴CP :CO =CD :CB =PD :OB ,∵S 1S 2=CD CB =PD OB,设直线AB 交y 轴于点F ,则F (0,4),过点P 作PH ⊥x 轴,垂足为H ,PH 交AB 于点G ,如图,∵∠PDC =∠OBC ,∴∠PDG =∠OBF ,∵PG ∥OF ,∴∠PGD =∠OFB ,∴PD :OB =PG :OF ,∴△PDG ∽△OBF ,∴PD :OB =PG :OF ,设P (n ,-n 2+4n )1<n <4 由(2)可知,PG =-n 2+4n --n +4 =-n 2+5n -4,∴S 1S 2=PD BO =PG OF=14PG =-14n -52 2+916,∵1<n <4,∴当n =52时,S 1S 2的最大值为916.5(2023·新疆克孜勒苏·统考一模)如图所示,抛物线y =-x 2+2x +3的图像与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,连结BC .(1)求抛物线顶点D 的坐标;(2)在直线BC 上方的抛物线上有一点M ,使得四边形ABMC 的面积最大,求点M 的坐标及四边形ABMC 面积的最大值;(3)点E 在抛物线上,当∠EBC =∠ACO 时,直接写出点E 的坐标.【答案】【答案】(1)(1,4)(2)当点M 32,154 时,四边形ABMC 面积最大,最大值为758(3)(1,4)或-12,74【解析】(1)∵y =-x 2+2x +3=-x -1 2+4.∴抛物线顶点D 的坐标为(1,4);(2)令y =0,则x 2-2x -3=0,解得x 1=-1,x 2=3,∴点A -1,0 ,B 3,0 ,令x =0,则y =-3,∴点C 的坐标为(0,3)∴AB =3--1 =4,OC =3,∴S ΔABC =12AB ⋅OC =6∴△BCM 的面积最大时四边形ABMC 面积最大.设直线BC 的解析式为y =kx +b ,则3k +b =0b =3,∴b =3k =-1 ,∴y =-x +3.设过点M 与y 轴平行的直线交BC 于点N ,M x ,-x 2+2x +3 ,N x ,-x +3 ,则MN =-x 2+2x +3 --x +3 =-x 2+3x ,S △BCM =12-x 2+3x ×3=-12x -32 2+278,∴当x =32时,△BCM 的面积最大,最大值为278,此时,y =-32 2+2×32+3=154,所以,当点M 32,154 时,四边形ABMC 面积最大,最大值为6+278=758(3)①连接CD ,BD ,作DM ⊥OC 于点M .∵C (0,3),D (1,4),∴CM =DM =1,∴△CDM 是等腰直角三角形,∴∠DCE =45°.∵B (3,0),C (0,3),∴△BOC 是等腰直角三角形,∴∠BCO =45°,∴∠BCD =90°,∵BC =32+32=32,CD =12+(-3+4)2=2,∴.tan ∠CBD =232=13,∴∠DBC =∠ACO ,∴点E 与点D 重合,∴点E 的坐标为(1,-4),②作点D 关于BC 的对称点D ,作DN ⊥OC 于点N ,∵∠DMC =∠D NC =90°,∠DCM =D CN ,DC =D C ,∴△DCM ≌△D CN ,∴D N =DM =1,CM =CN =1,∴ON =3-1=2,∴D (-1,2),设直线BD 的解析式为y =mx +n ,,则3m +n =0-m +n =2,解得m =-12n =32,所以,直线BD ′的解析式为y =-12x +32,联立y =-x 2+2x +3y =-12x +32,解得x 1=3y 1=0 (为点B 坐标,舍去),x 2=-12y 2=74,所以,点H 的坐标为-12,74 ,综上所述,点E 的坐标为1,4 或-12,74时,∠EBC =∠ACO .6(2023·广东珠海·统考一模)如图,抛物线与x 轴交于点A -1,0 、B 4,0 ,与y 轴交于点C 0,2 .点D 为抛物线第四象限一动点,连接AC 、BC 、BD 、AD .(1)求抛物线的解析式;(2)当S △BCD =S △ABC 时,求此时点D 的坐标;(3)在第(2)问的条件下,延长线段AC 、DB 交于点E .请判断△ADE 的形状,并说明理由.【答案】(1)y =-x 2+32x +2(2)D 5,-3(3)△ADE 是等腰直角三角形,理由见详解【解析】(1)设抛物线的解析式为y =ax 2+bx +c ,∵抛物线与x 轴交于点A -1,0 、B 4,0 ,与y 轴交于点C 0,2 ,∴a -b +c =016a +4b +c =0c =2,解得:a =-12b =32c =2 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+32x +2;(2)连接OD ,,∵A -1,0 ,B 4,0 ,C 0,2 ,∴AB =5,OC =2,∴S △ABC =12AB ⋅OC =5,设D m ,-12m 2+32m +2 m >4 ,∵S △BCD =S △OBD +S △OBC -S △OCD =S △ABC ,∴12×4×12m 2-32m -2 +12×4×2-12×2×m =5,整理,得m 2-4m -5=0,解得:m 1=5,m 2=-1(舍去),∴D 5,-3 ;(3)△ADE 是等腰直角三角形,理由如下:设直线AC 的解析式为y =k 1x +b 1,把A -1,0 ,C 0,2 代入,得-k 1+b 1=0b 1=2 ,解得:k 1=2b 1=2∴y =2x +2,设直线BD 的解析式为y =k 2x +b 2,把B 4,0 ,D 5,-3 代入,得4k 2+b 2=05k 2+b 2=-3 ,解得:k 2=-3b 2=12∴y =-3x +12,联立y =2x +2和y =-3x +12得,y =2x +2y =-3x +12 ,解得:x =2y =6 ,∴E 2,6 ,又∵A -1,0 ,D 5,-3 ,∴AE =-1-2 2+0-6 2=35,AD =-1-5 2+0+3 2=35,DE =5-2 2+-3-6 2=310,∴AE =AD ,AE 2+AD 2=DE 2,∴△ADE 是等腰直角三角形.7(2023春·上海·八年级专题练习)在边长为4的正方形ABCD 中,点O 是对角线AC 的中点,P 是对角线AC 上一动点,过点P 作PF ⊥CD 于点F ,作PE ⊥PB 交直线CD 于点E ,设PA =x ,S △PCE =y .(1)求证:DF =EF ;(2)当点P 在线段AO 上时,求y 关于x 的函数关系式及自变量x 的取值范围;(3)点P 在运动过程中能否使△PEC 为等腰三角形?如果能,请直接写出PA 的长;如果不能,请简单说明理由.【答案】(1)证明见解析(2)y =12x 2-32x +8,0≤x ≤22 (3)能使△PEC 为等腰三角形,PA =0或PA =4【解析】(1)证明:延长FP 交AB 于点G ,∵正方形ABCD 中,PF ⊥CD 于点F ,∴四边形AGFD 是矩形,∴DF =AG ,∠AGF =90°,∵正方形ABCD ,∴∠BAC =45°,∵∠AGF =90°,∴AG =GP ,∴DF =GP ,同理可得:CF =PF =BG ,∵PE ⊥PB ,∠AGF =90°,∴∠GBP +∠GPB =∠FPE +∠GPB =90°,∴∠GBP =∠FPE ,在△GBP 和△FPE 中,∵∠GBP =∠FPEPF =BG ∠BGP =∠PFE,∴△GBP ≌△FPE (ASA ),∴GP =EF ,∵DF =GP ,∴DF =EF ;(2)∵PA =x ,∴AG =GP =22x ,DF =EF =22x ,则DE =2x ,∴CE =4-2x ,∵PF =4-22x ,∴y =124-2x 4-22x =12x 2-32x +80≤x ≤22 ;(3)点P 在运动过程中能使△PEC 为等腰三角形;当点E 在CD 边上时,∵∠CEP ≥90°,若△PEC 为等腰三角形,只能是∠CPE =∠ECP =45°,则PE ⊥CE ,∵PE ⊥PB ,∴PB ∥CD ,∴PB ∥AB ,于是点P 在AB 上,又∵点P 在AC 上,∴A 与P 重合,此时PA =0;当点E 在DC 延长线上时,如图,若△PEC 为等腰三角形,只能是PC =CE ,设PA =x ,则PC =42-x ,EF =DF =AG =GP =22x ,PF =CF =BG =4-22x ,∴CE =EF -CF =22x -4-22x=2x -4,∵PC =CE ,∴42-x =2x -4,∴x =4,∴即PA =4;综上所述,当PA =0或PA =4时,△PEC 为等腰三角形.【点睛】本题主要考查正方形的性质的综合运用,等腰三角形的性质和判定,全等三角形的判定和性质,三角形的面积等知识,综合运用这些性质进行推理,同时注意对等腰的分类讨论是解题的关键.8(2023春·江苏无锡·九年级统考期中)在平面直角坐标系中xOy 中,二次函数y =ax 2+bx +2a <0 的图像与x 轴交于点A (-1,0)、B (2,0),与y 轴交于点C .(1)求二次函数的表达式;(2)若点P 是二次函数图像上位于线段BC 上方的一个动点.①如图,连接AC ,CP ,AP ,AP 交BC 于点E ,过点P 作AC 的平行线交BC 于点Q ,将△PEQ 与△PCE的面积比S △PEQ S △PCE 记为a ,将△PCE 与△ACE 的面积比S △PCE S △ACE记为b ,当a +22b 有最大值时,求点P 的坐标;②已知点N 是y 轴上一点,若点N 、P 关于直线AC 对称,求CN 的长.【答案】(1)y =-x 2+x +2(2)①当点P 的坐标为1,1 时,a +22b 有最大值;②CN =516【解析】(1)解:将A (-1,0)、B (2,0),代入y =ax 2+bx +2中可得:a -b +2=04a +2b +2=0 ,解得:a =-1b =1 ,∴二次函数的表达式为:y =-x 2+x +2;(2)①当x =0时,y =2,则C 0,2 ,设BC 的解析式为:y =kx +b ,将B (2,0),C 0,2 ,代入可得:2k +b =0b =2 ,解得:k =-1b =2 ,∴BC 的解析式为:y =-x +2,由题意可知,OB =OC =2,则△BOC 是等腰直角三角形,∴∠BCO =45°,∵A (-1,0),则OA =1,∴AC =OA 2+OC 2=5,∴sin ∠ACO =55,cos ∠ACO =255,过点P 作PN ∥y 轴,QM ⊥PN ,设AP 与y 轴交于点D ,则∠ADO =∠APN ,∠QNM =∠BCO =45°,即:△MQN 为等腰直角三角形,∴QM =MN ,∵AC ∥PQ ,∴∠CAP =∠APQ ,△AEC ∽△PEQ ,则EQ CE =EP AE =PQ AC,又∵∠ADO =∠ACP +∠ACO ,∠APN =∠APQ +∠QPM ,∴∠ACO =∠QPM ,则:PM =PQ ⋅cos ∠QPN =PQ ⋅cos ∠ACO =255PQ ,QM =MN =PQ ⋅sin ∠QPN =PQ ⋅sin ∠ACO =55PQ ,则PN =PM +MN =355PQ ,即:PQ =53PN ,∵S △PEQ S △PCE =EQ CE ,S △PCE S △ACE =EP AE ,EQ CE =EP AE =PQ AC,∴a =b =EQ CE =EP AE =PQ AC =PQ 5=13PN ,∴a +22b =1+22 ×13PN ,则当PN 取最大值时,a +22b 有最大值,设P t ,-t 2+t +2 ,0<t <2,则N t ,-t +2 ,∴PN =-t 2+t +2 --t +2 =-t 2+2t =-t -1 2+1,即:当t =1时,PN 取最大值,此时点P 的纵坐标为1,即:当点P 的坐标为1,1 时,a +22b 有最大值;②由题意可知,点N 在点C 下方时,点N 关于直线AC 的对称点在AC 的左侧,不符合题意,点N 在点C 上方时,连接PN ,交AC 于H ,作PF ⊥y 轴,由对称可知,NH =PH =12PN ,CH ⊥PN ,则∠NHC =∠PFN =90°,∴∠NCH +∠CNP =∠CNP +∠FPN ,∴∠NCH =∠FPN∵∠ACO =∠NCH ,sin ∠ACO =55,cos ∠ACO =255,∴∠ACO =∠NCH =∠FPN ,设CN =m ,则NH =CN ⋅sin ∠NCH =55m ,∴PN =2NH =255m ,则PF =PN ⋅cos ∠FPN =45m ,NF =PN ⋅sin ∠FPN =25m ∴CF =CN -NF =35m ,则OF =OC +CF =2+35m ,∴点P 的坐标为:45m ,2+35m ,0<45m <2,即0<m <52,∵点P 在二次函数图象上,∴-45m 2+45m +2=2+35m ,解得:m 1=0(舍去),m 2=516,∴CN =516.9(2023·黑龙江哈尔滨·统考一模)如图,在平面直角坐标系中,直线BC 的解析式为y =-x +6,直线BC 交x 轴和y 轴分别于点B 和点C ,抛物线y =-29x 2+bx +c 交x 轴于点A 和点B ,交y 轴于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)点P 是第二象限抛物线上的点,连接PB 、PC ,设点P 的横坐标为t ,△PBC 的面积为S .求S 与t 的函数关系式(不要求写出t 的取值范围);(3)在(2)的条件下,点D 在线段OB 上,连接PD 、CD ,∠PDC =45°,点F 在线段BC 上,EF ⊥BC ,FE 的延长线交x 轴于点G ,交PD 于点E ,连接CE ,若∠GED +∠DCE =180°,DC >DE ,S △CDE =15,求点P 的横出标.【答案】(1)y =-29x 2+13x +6(2)S =23t 2-4t (3)3-3112【解析】(1)解:直线y=-x+6交x轴和y轴于点B和点C 令x=0时,y=6,即C0,6,令y=0时,x=6,即B6,0,∵点B、C在抛物线上,∴代入解析式可得:c=6-29×62+13×6+6=0,解得:c=6b=-13,∴解析式为y=-29x2+13x+6;(2)过点P作x轴的垂线交BC延长线于点M,交x轴于点N,过点C作CR⊥MN于R ∵P在抛物线上,P横坐标为t∴P t,-29t2+13t+6,∵M在直线BC上,∴M t,-t+6,∴MP=-t+6--29t2+13t+6=29t2-43t,S△PBC=S△MPB-S△MPC=12MP⋅OB=1229t2-43t×6=23t2-4t,即S=23t2-4t;(3)由(1)得,OB=OC=6,∴∠OBC=∠OCB=45°又EF⊥BC交x轴于点G,∴∠GFB=90°∴∠FGB=90°-∠FBG=45°即∠FGB=∠FBG=45°∴FG=FB又∠PDC=45°设∠PDA=α,∴∠CDA=45°+α=∠CBD+∠BCD=45°+∠BCD∴∠BCD=α=∠PDA又∠GED+∠DCE=180°(已知)∠GED+∠FED=180°(平角定义)∴∠DCE=∠FED,又∠FED=∠FGE+∠PDG=45°+a∴∠FED=∠CDA,∴∠DCE=∠CDA,过点D作DR⊥CE于R,如图所示∴在Rt△CRD中,∠CDR=90°-∠RCD=45°-α,∴∠RDE=∠CDE-∠CDR=α,,∴∠RDE=∠EDA=α,∵∠CRD=∠DOC=90°,∠DCE=∠CDA,CD=CD,∴△RCD≌△ODC(AAS),∴RD=CO=6,CR=OD,∠CDR=∠DCO,又∵S△DCE=15,∴12CE×DR=15∴CE=5作EM⊥x轴于M,CN⊥EM于N,DT⊥CN于T,如图所示∵∠RDE=∠EDA,∠ERD=∠EMD=90°,DE=DE,∴△RED ≌△MED (AAS ),∴RE =EM ,RD =MD ,∵EM ⊥x ,CN ⊥EM ,DT ⊥CN ,∴四边形NTDM 为矩形,∴∠MDT =90°,∴∠CDT =∠MDT -∠CDE -∠EDA =45°-α=∠CDR ,∴△DCR ≌△DCT (AAS ),∴DR =DT ,∴DM =DT ,∴四边形NMDT 是正方形∴DM =MN =NT =DT =OC =6,设EM =ER =m ,则CR =5-m =CT ,如图所示:∴NE =6-m ,NC =NT -TC =m +1在Rt △NEC 中,6-m 2+m +1 2=52解得:m 1=2,m 2=3,∵CD >DE ,∴m <5-m ,即m <2.5,∴m =3不符合题意,应舍去;当m =2时,CT =OD =3=MO ,∴E -3,2 ,又点D 3,0 ,设直线ED 的解析式为y =kx +b ,则-3k +b =23k +b =0 ,解得:k =-13b =1 ,∴直线ED 的解析式为:y =-13x +1,y =-13x +1y =-29x 2+13x +6 ,∴x =3-3112或3+3112(舍),∴P 的横坐标是3-311210(2023春·江苏宿迁·九年级统考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =ax 2+bx +c a <0 与x 轴交于A -2,0 、B 4,0 两点,与y 轴交于点C ,且OC =2OA .(1)试求抛物线的解析式;(2)直线y =kx +1k >0 与y 轴交于点D ,与抛物线在第一象限交于点P ,与直线BC 交于点M ,记m =S △CPM S △CDM,试求m 的最大值及此时点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,m 取最大值时,点Q 是x 轴上的一个动点,点N 是坐标平面内的一点,是否存在这样的点Q 、N ,使得以P 、D 、Q 、N 四点组成的四边形是矩形?请直接写出满足条件的N 点的坐标.【答案】(1)y =-12x 2+x +4(2)m 取得最大值23,此时点P 的坐标为2,4 (3)存在,满足条件的N 的坐标为72,3 或6,-3 【解析】(1)解:∵A -2,0 ,∴OA =2,∵OC =2OA ,∴OC =4,∴C 0,4 ,∵抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A -2,0 ,B 4,0 ,C 0,4 ,∴4a -2b +c =016a +4b +c =0c =4,解得:a =-12b =1c =4,∴该抛物线的解析式为y =-12x 2+x +4;(2)解:如图1,过点P 作PE ∥y 轴交直线BC 于E ,连接CP ,设直线BC 的解析式为y =kx +d ,∵B 4,0 ,C 0,4 ,∴4k +d =0d =4 ,解得:k =-1d =4 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +4,设P t ,-12t 2+t +4 ,则E t ,-t +4 ,∴PE =-12t 2+t +4-(-t +4)=-12t 2+2t ,∵直线y =kx +1k >0 与y 轴交于点D ,∴D 0,1 ,∴CD =4-1=3,∵PE ∥y 轴,即PE ∥CD ,∴△EMP ∽△CMD ,∴PM DM =PE CD =-12t 2+2t 3=-16t 2+23t ,∵m =S △CPM S △CDM =PM DM,∴m =-16t 2+23t =-16t -2 2+23,∵-16<0,∴当t =2时,m 取得最大值23,此时点P 的坐标为2,4 ;(3)解:存在这样的点Q 、N ,使得以P 、D 、Q 、N 四点组成的四边形是矩形.①当DP 是矩形的边时,有两种情形,a 、如图2-1中,四边形DQNP 是矩形时,由(2)可知P 2,4 ,代入y =kx +1中,得到k =32,∴直线DP 的解析式为y =32x +1,可得D 0,1 ,E -23,0 ,由△DOE ∽△QOD 可得OD OQ =OE OD,∴OD 2=OE ⋅OQ ,∴1=23⋅OQ ,∴OQ =32,∴Q 32,0 .根据矩形的性质,将点P 向右平移32个单位,向下平移1个单位得到点N ,∴N 2+32,4-1 ,即N 72,3 ,b 、如图2-2中,四边形PDNQ 是矩形时,∵直线PD 的解析式为y =32x +1,PQ ⊥PD ,∴直线PQ 的解析式为y =-23x +163,∴Q 8,0 ,根据矩形的性质可知,将点D 向右平移6个单位,向下平移4个单位得到点N ,∴N 0+6,1-4 ,即N 6,-3 .②当DP 是对角线时,设Q x ,0 ,则QD 2=x 2+1,QP 2=x -2 2+42,PD 2=13,∵Q 是直角顶点,∴QD 2+QP 2=PD 2,∴x 2+1+x -2 2+42=13,整理得x 2-2x +4=0,方程无解,此种情形不存在,综上所述,满足条件的N 的坐标为72,3 或6,-3 .11(2023·山东济宁·统考一模)如图,抛物线y =ax 2+bx +3与坐标轴分别交于A ,B ,C 三点,其中A (-4,0)、B (1,0),M 是第二象限内抛物线上的一动点且横坐标为m ,(1)求抛物线的解析式;(2)连接BM ,交线段AC 于点D ,求S ΔADM S ΔADB的最大值(其中符号S 表示面积);(3)连接CM ,是否存在点M ,使得∠ACO +2∠ACM =90°,若存在,求m 的值,若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =-34x 2-94x +3(2)S ΔADM S ΔADB 的最大值为45(3)存在,m =-319【解析】(1)解:(1)分别代入A (-4,0)、B (1,0)到抛物线解析式,解得:y =-34x 2-94x +3;故答案为:y =-34x 2-94x +3.(2)设直线AC 的解析式为y =kx +b ,将点A (-4,0)和点C (0,3)代入y =kx +b 中,-4k +b =0b =3 ,解得:k =34b =3,∴直线AC 的解析式为y =34x +3,如图所示,过点M 作MG ∥x 轴交于AC 于点G ,过点A 作AF ⊥MB 交MB 与点F ,∴G 点的纵坐标与M 点的纵坐标相同,∵M 为抛物线y =-34x 2-94x +3上的一点,设M m ,-34m 2-94m +3 ,又∵G 点在直线AC 上,直线AC 的解析式为y =34x +3,∴G -m 2-3m ,-34m 2-94m +3 ,∴MG =-m 2-4m ,又∵MG ∥AB ,∴MD DB =MG AB =-m 2-4m 5,∵S ΔADM =12MD ⋅AF ,S ΔADB =12DB ⋅AF ,∴S ΔADM S ΔADB =DM DB,∴S ΔADB S ΔADB =DM DB =MG AB=-m 2-4m 5=-m 2+4m 5=-15m +2 2+45,∴S ΔADM S ΔADB 的最大值为45.故答案为:45.(3)过点C 作CP ∥x 轴,延长CM 交x 轴于点T .∴∠MCO =90°,∠MCP =∠MTA ,∵∠ACO +2∠ACM =90°∠ACO +∠PCM +∠MCA =90°,∴∠MCP =∠MCA ,∴∠MCA =∠MTA ,∴△ACT 为等腰三角形,∴AC =AT .在Rt △ACO 中,AC =AO 2+OC 2=42+32=5,∴AC =AT =5,∴OT =AT +OA =5+4=9,∴T (-9,0),设直线CT 的解析式为y =kx +b ,将点T (-9,0)和点C (0,3)代入y =kx +b 中,解得:k =13b =3 ,∴直线CT 的解析式为y =13x +3,∵M 是直线CT 和抛物线y =-34x 2-94x +3的交点,-4<m <0,∴令-34m 2-94m +3=13m +3,∴9m 2+27m +4m =0,∴9m 2+31m =0,∴m 9m +31 =0,解得m =0(舍去)或m =-319故答案为:m =-319.12(2023·海南海口·海口市第九中学校考二模)如图①,已知抛物线L :y =x 2+bx +c 的图象经过点A 0,3 ,B 1,0 .过点A 作AC ∥x 轴交抛物线于点C ,∠AOB 的平分线交线段AC 于点E ,连结OE .(1)求抛物线的关系式并写出点E的坐标;(2)若动点P在x轴下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出此时P点横坐标;(3)若将抛物线向上平移h个单位,且其顶点始终落在△OAE的内部或边上,写出h的取值范围;(4)如图②,F是抛物线的对称轴上l的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=x2-4x+3;E(3,3)(2)P的横坐标为52;(3)3≤h≤4;(4)存在,点P的坐标是:5-52,1-52或3-52,5+12或3+52,1-52或5+5 2,5+12【解析】(1)解:∵抛物线L:y=x2+bx+c的图象经过点A(0,3),B(1,0),∴1+b+c=0c=3,解得b=-4c=3,∴抛物线的解析式为:y=x2-4x+3;∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),(2)如图1,过P作PG∥y轴,交OE于点G,设P(m,m2-4m+3),设直线OE的解析式为y=kx,把点E(3,3)代入得,3=3k,解得k=1,∴直线OE的解析式为:y=x,∴G(m,m),∴PG=m-(m2-4m+3)=-m2+5m-3,∴S△OPE=S△OPG+S△EPG=12PG×AE=12×3×(-m 2+5m -3)=-32(m 2-5m +3)=-32m -52 2+398,∵-32<0,∴当m =52时,△OPE 面积最大,∴P 的横坐标为52(3)由y =x 2-4x +3=(x -2)2-1,得抛物线l 的对称轴为直线x =2,顶点为(2,-1),抛物线L 向上平移h 个单位长度后顶点为F (2,-1+h ).设直线x =2交OE 于点M ,交AE 于点N ,则N (2,3),如图2,∵直线OE 的解析式为:y =x ,∴M (2,2),∵点F 在△OAE 内(包括△OAE 的边界),∴2≤-1+h ≤3,解得3≤h ≤4;(4)设P (m ,m 2-4m +3),分四种情况:①当P 在对称轴的左边,且在x 轴下方时,如图3,过P 作MN ⊥y 轴,交y轴于M ,交l 于N ,∴∠OMP =∠PNF =90°,∵△OPF 是等腰直角三角形,∴OP =PF ,∠OPF =90°,∴∠OPM +∠NPF =∠PFN +∠NPF =90°,∴∠OPM =∠PFN ,∴△OMP ≌△PNF (AAS ),∴OM =PN ,∵P (m ,m 2-4m +3),则-m 2+4m -3=2-m ,解得:m =5+52或5-52,∵m =5+52>2,不合题意,舍去,∴m =5-52,此时m 2-4m +3=1-52,∴P 的坐标为5-52,1-52;②当P 在对称轴的左边,且在x 轴上方时,同理得:2-m =m 2-4m +3,解得:m 1=3+52或m 2=3-52,∵3+52>2,不合题意,舍去,∴m =3-52,此时m 2-4m +3=5+12,∴P 的坐标为3-52,5+12;③当P 在对称轴的右边,且在x 轴下方时,如图4,过P 作MN ⊥x 轴于N ,过F 作FM ⊥MN 于M ,同理得△ONP ≌△PMF ,∴PN =FM ,则-m 2+4m -3=m -2,解得:m 1=3+52或m 2=3-52,∵3-52<2,不合题意,舍去,∴m =3+52,此时m 2-4m +3=1-52,P 的坐标为3+52,1-52;④当P 在对称轴的右边,且在x 轴上方时,如图5,同理得m 2-4m +3=m -2,解得:m =5+52或5-52(舍),P 的坐标为:5+52,5+12;综上所述,点P 的坐标是:5-52,1-52 或3-52,5+12或3+52,1-52 或5+52,5+12.13(2023·广东珠海·校考一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =-12x 2+bx +c 与x 轴交于点A ,B ,其中点B 的坐标为(4,0),与y 轴交于点C (0,2).(1)求抛物线y =-12x 2+bx +c 和直线BC 的函数表达式;(2)点P 是直线BC 上方的抛物线上一个动点,当△PBC 面积最大时,求点P 的坐标;(3)连接B 和(2)中求出点P ,点Q 为抛物线上的一点,直线BP 下方是否存在点Q 使得∠PBQ =45°?若存在,求出点Q 的坐标.【答案】(1)y =-12x 2+32x +2,y =-12x +2(2)(2,3)(3)存在,-35,2325【解析】(1)把B (4,0),C (0,2)代入y =-12x 2+bx +c 得:-8+4b +c =0c =2 ,解得b =32c =2,∴抛物线的函数表达式为y =-12x 2+32x +2;设直线BC 的函数表达式为y =mx +2,把B (4,0)代入得:4m +2=0,解得m =-12,∴直线BC 的函数表达式为y =-12x +2;(2)过P 作PH ∥y 轴交BC 于H ,如图:设P t ,-12t 2+32t +2 ,则H t ,-12t +2 ,∴PH =-12t 2+32t +2--12t +2 =-12t 2+2t ,∴S ΔPBC =12PH ⋅OB =12×-12t 2+2t ×4=-t 2+4t =-(t -2)2+4,∵-1<0,∴当t =2时,S ΔPBC 取最大值4,此时P 的坐标为(2,3);(3)直线BP 下方存在点Q ,使得∠PBQ =45°,理由如下:过P 作PM ⊥PB 交BQ 的延长线于M ,过P 作TK ∥x 轴,过B 作BK ⊥TK 于K ,过M 作MT ⊥TK 于T ,如图:由(2)知P (2,3),∵B (4,0),∴PK =2,BK =3,∵∠PBQ =45°,∴ΔPBM 是等腰直角三角形,∴∠MPB =90°,PB =PM ,∴∠KPB =90°-∠TPM =∠TMP ,∵∠K =∠T =90°,∴ΔBPK ≅ΔPMT (AAS ),∴PK =MT =2,BK =PT =3,∴M (-1,1),由M (-1,1),B (4,0)得直线BM 函数表达式为y =-15x +45,联立y =-15x +45y =-12x 2+32x +2 ,解得x =4y =0 或x =-35y =2325,∴Q 的坐标为-35,2325 .14(2023·广西梧州·统考一模)如图1,在平面直角坐标系中,△ABC 的顶点A -6,0 ,B 0,8 ,C 8,0,点P 为线段AC 上的一动点(点P 与点A ,C 不重合),过点P 作PQ ∥BC 交AB 于点Q ,将△APQ 沿PQ 翻折,点A 的对应点为点D ,连接PD ,QD ,BD .设点P 的坐标为t ,0(1)当点D 恰好落在BC 上时,求点P 的坐标;(2)若△PDQ 与△ABC 重叠部分面积S 与点P 横坐标t 之间的函数解析式为S =a (t +6)2(-6<t ≤1)-67t 2+bt +647(1<t <8) ,其图象如图2所示,求a 、b 的值;(3)是否存在点P ,使得∠BDQ 为直角?若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)1,0(2)a =27,b =247(3)67,0【解析】(1)解:∵A -6,0 ,B 0,8 ,C 8,0 ,∴OB =OC =8,∴∠C =45°.∵PQ ∥BC ,∴∠APQ =∠C =45°.由折叠的性质可得AP =PD ,∠APQ =∠DPQ =45°,∴∠DPA =90°.∵B 0,8 ,C 8,0 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +8,∵P t ,0 ,∴PA =t --6 =t +6.∵点D 恰好落在BC 上,∴D (t ,-t +8),∴PD =-t +8,∴t +6=-t +8,解得:t =1,∴点P 的坐标为1,0 ;(2)解:∵PQ ∥BC ,∴可设直线PQ 的解析式为y =-x +m ,∴0=-t +m ,解得:t =m ,直线PQ 的解析式为y =-x +t .∵A -6,0 ,B 0,8 ,∴直线AB 的解析式为:y =43x +8. 联立y =-x +t y =43x +8 ,解得:x =3t -247y =4t +247,∴Q 3t -247,4t +247.当-6<t ≤1时,点D 在△ABC 内部,此时重叠部分面积为△PDQ 的面积,由折叠可知S △PDQ =S △APQ =12AP ⋅y Q =12×t +6 ×4t +247=27t +6 2,∴a =27;当1<t <8时,点D 在△ABC 外部,由图象可得当t =4时,S =1287,∴-67×42+4b +647=1287,解得:b =247;(3)解:如图,过点Q 和点B 分别作PD 的垂线,交PD 于点M 和PD 延长线于点N ,∵∠BDQ 为直角,∴∠BDN +∠MDQ =90°∵∠BDN +∠DBN =90°,∴∠MDQ =∠DBN ,∴tan ∠MDQ =tan ∠DBN ,即QM DM =DN BN .∵Q 3t -247,4t +247 ,M t ,4t +247,D t ,t +6 ,N t ,8 ,B 0,8 ,∴QM =t -3t -247=4t +247,DM =t +6-4t +247=3t +187,DN =8-(t +6)=2-t ,BN =t ,∴4t +2473t +187=2-t t,解得:t 1=67,t 2=-6(舍).∴存在,点P 的坐标为67,0 .15(2023·吉林长春·统考一模)在平面直角坐标系中,抛物线y =-x 2+ax +1(a 为常数),经过点P 2,-7 ,点Q 在抛物线上,其横坐标为m ,将此抛物线上P 、Q 两点间的部分(包括P 、Q 两点)记为图像G .。
二次函数中的三角形问题二
文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.学习过程一、复习预习1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持. (一)三角形的性质和判定:1、等腰三角形性质:两腰相等,两底角相等,三线合一(中线、高线、角平分线)。
判定:两腰相等,两底角相等,三线合一(中线、高线、角平分线)的三角形是等腰三角形。
2、直角三角形性质:满足勾股定理的三边关系,斜边上的中线等于斜边的一半。
1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持. 判定:有一个角是直角的三角形是直角三角形。
3、等腰直角三角形性质:具有等腰三角形和等边三角形的所以性质,两底角相等且等于45°。
判定:具有等腰三角形和等边三角形的所以性质的三角形是等腰直角三角形4、等边三角形性质:三边相等,三个角相等且等于60°,三线合一,具有等腰三角形的一切性质。
1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持. 判定:三边相等,三个角相等,有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形。
(二)求作等腰三角形、直角三角形的方法:图一两圆一线图解图二两线一圆图解总结:(1)通过“两圆一线”可以找到所有满足条件的等腰三角形,要求的点(不与A、B点重合)即在两圆上以及两圆的公共弦上(2)通过“两线一圆”可以找到所有满足条件的直角三角形,要求的点(不与A、B点重合)即在圆上以及在两条与直径AB垂直的直线上。
二次函数面积最值问题的4种解法
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解法二:铅锤定理,在求二次函数三角形面积最值问题,运用非常多。 设动点 P 的坐标,然后用代数式分别表达出铅锤高度和水平宽度,然后利用铅锤定理的 计算公式,得出二次函数,必有最大值。
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原 题 :在( 1)中 的 抛 物 线 上 的 第 二 象 限 是 否 存 在 一 点 P,使 △PBC 的 面 积 最 大 ? 若 存 在 , 求出 P 点的坐标及△PBC 的面积最大值,若没有,请说明理由。 考试题型,大多类似于此。求面积最大值的动点坐标,并求出面积最大值。 一般解题思路和步骤是,设动点 P 的坐标,然后用代数式表达各线段的长。通过公式计 算,得出二次函数顶点式,则坐标和最值,即出。
解法一:补形,割形法。方法要点是,把所求图像的面积适当的割补,转化成有利于面 积表达的常规几何图形。请看解题步骤。
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解 法 二 : 铅 锤 定 理 , 面 积 =铅 锤 高 度 ×水 平 宽 度 ÷2。 这 是 三 角 形 面 积 表 达 方 法 的 一 种 非 常 重要的定理。 铅锤定理,在教材上没有,但是大多数数学老师都会作为重点,在课堂上讲解。因为, 铅 锤 定 理 ,在 很 多 地 方 都 用 的 到 。这 里 ,也 有 铅 锤 定 理 的 简 单 推 导 ,建 议 大 家 认 真 体 会 。
解法四:三角函数法。请大家认真看上面的解题步骤。 总之,从以上的四种解法可以得出一个规律。过点 P 做辅助线,然后利用相关性质,找 出各元素之间的关系。 设动点 P 的坐标,然后找出各线段的代数式,再通过面积计算公式,得出二次函数顶点 式,求出三角形面积的最大值。 对于同学们中考数学来说,只要你熟练掌握解法一和解法二,那么二次函数几何综合题 中,求三角形面积最大值问题,就非常简单了。
二次函数中几何图形周长的最值问题题型及解法
2. 根据我市现目前考试题型来看,该部分是个重点,也是个难点, 很大一部分学生对该部分望而生畏,几乎不敢动笔,分析了一下, 其主要原因有两点:其一,因为此题涉及的解题过程比较繁杂, 再加上思路不清晰,会花大量的时间思考,所以这部分学生就选 择放弃了;另外的,还有部分学生是压根就不会做这类题,对解 决该题没有思路,没有参考方向,所以根本不看这题。
C(0,﹣3).如图,在直线BD和直线BC上是否分别存在点M、N,使得
△AMN的周长最小?若存在,请求出△AMN周长最小值以及M、N的坐标;
若不存在,请说明理由。
A1
做法:
E M
1.作A点关于直线BD的对称点对称点A1,与BD相交于点E 2.作A点关于直线BC的对称点对称点A2,与BD相交于点F
N F
做法:
1.作A点关于对称轴的对称点对称点B
2.链接CB与对称轴的交点就是我们做 要求的G点的位置
G
3.连接AG
G 4.此时的△ACH的周长最小
(2)在直线BC上是否存在点H,使得△ACH的周长最小,若存在,
求出△GAC的周长最小值,并求出点G的坐标;若不存在,请说明
理由。
做法:
M
1.作A点关于直线BD的对
第二部分 基本题型及解法
例题
1. 一个动点在抛物线上求三角形周长的最大值 45°角的直角三角形周长最大值的求法 例1:(1)已知:抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(1,0),
B(3,0),C(0,﹣3).如图,点P是直线BC上方抛物线上一动
点.过点P作PE平行y轴交BC于点E,作PF垂直BC交BC于点F,是否 存在点P,使△PEF的周长最大?若存在,求出△PEF周长最大值,并
二次函数中几何图形周长的最值问题题型及解法
谢 谢!
教育是行善的智慧 无忧是无畏的行者
2. 根据我市现目前考试题型来看,该部分是个重点,也是个难点, 很大一部分学生对该部分望而生畏,几乎不敢动笔,分析了一下, 其主要原因有两点:其一,因为此题涉及的解题过程比较繁杂, 再加上思路不清晰,会花大量的时间思考,所以这部分学生就选 择放弃了;另外的,还有部分学生是压根就不会做这类题,对解 决该题没有思路,没有参考方向,所以根本不看这题。
做法: 1.作A点关于直线OM的对称点对称点A1
A1
2.作A点关于直线OM的对称点对称点A2
3.链接A1A2与OM,ON相交于点P,Q,
P
此时的交点就是我们做要找的吃草和喝
水的位置
4.连接AP,AQ
Q A2
4.此时走的路程最短
例4:已知:抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(1,0),B(3,0),
C(0,﹣3).如图,若点C关于点B的对称点为点E,是否存在x轴上的点
M,y轴上的点N,使得四边形DNME的周长最小?若存在,请求出M、N
点的坐标,并求出DNME的周长最小值;若不存在,请说明理由。
E
做法:
D’
1.作E点关于X轴的对称点对称点E’
2.作D点关于y轴的对称点对称点D’
NM
3.链接D’E’与x轴,y轴相交于点M,N,此时的交点就是 我们做要找的点的位置
做法:
1.过D点作对称轴,与PQ相交于点F
2.C矩形 PQNM=2(PQ+PM)=2(2DF+PM)
3. 一个动点在一条直线上求三角形周长最小值
初中复习方略数学微专题四 二次函数中几何图形线段、周长、面积的最值
抛物线对称轴为直线 x=- 2
=1,
2×(-1)
3k+c=0
设直线 AC 的解析式为 y=kx+c,将 A(3,0),C(0,3)代入,得:
,
c=3
k=-1
解得:
,
c=3
∴直线 AC 的解析式为 y=-x+3,∴P(1,2);
(3)存在.设 P(1,t),①以 AC 为边时,如图 2,∵四边形 ACPQ 是菱形, ∴CP=CA, ∴12+(3-t)2=32+32,解得:t=3± 17 , ∴P1(1,3- 17 ),P2(1,3+ 17 ), ∴Q1(4,- 17 ),Q2(4, 17 ),
1.(2021·天津中考)已知抛物线 y=ax2-2ax+c(a,c 为常数,a≠0)经过点 C(0,- 1),顶点为 D. (1)当 a=1 时,求该抛物线的顶点坐标; (2)当 a>0 时,点 E(0,1+a),若 DE=2 2 DC,求该抛物线的解析式; (3)当 a<-1 时,点 F(0,1-a),过点 C 作直线 l 平行于 x 轴,M(m,0)是 x 轴上 的动点,N(m+3,-1)是直线 l 上的动点.当 a 为何值时,FM+DN 的最小值为 2 10 ,并求此时点 M,N 的坐标.
(2021·常德中考)如图,在平面直角坐标系 xOy 中,平行四边形 ABCD 的 AB 边与 y 轴交于 E 点,F 是 AD 的中点,B、C、D 的坐标分别为(-2,0),(8,0),(13, 10). (1)求过 B、E、C 三点的抛物线的解析式; (2)试判断抛物线的顶点是否在直线 EF 上; (3)设过 F 作与 AB 平行的直线交 y 轴于 Q,M 是线段 EQ 之间的动点,射线 BM 与抛物线交于另一点 P,当△PBQ 的面积最大时,求 P 的坐标.
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知识点:1、二次函数线段,周长问题
2、二次函数线段和最小值线段差最大值问题
3、二次函数面积最大值问题
【新授课】
考点1:线段、周长问题
例1.(2018·宜宾)在平面直角坐标系中,已知抛物线的顶点坐标为(2,0),且经过点(4,1),
如图,直线y=x与抛物线交于A、B两点,直线l为y=﹣1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在l上是否存在一点P,使PA+PB取得最小值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
拓展:在l上是否存在一点P,使PB-PA取得最大值?若存在,求出点P的坐标。
练习
1、如图,已知二次函数24
y ax x c
=-+的图象与坐标轴交于点A(-1, 0)和点B(0,-5).(1)求该二次函数的解析式;
(2)已知该函数图象的对称轴上存在一点P,使得△ABP的周长最小.请求出点P的坐
标.
2、如图,抛物线y =ax 2-5ax +4(a <0)经过△ABC 的三个顶点,已知BC ∥x 轴,点A 在x 轴上,点C 在y 轴上,且AC =BC .
(1)求抛物线的解析式.
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点M ,使|MA -MB |最大?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.
例2. (2018•莱芜)如图,抛物线y=ax 2+bx+c 经过A (﹣1,0),B (4,0),C (0,
3)三点,D 为直线BC 上方抛物线上一动点,DE ⊥BC
于E .
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,求线段DE 长度的最大值;
练习
1、如图,抛物线y =2
1x 2+bx -2与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,且A (一1,0). ⑴求抛物线的解析式及顶点D 的坐标;
⑵判断△ABC 的形状,证明你的结论;
⑶点M (m ,0)是x 轴上的一个动点,当CM +DM 的值最小时,求m 的值.
(4)过点F 作FG 垂直X 轴,并与直线BC 交于点H ,求FH 的最大值。
2、 如图,在平面直角坐标系中,直线3342y x =
-与抛物线214
y x bx c =-++交于A 、B 两点,点A 在x 轴上,点B 的横坐标为-8. (1)求该抛物线的解析式;
(2)点P 是直线AB 上方的抛物线上一动点(不与点A 、B 重合),过点P 作x 轴的垂线,垂足为C ,交直线AB 于点D ,作PE ⊥AB 于点E .设△PDE 的周长为l ,点P 的横坐标为x ,求l 关于x 的函数关系式,并求出l 的最大值.
考点2:二次函数面积最大值
1. (2018•泰安)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c交x轴于点A (﹣4,0)、B(2,0),交y轴于点C(0,6),在y轴上有一点E(0,﹣2),连接AE.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点D为抛物线在x轴负半轴上方的一个动点,求△ADE面积的最大值;
2.(2018•东营)如图,抛物线y=a(x-1)(x-3)(a>0)与x轴交于A、B两点,抛
物线上另有一点C在x轴下方,且使△OCA∽△OBC.
(1)求线段OC的长度;
(2)设直线BC与y轴交于点M,点C是BM的中点时,求直线BM和抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,直线BC下方抛物线上是否存在一点P,使得四边形ABPC 面积最大?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
练习
1.如图,抛物线经过A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点.(1)求抛物线的解析式.
(2)点M是直线BC上方抛物线上的点(不与B,C重合),过点M作MN∥y轴交线段BC于点N,若点M的横坐标为m,请用含m的代数式表示MN的长.
(3)在(2)的条件下,连接MB,MC,是否存在点M,使四边形OBMC的面积最大?若存在,求出点M的坐标及四边形OBMC的最大面积;若不存在,请说明理由.
课后练习
1、(2017·衢州)定义:如图1,抛物线与轴交于A,B两点,点P在抛物线上(点P与A,B两点不重合),如果△ABP的三边满足,则称点P为抛物线的勾股点。
(1)直接写出抛物线的勾股点的坐标;
(2)如图2,已知抛物线C:与轴交于A,B两点,点P(1,)是抛物线C的勾股点,求抛物线C的函数表达式;
(3)在(2)的条件下,点Q在抛物线C上,求满足条件的点Q(异于点P)的坐标
2、如图,Rt △ABO 的两直角边OA 、OB 分别在x 轴的负半轴和y 轴的正半轴上,O 为坐标原点,A 、B 两点的坐标分别为(3-,0)、(0,4),抛物线223y x bx c =
++经过B 点,且顶点在直线52
x =上. (1)求抛物线对应的函数关系式;
(2)若△DCE 是由△ABO 沿x 轴向右平移得到的,当四边形ABCD 是菱形时,试判断点C
和点D 是否在该抛物线上,并说明理由;
(3)若M 点是CD 所在直线下方该抛物线上的一个动点,过点M 作MN 平行于y 轴交CD
于点N .设点M 的横坐标为t ,MN 的长度为l .求l 与t 之间的函数关系式,并求l 取最大值时,点M 的坐标.。