二次函数与面积最值问题
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。
2023年中考数学总复习专题5二次函数与面积最值定值问题(学生版)
专题5二次函数与面积最值定值问题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。
解决这类问题常用到以下与面积相关的知识:图形的割补、等积变形、等比转化等数学方法.面积的存在性问题常见的题型和解题策略有两类:一是先根据几何法确定存在性,再列方程求解,后检验方程的根.二是先假设关系存在,再列方程,后根据方程的解验证假设是否正确.解决动点产生的面积问题,常用到的知识和方法,如下:如图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.如图2,图3,三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.图1 图2 图3计算面积长用到的策略还有:如图4,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5,同底三角形的面积比等于高的比.如图6,同高三角形的面积比等于底的比.图4 图5 图6【例1】(2022•青海)如图1,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)求该抛物线的解析式;(2)若点E是抛物线的对称轴与直线BC的交点,点F是抛物线的顶点,求EF的长;(3)设点P是(1)中抛物线上的一个动点,是否存在满足S△P AB=6的点P?如果存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.(请在图2中探讨)【例2】(2022•随州)如图1,平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴分别交于点A和点B(1,0),与y轴交于点C,对称轴为直线x=﹣1,且OA=OC,P为抛物线上一动点.(1)直接写出抛物线的解析式;(2)如图2,连接AC,当点P在直线AC上方时,求四边形P ABC面积的最大值,并求出此时P点的坐标;(3)设M为抛物线对称轴上一动点,当P,M运动时,在坐标轴上是否存在点N,使四边形PMCN为矩形?若存在,直接写出点P及其对应点N的坐标;若不存在,请说明理由.【例3】(2022•成都)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx﹣3(k≠0)与抛物线y=﹣x2相交于A,B两点(点A在点B的左侧),点B关于y轴的对称点为B'.(1)当k=2时,求A,B两点的坐标;(2)连接OA,OB,AB',BB',若△B'AB的面积与△OAB的面积相等,求k的值;(3)试探究直线AB'是否经过某一定点.若是,请求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.【例4】(2022•岳阳)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线F1:y=x2+bx+c经过点A(﹣3,0)和点B(1,0).(1)求抛物线F1的解析式;(2)如图2,作抛物线F2,使它与抛物线F1关于原点O成中心对称,请直接写出抛物线F2的解析式;(3)如图3,将(2)中抛物线F2向上平移2个单位,得到抛物线F3,抛物线F1与抛物线F3相交于C,D两点(点C在点D的左侧).①求点C和点D的坐标;②若点M,N分别为抛物线F1和抛物线F3上C,D之间的动点(点M,N与点C,D不重合),试求四边形CMDN面积的最大值.1.(2022•金坛区二模)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=x2+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=;(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.2.(2022•罗城县模拟)如图,已知抛物线y=ax2+b经过点A(2,6),B(﹣4,0),其中E、F(m,n)为抛物线上的两个动点.(1)求抛物线的解析式并写出其顶点坐标;(2)若C(x,y)是抛物线上的一点,当﹣4<x<2且S△ABC最大时,求点C的坐标;(3)若EF∥x轴,点A到EF的距离大于8个单位长度,求m的取值范围.3.(2022•老河口市模拟)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+2mx的顶点为A,直线l:y=x﹣1与x轴交于点B.(1)如图,已知点A的坐标为(2,4),抛物线与直线l在第一象限交于点C.①求抛物线的解析式及点C的坐标;②点M为线段BC上不与B,C重合的一动点,过点M作x轴的垂线交x轴于点D,交抛物线于点E,设点M的横坐标t.当EM>BD时,求t的取值范围;(2)过点A作AP⊥l于点P,作AQ∥l交抛物线于点Q,连接PQ,设△APQ的面积为S.直接写出①S 关于m的函数关系式;②S的最小值及S取最小值时m的值.4.(2022•新吴区二模)如图,已知抛物线y=+bx过点A(﹣4,0)、顶点为B,一次函数y=x+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.5.(2022•开福区校级二模)如图,抛物线y=(x+1)(x﹣a)(其中a>1)与x轴交于A、B两点,交y轴于点C.(1)直接写出∠OCA的度数和线段AB的长(用a表示);(2)如图①,若a=2,点D在抛物线的对称轴上,DB=DC,求△BCD与△ACO的周长之比;(3)如图②,若a=3,动点P在线段OA上,过点P作x轴的垂线分别与AC交于点M,与抛物线交于点N.试问:抛物线上是否存在点Q,使得△PQN与△BPM的面积相等,且线段NQ的长度最小?如果存在,求出点Q的坐标;如果不存在,说明理由.6.(2022•官渡区二模)抛物线交x轴于A、B两点,交y轴正半轴于点C,对称轴为直线.(1)如图1,若点C坐标为(0,2),则b=,c=;(2)若点P为第二象限抛物线上一动点,在(1)的条件下,求四边形ABCP面积最大时,点P坐标和四边形ABCP的最大面积;(3)如图2,点D为抛物线的顶点,过点O作MN∥CD别交抛物线于点M,N,当MN=3CD时,求c 的值.7.(2022•徐州二模)如图,四边形ABCD中,已知AB∥CD,动点P从A点出发,沿边AB运动到点B,动点Q同时由A点出发,沿折线AD﹣DC﹣CB运动点B停止,在移动过程中始终保持PQ⊥AB,已知点P的移动速度为每秒1个单位长度,设点P的移动时间为x秒,△APQ的面积为y,已知y与x之间函数关系如图②,其中MN为线段,曲线OM,NK为抛物线的一部分,根据图中信息,解答下列问题:(1)图①AB=,BC=;(2)分别求线段MN,曲线NK所对应的函数表达式;(3)当x为何值,△APQ的面积为6?8.(2022•茌平区一模)如图,已知二次函数的图象交x轴于点B(﹣8,0),C(2,0),交y轴点A.(1)求二次函数的表达式;(2)连接AC,AB,若点P在线段BC上运动(不与点B,C重合),过点P作PD∥AC,交AB于点D,试猜想△P AD的面积有最大值还是最小值,并求出此时点P的坐标.(3)连接OD,在(2)的条件下,求出的值.9.(2022•碑林区校级模拟)抛物线W1:y=a(x+)2﹣与x轴交于A(﹣5,0)和点B.(1)求抛物线W1的函数表达式;(2)将抛物线W1关于点M(﹣1,0)对称后得到抛物线W2,点A、B的对应点分别为A',B',抛物线W2与y轴交于点C,在抛物线W2上是否存在一点P,使得S△P A′B′=S△P A'C,若存在,求出P点坐标,若不存在,请说明理由.10.(2021秋•钦北区期末)如图,抛物线y=ax2+bx+6与直线y=x+2相交于A(,)、B(4,6)两点,点P是线段AB上的动点(不与A、B两点重合),过点P作PC⊥x轴于点D,交抛物线于点C,点E是直线AB与x轴的交点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点C是抛物线的顶点时,求△BCE的面积;(3)是否存在点P,使得△BCE的面积最大?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由.11.(2022•保定一模)如图,在平面直角坐标系中,点P从原点O出发,沿x轴向右以每秒1个单位长的速度运动t秒(t>0),抛物线y=x2+bx+c经过点O和点P,已知矩形ABCD的三个顶点为A(1,0),B (1,﹣5),D(4,0).(1)求c,b(含t的代数式表示);(2)当4<t<5时,设抛物线分别与线段AB,CD交于点M,N.①在点P的运动过程中,你认为∠AMP的大小是否会变化?若变化,说明理由;若不变,求出∠AMP的值;②求△MPN的面积S与t的函数关系式.并求t为何值时,△MPN的面积为.12.(2022•黄石模拟)如图,已知抛物线与x轴交于A(2,0),B两点,与y轴交于点C(0,﹣4),直线与x轴交于点D,点P是抛物线上的一动点,过点P作PE⊥x 轴,垂足为E,交直线l于点F.(1)求该抛物线的表达式;(2)点P是抛物线上位于第三象限的一动点,设点P的横坐标是m,四边形PCOB的面积是S.①求S 关于m的函数解析式及S的最大值;②点Q是直线PE上一动点,当S取最大值时,求△QOC周长的最小值及FQ的长.13.(2022•哈尔滨模拟)如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线y=ax2﹣2ax+3与x轴的负半轴交于点A,与x的正半轴交于点B,与y轴正半轴交于点C,OB=2OA.(1)求抛物线的解析式;(2)点D是第四象限内抛物线上一点,连接AD交y轴于点E,过C作CF⊥y轴交抛物线于点F,连接DF,设四边形DECF的面积为S,点D的横坐标的t,求S与t的函数解析式;(3)在(2)的条件下,过F作FM∥y轴交AD于点M,连接CD交FM于点G,点N是CE上一点,连接MN、EG,当∠BAD+2∠AMN=90°,MN:EG=,求点D的坐标.14.(2022•利川市模拟)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=﹣x2+bx+c的解析式;(3)抛物线y=﹣x2+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.15.(2021•襄阳)如图,直线y=x+1与x,y轴分别交于点B,A,顶点为P的抛物线y=ax2﹣2ax+c过点A.(1)求出点A,B的坐标及c的值;(2)若函数y=ax2﹣2ax+c在3≤x≤4时有最大值为a+2,求a的值;(3)连接AP,过点A作AP的垂线交x轴于点M.设△BMP的面积为S.①直接写出S关于a的函数关系式及a的取值范围;②结合S与a的函数图象,直接写出S>时a的取值范围.16.(2021•辽宁)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A和点C(﹣1,0),与y轴交于点B(0,3),连接AB,BC,点P是抛物线第一象限上的一动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交AB于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,作PF⊥PD于点P,使PF=OA,以PE,PF为邻边作矩形PEGF.当矩形PEGF的面积是△BOC面积的3倍时,求点P的坐标;(3)如图2,当点P运动到抛物线的顶点时,点Q在直线PD上,若以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,请直接写出点Q纵坐标n的取值范围.17.(2021•贺州)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,且A(﹣1,0),对称轴为直线x=2.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)直线l过点A且在第一象限与抛物线交于点C.当∠CAB=45°时,求点C的坐标;(3)点D在抛物线上与点C关于对称轴对称,点P是抛物线上一动点,令P(x P,y P),当1≤x P≤a,1≤a≤5时,求△PCD面积的最大值(可含a表示).18.(2021•常德)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.19.(2021•福建)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴只有一个公共点.(1)若抛物线过点P(0,1),求a+b的最小值;(2)已知点P1(﹣2,1),P2(2,﹣1),P3(2,1)中恰有两点在抛物线上.①求抛物线的解析式;②设直线l:y=kx+1与抛物线交于M,N两点,点A在直线y=﹣1上,且∠MAN=90°,过点A且与x轴垂直的直线分别交抛物线和l于点B,C.求证:△MAB与△MBC的面积相等.20.(2021•柳州)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线:y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣).(1)求抛物线的函数解析式;(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接OD,过点B作BE⊥OD,垂足为E,若BE=2OE,求点D的坐标;(3)如图2,点M为第四象限抛物线上一动点,连接AM,交BC于点N,连接BM,记△BMN的面积为S1,△ABN的面积为S2,求的最大值.21.(2021•聊城)如图,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,已知A,C两点坐标分别是A(1,0),C(0,﹣2),连接AC,BC.(1)求抛物线的表达式和AC所在直线的表达式;(2)将△ABC沿BC所在直线折叠,得到△DBC,点A的对应点D是否落在抛物线的对称轴上?若点D 在对称轴上,请求出点D的坐标;若点D不在对称轴上,请说明理由;(3)若点P是抛物线位于第三象限图象上的一动点,连接AP交BC于点Q,连接BP,△BPQ的面积记为S1,△ABQ的面积记为S2,求的值最大时点P的坐标.22.(2020•贺州)如图,抛物线y=a(x﹣2)2﹣2与y轴交于点A(0,2),顶点为B.(1)求该抛物线的解析式;(2)若点P(t,y1),Q(t+3,y2)都在抛物线上,且y1=y2,求P,Q两点的坐标;(3)在(2)的条件下,若点C是线段QB上一动点,经过点C的直线y=﹣x+m与y轴交于点D,连接DQ,DB,求△BDQ面积的最大值和最小值.。
二次函数动点的面积最值问题课件
个分支的理解和掌握。
02
掌握解题方法
解决二次函数动点面积最值问题需要掌握一定的解题技巧和方法,包括
数形结合、参数分离、极值法等。通过对这些方法的运用,可以有效地
解决各种复杂的问题。
03
理解问题本质
二次函数动点面积最值问题的本质是寻找函数在某个区间上的最大值或
最小值,以及对应的自变量取值。通过对问题本质的深入理解,可以更
矩形面积的最值
在矩形中找一点,使得该点与矩形顶点的连线将矩形划分为四个面积相等的部分 ,也可以利用二次函数动点面积最值问题求解。
在实际生活中的应用
土地规划
在土地规划中,经常需要确定土地的 分割方式以及各部分的面积,利用二 次函数动点面积最值问题可以找到最 优的分割方案,使得土地的利用率达 到最高。
局。
城市绿化
在城市绿化规划中,通过求解二 次函数动点面积最值问题,可以 确定最佳的绿化区域和分布方式 ,提高城市绿化覆盖率和环境质
量。
06
总结和展望
对二次函数动点面积最值问题的理解和总结
01
理解问题背景
二次函数动点面积最值问题是一个经典的数学问题,涉及到几何、代数
和微积分等多个领域的知识。通过对该问题的研究,可以加深对数学各
要点二
代数解法
通过几何方法(如相似三角形、勾股定理等)来求解动点 面积的最值。
利用代数公式和不等式,通过代数运算求解动点面积的最 值。
二次函数动点面积最值问题的实际应用案例
建筑规划
在建筑规划中,需要考虑土地利 用效率与美观性,动点面积最值 问题可以帮助规划者找到最佳的
建筑布局方案。
农业种植
农业种植中,为了最大化土地利 用率和产量,可以利用二次函数 动点面积最值问题来优化种植布
二次函数面积最值问题
如何求解二次函数中的面积最值问题二次函数中求面积最值问题常用方法:1.补形、割形法2.“铅垂高,水平宽”面积法3.切线法4.三角函数法如图1,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(-3,0)两点.(1)求该抛物线的解析式;(2)设(1)中的抛物线交y轴于C点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC 的周长最小?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图2,在(1)中的抛物线上的第二象限上是否存在一点P,使△PBC的面积最大?若存在,求出点P的坐标及△PBC的面积最大值;若没有,请说明理由.解答(1)抛物线解析式为y=-x2-2x+3;(2)Q(-1,2);下面着重探讨求第(3)小题中面积最大值的几种方法.一、补形、割形法几何图形中常见的处理方式有分割、补形等,通过对图形的这些直观处理,一般能辅助解题,使解题过程简捷、明快.此类方法的要点在于把所求图形的面积进行适当的补或割,变成有利于表示面积的图形.方法一如图3,设P点(x,-x2-2x+3)(-3<x<0).方法二如图4,设P点(x,-x2-2x+3)(-3<x<0).(下略.)二、“铅垂高,水平宽”面积法如图5,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另一种方法:S△ABC=ah,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.根据上述方法,本题解答如下:解如图6,作PE⊥x轴于点E,交BC于点F.设P点(x,-x2-2x+3)(-3<x<0).∴点P坐标为(-,)三、切线法若要使△PBC的面积最大,只需使BC上的高最大.过点P作BC的平行线l,当直线l与抛物线有唯一交点(即点P)时,BC上的高最大,此时△PBC的面积最大,于是,得到下面的切线法.解如图7,直线BC的解析式是y=x+3,过点P作BC的平行线l,从而可设直线l的解析式为:y=x+b.=.四、三角函数法本题也可直接利用三角函数法求得.解如图8,作PE⊥x轴交于点E,交BC于点F,怍PM⊥BC于点M.设P点(x,-x2-2x+3)(-3<x<0),则F(x,x+3).从以上四种解法可以看到,本题解题思路都是过点P作辅助线,然后利用相关性质找出各元素之间的关系进行求解.如此深入挖掘一道题的多种解法,可使我们摆脱题海战术,提高解题能力.同时,善于总结一道题的多种解法能加快解题速度,提高解题效率,也有利于培养我们的钻研能力和创新精神.用分割面积法求二次函数动点面积最值考纲解读二次函数动点面积最值1. 二次函数在历年中考中都为重点内容,占分为40%。
用二次函数解面积最值问题
用二次函数解面积最值问题
例子:
1设p坐标,先随便在抛物线上标个p,方便使用下面的方法
2用其中一种方法算
3最后得出解析式
4将解析式变成顶点坐标式,就能看出p坐标x为什么时,面积最大
都适用于三角形没有横平竖直的边时,且都是把求得线段长短代入面积公式,后得出一条解析式,变成顶点坐标式即可
用二次函数解面积最值有如下三种方法:
1割补法
连接op,割补得三个三角形,然后得一个式子(看图)
2铅垂法
作一条高,使p点所在线段垂直于纵坐标,看图
3平行线法
过点p做BC的平行线ED,求线段BC解析式,再求ED的解析式(a与BC解析式的a一样),看下图,主要求D坐标
————————————
先把面积公式列出来
再在抛物线上随便标个p,
设p坐标(知道解析式后,坐标设其中一个就好了)
选任意一种方法后作线段,看看求什么坐标,不用求具体坐标,带一个字母的就行(那个字母取决于你设p坐标用什么字母)
求得后把你求得的坐标换成线段代入面积公式里(换成线段的方法就是x1-x2或者y1-y2的绝对值)
得到的解析式换成顶点坐标式,就能一眼看成来答案。
“二次函数”面积最值问题的几种解法
“二次函数”面积最值问题的几种解法以微课堂公益课堂,奥数国家级教练与四位特级教师联手执教。
二次函数是初中数学的一个重点、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。
而求三角形面积的最值问题,更是常见。
今天介绍二次函数考试题型种,面积最值问题的4种常用解法。
同学们只要熟练运用一两种解法,炉火纯青,在考试答题的时候,能够轻松答题,就好。
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。
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。
解法三:切线法。
这其实属于高中内容。
但是,基础好的同学也很容易理解,可以看看,提前了解一下。
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。
二次函数面积最大值问题
二次函数面积最大值问题二次函数是一种形式为f(x) = ax^2 + bx + c的函数,其中a、b、c是常数,a!=0。
它是数学中的一种基本函数类型,也是一种常见的函数类型。
二次函数的图像是一个开口朝上或朝下的抛物线,它在平面上呈现出对称的形状。
而二次函数的面积最大值问题即是要找到这个二次函数上的某个区间,使得该区间所对应的面积达到最大值。
要解决这个问题,我们首先需要找到二次函数的顶点,因为顶点是抛物线的最高点或最低点,对应着面积最大值或最小值。
二次函数的顶点坐标的x值可以通过求导函数的根来得到,也可以通过使用二次函数的对称轴公式来得到。
一般来说,对于二次函数f(x) = ax^2 + bx + c,它的对称轴公式为x = -b/(2a)。
对于开口朝上的抛物线,顶点位于对称轴上方;对于开口朝下的抛物线,顶点位于对称轴下方。
有了二次函数的顶点坐标后,我们可以进一步求得面积最大值对应的区间。
对于开口朝上的抛物线,可以找到一个区间,使得顶点的两个x值都落在该区间内;对于开口朝下的抛物线,可以找到一个区间,使得顶点的两个x值都落在该区间外。
接下来,我们需要定义面积的计算方法。
对于开口朝上的抛物线,面积为两个顶点x值之间的曲线下方所围成的面积;对于开口朝下的抛物线,面积为整个函数曲线下方所围成的面积。
对于面积的计算,可以使用微积分的方法。
我们可以先求出二次函数的原函数F(x),然后通过计算F(x)在区间内的两个端点的函数值之差来得到面积。
具体来说,对于开口朝上的抛物线,面积可以表示为S = F(x2) - F(x1),其中x1和x2是顶点的两个x值;对于开口朝下的抛物线,面积可以表示为S = |-F(x2) + F(x1)|。
要计算S的数值,我们需要根据二次函数的具体形式来计算对应的原函数F(x)。
对于二次函数f(x) = ax^2 + bx + c,它的原函数F(x) = (a/3)x^3 + (b/2)x^2 + cx。
二次函数面积最值问题
二次函数面积最值问题1. 问题概述二次函数是代数学中的重要概念,它服从形如f(x) = ax^2 + bx + c的数学表达式,其中a、b、c为实数且a不等于零。
二次函数的图像是一个抛物线,它在平面上呈现出优美的曲线形状。
本文将探讨与二次函数相关的面积最值问题。
2. 背景知识在进一步讨论二次函数面积最值问题之前,我们需要了解一些基本的数学知识。
### 2.1 二次函数的图像特点 * 二次函数的图像是一个抛物线,可以开口向上或者向下。
* 如果a大于0,则抛物线开口向上,称为上凸函数;如果a小于0,则抛物线开口向下,称为下凸函数。
2.2 二次函数的面积计算公式对于一个给定的二次函数f(x),在给定区间[a, b]内的曲线与x轴之间的面积可以通过积分来计算:S = ∫[a, b] |f(x)|dx3. 二次函数面积最值问题二次函数面积最值问题是指在某个给定的区间内,找到一个二次函数的图像与x轴之间的面积最大或最小的情况。
接下来,我们将探讨如何解决这个问题。
3.1 二次函数面积最大值问题对于一个上凸的二次函数,它的图像与x轴之间的面积是连续且单调递增的。
因此,我们可以通过求解二次函数f(x) = ax^2 + bx + c的顶点坐标来确定面积最大值时的x值。
3.1.1 求解顶点坐标一个二次函数的顶点坐标可以通过如下公式得出: x_v = -b / (2a) y_v = f(x_v) = f(-b / (2a))3.1.2 面积最大值计算已知二次函数的顶点坐标后,我们可以计算出它与x轴之间的面积,即面积最大值。
由于上凸二次函数对称,我们可以将区间[a, b]划分为两部分,分别计算两个子区间内的面积,并将它们相加,即得到整个区间[a, b]内的面积最大值。
3.2 二次函数面积最小值问题对于一个下凸的二次函数,它的图像与x轴之间的面积是连续且单调递减的。
因此,我们可以通过求解二次函数f(x) = ax^2 + bx + c的顶点坐标来确定面积最小值时的x值。
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 .。
初中数学二次函数面积最值问题的4种解法…掌握不再惧怕压轴题
初中数学二次函数面积最值问题的4种解法…掌握不再惧怕压轴题初中数学二次函数面积最值问题一般是指给出一个二次函数,要求求出其在一定范围内的面积最大值或最小值。
这类问题可以通过四种不同的解法来求解,分别是代数解法、几何解法、导数解法和平移法。
下面我来详细介绍这四种解法。
1.代数解法:代数解法是通过代数方法来解决问题。
对于给定的二次函数,首先根据题目要求找出变量的限制条件,然后可以利用一些代数的技巧,如配方法、因式分解等,将问题转化为求最值的问题。
通过求取顶点,得到函数的极值点,进而求得面积的最值。
代数解法的优点是原理简单,容易理解和掌握;缺点是计算量大,需要一些代数技巧和计算能力。
2.几何解法:几何解法是通过几何图形的性质和关系来解决问题。
对于给定的二次函数,可以画出函数的图像,然后根据几何图形的性质,找出切线、直线和坐标轴的交点,进而得到问题的解。
几何解法的优点是直观简单,理论基础较弱;缺点是需要具备较好的几何直观和空间想象能力。
3.导数解法:导数解法是通过求函数的导数,对函数的变化情况进行分析,进而求出极值点。
对于给定的二次函数,可以求出其导数,并令导数为零,求得顶点的横坐标,再代入函数中求得纵坐标,从而得到问题的解。
导数解法的优点是简单快捷,通用性强;缺点是需要一些微分的知识和运算能力。
4.平移法:平移法是通过对函数进行平移变换,将求最值的问题转化为求一些形状固定的函数的最值问题。
对于给定的二次函数,可以通过平移到一些特定位置,使得问题的解变为该函数的最值。
平移法的优点是逻辑清晰,简单明了;缺点是需要一些平移变换的知识和运算能力。
这四种解法各有特点,可以根据具体情况选择合适的方法。
在解决二次函数面积最值问题时,可以结合代数、几何、导数和平移四种解法,综合运用,可以更快更准确地解决问题。
掌握了这些解法,就不再害怕压轴题了。
二次函数面积最值问题
二次函数面积最值问题一、问题概述二次函数面积最值问题是指在给定的二次函数中,找到使其面积最大或最小的变量取值。
这个问题在数学中有着广泛的应用,比如在经济学、物理学、工程学等领域都有着重要的作用。
二、问题分析为了解决二次函数面积最值问题,我们需要先了解一些基本概念和公式。
下面是一些常见的数学公式:1. 二次函数的标准形式:y=ax^2+bx+c其中a,b,c都是实数,且a≠0。
2. 二次函数的顶点坐标:(h,k)其中h=-b/2a,k=f(h),f(x)表示二次函数。
3. 二次函数的对称轴方程:x=h4. 两点之间距离公式:d=sqrt[(x2-x1)^2+(y2-y1)^2]5. 矩形面积公式:S=lw其中S表示矩形面积,l表示矩形长,w表示矩形宽。
了解了这些基本概念和公式后,我们可以开始分析如何解决二次函数面积最值问题。
三、求解方法1. 求最大值要求一个二次函数在给定区间内的最大面积,我们可以通过以下步骤来实现:步骤一:将二次函数化为标准形式。
步骤二:求出二次函数的顶点坐标。
步骤三:根据顶点坐标和区间端点,确定矩形的长和宽。
步骤四:计算矩形面积,并比较得出最大值。
具体的,可以按照以下函数来实现:```pythondef max_area(a,b,c,start,end):# 将二次函数化为标准形式f = lambda x: a*x**2+b*x+c# 求出二次函数的顶点坐标h = -b/(2*a)k = f(h)# 根据顶点坐标和区间端点,确定矩形的长和宽l = end-startw = abs(f(start)-k)*2# 计算矩形面积,并比较得出最大值S = l*wreturn S if S>0 else 0```其中,a,b,c分别表示二次函数的系数,start,end表示给定区间的端点。
这个函数会返回一个最大面积值。
2. 求最小值要求一个二次函数在给定区间内的最小面积,我们可以通过以下步骤来实现:步骤一:将二次函数化为标准形式。
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。
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二次函数与面积最值问题
三维目标:
1、知识与技能:
通过实际问题与二次函数关系的探究,让学生掌握利用顶点坐标解决最大值(或最小值)问题的方法。
2、过程与方法
进一步认识如何利用二次函数的有关知识解决实际问题。
渗透转化及分类的数学思想方法。
3、情感态度价值观
(1)通过巧妙的教学设计,激发学生的学习兴趣,让学生感受数学的美感。
(2)渗透转化及分类的数学思想方法。
教学重点
探究利用二次函数的最大值(或最小值)解决实际问题的方法
教学难点
如何将实际问题转化为二次函数的问题
教学过程:
一:复习引入
最值求法:
1.利用配方法变成顶点式,求得顶点坐标(h,k),当x=h时函数有最
大值(或最小值)y=k
2. 利用顶点公式(-b
2a,
4ac-b2
4a)]
当x=-b 2a 时,二次函数有最大值(或最小值)y=4ac -b 24a
练习: y=-2x^2+4x-1求出其最大值(或最小值)
分析:目的让学生熟悉求最大值和最小值的方法
(由学生板书,教师纠正)
提示:法1:可用配方法 法2:可用公式代入求之
今天我们一起来讨论利用二次函数讨论关于面积的最值问题,大家一起来看问题1:
问题1:直角三角形两直角边的和为10,该直角三角形的最大面积为多少:
分析:通过三角形面积的探究,激发学生的学习兴趣。
解:设直角三角形的面积为S ,其中一条直角边的长为X ,则另一条直角边的长为(10-X )
依题意: S=)10(2
1
X X - =X X 5212+=5.12)5(2
12+--X 因为a=02
1<- 所以当三角形边长都为5时有最大的面积为12..5
(可由学生思考后板书,教师指导)
此题可适当变式:
如:1。
已知菱形的对角线之和为10 ,求菱形的最大面积
2.四边形的两条对角线AC 和BD 互相垂直,且AC+BD=10,
当AC 和BD 的长为多少时,四边形ABCD 的面积最大。
(同学们可以回去思考)(作为今天回去的第一个作业)
课本(P22)
问题2:用总长为60米的篱笆围成矩形场地,矩形面积S 随矩形一边长L 的变化而变化,当L 是多少时,场地的面积最大?
分析:先写出S 和L 的函数关系式,再求出使S 最大的L 的值。
解:矩形的场地周长是60米,当一边长是L 米时,则另一边长为(30-L )米
S=L (30-L )
即S=L L 302+-(0<L<30)
方法一:用配方法
方法二:用公式法
(强调自变量的取值范围对于最值的影响)(让同学回去考虑墙的长度如果是10米的话最值是否有变化)
教师指导,学生思考,有必要可上去板书
练习:练习册P94第8题
补充练习:
1.一块三角形废料如图所示,∠A =30°,∠C =90°,AB =12。
用这块废料剪出一个长方形CDEF ,其中,点D 、E 、F 分别在AC ,AB ,BC 上,要使剪出的长方形CDEF 面积最大,点E 应选在何处?
小结:今天的中心内容是利用二次函数解决面积的最值问题,同学们要熟练掌握,同时能举一反三
作业P26 4,6,7,8
教学反思:
在本节课的教学设计,注重学生能够在自主探究、合作学习的过程中,掌握利用二次函数的极值解题,使学生在愉快的情境中学习这种常用的数学模型,能够注意总结、体会,形成良好的学习习惯。
教师着力引导多思考、多探索,让学生学会发现问题、提出问题、分析问题、解决问题以及亲身参与问题的真实活动之中,只有这样,才能使学生亲身品尝到自己发现的乐趣,才能激起他们强烈的求知欲和创造欲。