二次函数中线段长或图形面积的值问题(二次函数与几何周长值)
二次函数是中考的重点、热点,可与多个知识点相结合,本篇主要简单介绍下二次函数中几何图形线段、周长、面积最值问题。线段最值一般的处理思路有:(1)利用点的坐标,通过距离公式表示出线段的长度,然后通过研究二次函数的性质得到线段最值;(2)将未知的线段通过相似三角形或锐角三角函数转化为可求的线段,然后再通过二次函数进行研究。周长最值问题情况较多,可能是通过几何最值模型进行转化,比如将军饮马模型、造桥选址模型等,也可能通过相似三角形,转化为线段最值问题,面积最值问题常用的两种处理方式:(1)铅锤法;(2)平移法。
线段最值
例题1:如图,直线y=-x+4交x轴于点A,交y轴于点C,抛物线y=1/2x^2+bx+c经过点A,交y轴于点B(0,-2),点D为抛物线上一动点,过点D作x轴的垂线,交直线AC于点P,设点D的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式.
(2)当点D在直线AC下方的抛物线上运动时,求出PD长度的最大值.
分析:待定系数法求函数解析式,先由直线解析式求出点A坐标,然后通过待定系数法求出二次函数解析式。用含m的代数式表示点P,D的坐标,由点D在直线AC下方的抛物线上,可用含m的代数式表示出PD的长,利用函数的思想和性质可求出线段PD的最大值。
本题直接通过点坐标表示出线段的长度,由于PD∥y轴,那么PD之间的距离,可以通过:上面点的纵坐标减去下面点的纵坐标求出。
周长最值
例题2:如图,抛物线y=a(x-5/2)^2+h经过点A(1,0),C(0,3).
(1)求抛物线与x轴的另一个交点B的坐标;
(2)如图①,在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得四边形PAOC的周长最小?若存在,求出此时P点坐标;若不存在,请说明理由
分析:函数解析式是顶点式,已知抛物线的对称轴,通过二次函数的对称性即可求出抛物线与x轴的另一个交点坐标。求四边形PAOC的周长,即求PA+OA+AC+CP四条线段和的最小值,线段OA、OC的长度不变,那么就是求AC+CP的最小值,典型的将军饮马模型,连接BC交对称轴于点P,则P点即为所求。
本题求周长最值问题,将其转化为模型进行求解,难度不大。
面积最值
例题3:如图,抛物线y=-x^2-2x+3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.
(1)求A、B、C三点的坐标;
(2)在该抛物线的对称轴上是否存在点P,使得△PAC的周长最小?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)抛物线上在第二象限内是否存在一点Q,使△QBC的面积最大?若存在,求出点Q的坐标及△QBC的面积最大值;若不存在,请说明理由.
分析:(1)求抛物线与x轴、y轴的交点坐标,可分别令x=0、y=0;
(2)求△PAC周长最小值,即求PA+PC+AC三条线段和的最小值,线段AC的长度不变,那么求PA+PC的最小值,典型的将军饮马模型,根据抛物线的对称性可知,点A关于对称轴的对称点为点B,连接BC与对称轴的交点即为点P。求点P坐标,可以通过求直线解析式或相似三角形;
(3)根据S△QBC=S△QBP+S四边形QPOC-S△BOC即可求得解析式,根据解析式即可求得求出点Q的坐标及△QBC的面积最大值.
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