几何最值与函数最值
“最值”问题大都归于两类:几何最值与函数最值
I、归于几何“最值”,这类又分为两种情况:
(1)归于“两点之间的连线中,线段最短”。
求“变动的两线段之和的最小值”时,大都应用这一类型。
(2)归于“三角形两边之差小于第三边”
凡属于求“变动的两线段之差的最大值”时,大都应用这一类型
U、归于函数类型:
即利用一次函数的增减性和二次函数的对称性及增减性,确定某范围内函数的最大或最小值、求两线段和的最小值问题(运用三角形两边之和小于第三边基本图形解析:
1 ?在一条直线m上,求一点P,使PA+PB最小;
(1 )点A、B在直线m两侧: (2 )点A、B在直线同侧:
■■ m
A'
二、求两线段差的最大值问题(运用三角形两边之差小于第三边)基本图形解析:
1、在一条直线m上,求一点P,使PA与PB的差最大;
(1 )点A、B在直线m同侧:
(1) 解析:延长AB交直线m于点P,根据三角形两边之差小于第三边,P' A —P' B v AB ,
而PA—PB=AB此时最大,因此点P为所求的点
(2) 点A、B在直线m异侧:
A
?x
\B'
\
m
P' P
(2)解析:过B作关于直线m的对称点B',连接AB '交点直线m于P,此时PB=PB ',
PA-PB最大值为AB '
一、应用两点间线段最短的公理(含应用三角形的三边关系)求最值
1.(贵港)如图所示,在边长为2的正三角形ABC中,E、F、G分别为AB、AC、BC的中点, 点P为线段EF上一个动点,连接BP、GP,则△ BPG的周长的最小值是__________________ .
3. (贵港)如图,MN为。O的直径,A、B是0上的两点,过A作AC丄MN于点C,
过B作BD丄MN 于点D,P为DC上的任意一点,若MN = 20,AC = 8,BD = 6,贝U PA+ PB的
最小值是
4 .如图,已知直线a // b ,且a 与b 之间的距离为4,点A 到直线a 的距离为2 ,
点B 到直线b 的距离为3,.试在直线a 上找一点M ,在直线b 上找一点N ,
满足MN 丄a 且AM+MN+NB 的长度和最短,则此时 AM+NB= (
)
A . 6 B.8 C.10 D.12 3.(乐山)如图,△ ABC 中,/ C=90 °,AC=BC=4,D 是A
B 中点,E 、F 分别在A
C 、BC 边上 运动(点E 不与点A 、C 重合),且AE=CF ,连接DE 、DF 、EF .在此运动变化的过程中,有下列 结论: ①厶DFE 是等腰直角三角形;②四边形CEDF 不可能为正方形;
③四边形CEDF 的面积随点E 位置的改变而发生变化;④点C 到线段EF 的最大距离为.■:. 其中正确结论的个数是【 】 A . 1个 B . 2个 C . 3个 D . 4个
4. (自贡)如图,在菱形 ABCD 中,AB=4,/ BAD=120 ° ,△ AEF 为正三角形,
点E 、F 分别在菱形的边BC . CD 上滑动,且E 、F 不与B . C . D 重合.
(1 )证明不论E 、F 在BC . CD 上如何滑动,总有 BE=CF ;
(2)当点E 、F 在BC . CD 上滑动时,分别探讨四边形 AECF 和厶CEF 的面积是否发生变化?
二、应用垂线段最短的性质求最值:
1.(四川)如图,A (-1,0),点B 在直线y
x 上运动,当线段AB 最短时, B 的坐标为【
】
C.(二,
2 2) D.( 2 2 2、 )
2 2 2.(莱芜)在厶ABC 中,AB = AC = 5,BC = 6 .若点P 在边AC 上移动,则 BP 的最小值是
如果不变,求出这个定值;如果变化,求出最大(或最小)值.
12cm 、底面周长为18cm ,在杯内离杯底4cm 的点C 处有一
滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿
4cm 与蜂蜜相对的点A 处,则蚂蚁到达蜂蜜的最 短距离为
cm .
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蚂蚁丄
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羞 四、应用一次函数、二次函数求最值:
1 .某校运动会需购买A 、B 两种奖品.若购买A 种奖品3件和B 种奖品2件,共需60元; 若购买A 种奖品5件和B 种奖品3件,共需95元.
(1 )求A 、B 两种奖品单价各是多少元?
(2)学校计划购买A 、B 两种奖品共100件,购买费用不超过1150元,
且A 种奖品的数量不大于B 种奖品数量的3倍.设购买A 种奖品m 件,购买费用为 W 元,
写出W (元)与m (件)之间的函数关系式,求出自变量m 的取值范围,并确定最少费用 W 的值. 2?端午节期间,某校“慈善小组”筹集到1240元善款,全部用于购买水果和粽子,然后到福利院 送给老人,决定购买大枣粽子和普通粽子共 20盒,剩下的钱用于购买水果,要求购买水果的钱数 不少于180元但不超过240元.已知大枣粽子比普通粽子每盒贵 15元,若用300元恰好可以买到2 盒大枣粽子和4盒普通粽子.
(1 )请求出两种口味的粽子每盒的价格;
1.(青岛)如图,圆柱形玻璃杯高为 三、应用轴对称的性质求最
(2)设买大枣粽子x 盒,买水果共用了 w 元.
请求出w 关于x 的函数关系式;
求出购买两种粽子的可能方案,并说明哪一种方案使购买水果的钱数最多.
3.(自贡)正方形ABCD 的边长为1cm , M 、N 分别是BC. CD 上两个动点,且始终保持 AM 丄MN ,
两个等腰直角三角形△ ACD 和厶BCE ,那么DE 长的最小值是
5. (宁夏)在矩形ABCD 中,AB=2 , AD=3,P 是BC 上的任意一点(P 与B 、C 不重合),
过点P 作AP I PE ,垂足为P ,PE 交CD 于点E.
⑴连接AE ,当△ APE 与厶ADE 全等时,求BP 的长;
(2) 设BP 为x , CE 为y ,试确定y 与x 的函数关系式。当x 取何值时,y 值最大?最大值是多少?
(3) 若PE // BD ,试求出此时BP 的长.
6. (湖南)如图,A (8 , 0)、B (0, 6),点P 由点B 出发沿BA 方向向点A 作匀速直线运动, 速度为每秒3个单位长度,点Q 由A 出发沿AO (O 为坐标原点)方向向点0作匀速直线运动,
10
速度为每秒2个单位长度,连接PQ ,若设运动时间为t (0 v t v 10 )秒?解答如下问题: 3
(1 )当t 为何值时,PQ // BO ?
cm 2
AC 、BC 为斜边在AB 的同侧作
(2)设厶AQP 的面积为S ,
① 求S 与t 之间的函数关系式,并求出 S 的最大值;
② 若我们规定:点P 、Q 的坐标分别为(x i , y i ),(X 2, y 2),
则新坐标(X 2 - x i , y 2 - y i )称为“向量PQ ”的坐标.当S 取最大值时,求
7. (宜宾)如图,在△ ABC 中,已知 AB=AC=5 , BC=6,且△ ABCDEF ,将△ DEF 与厶ABC 重合在一起,A ABC 不动,A ABC 不动,△ DEF 运动,并满足:点E 在边BC 上沿B 到C 的方向 运动,且DE 、始终经过点A , EF 与AC 交于M 点.
(1)求证:△ ABEECM ;
(2)探究:在厶DEF 运动过程中,重叠部分能否构成等腰三角形?若能,求出
BE 的长;若不能,
请说明理由;
(3) 当线段AM 最短时,求重叠部分的面积. 8. (南充)在Rt △ POQ 中,0P=0Q=4,M 是PQ 中点,把一三角尺的直角顶点放在点 M 处,以 M 为旋转中心,旋转三角尺,三角尺的两直角边与 △ POQ 的两直角边分别交于点A 、B ,
(1)求证:MA=MB
⑵连接AB ,探究:在旋转三角尺的过程中,△ AOB 的周长是否存在最小值,若存在,求出最小值,
向量PQ ”的坐标
.
二次函数与几何图形结合 ---探究面积最值问题 〖方法总结〗: 在解答面积最值存在性问题时,具体方法如下: ①根据题意,结合函数关系式设出所求点的坐标,用其表示出所求图形的线段长; ②观察所求图形的面积能不能直接利用面积公式求出,若能,根据几何图形面积公式得到点的坐标或线段长关于面积的二次函数关系式,若所求图形的面积不能直接利用面积公式求出时,则需将所求图形分割成几个可直接利用面积公式计算的图形,进行求解; ③结合已知条件和函数图象性质求出面积取最大值时的点坐标或字母范围。 (2014?达州)如图,在平面直角坐标系中,己知点O(0,0),A(5,0),B(4,4). (1)求过O、B、A三点的抛物线的解析式. (2)在第一象限的抛物线上存在点M,使以O、A、B、M为顶点的四边形面积最大,求点M的坐标. (3)作直线x=m交抛物线于点P,交线段OB于点Q,当△PQB为等腰三角形时,求m的值.
(2014自贡)如图,已知抛物线c x ax y +- =232与x 轴相交于A 、B 两点,并与直线221-=x y 交于B 、C 两点,其中点C 是直线22 1-=x y 与y 轴的交点,连接AC . (1)求抛物线的解析式; (2)证明:△ABC 为直角三角形; (3)△ABC 内部能否截出面积最大的矩形DEFG ?(顶点D 、E 、F 、G 在△ABC 各边上)若能,求出最大面积;若不能,请说明理由.
(2014黔西南州)(16分)如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣3,0)、B(1,0)、C(0,3)三点,其顶点为D,连接AD,点P是线段AD上一个动点(不与A、D重合),过点P作y轴的垂线,垂足点为E,连接AE. (1)求抛物线的函数解析式,并写出顶点D的坐标; (2)如果P点的坐标为(x,y),△PAE的面积为S,求S与x之间的函数关系式,直接写出自变量x的取值范围,并求出S的最大值; (3)在(2)的条件下,当S取到最大值时,过点P作x轴的垂线,垂足为F,连接EF,把△PEF沿直线EF折叠,点P的对应点为点P′,求出P′的坐标,并判断P′是否在该抛物线上.
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。将已有的不规则图形经过分割后得到几个规则图形 2)再分别表示出分割后的几个规则图形面积,求和 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 或1)利用大减小,不规则图形的面积可由规则的图形面积减去一个或几个规则小图形的面积来得到
二次函数中几何的最值问题 一、解答题 1、如图,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点坐标分别为A(-2,0)、B (6,0)、C(0,-2),抛物线y=a+bx+c(a≠0)经过A、B、C三点。 (1)求直线AC的解析式; (2)求此抛物线的解析式; (3)若抛物线的顶点为D,试探究在直线AC上是否存在一点P,使得△BPD的周长最小,若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由。 2、如图,已知抛物线y=-+mx+3与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点B的坐标为(3,0)。 (1)求m的值及抛物线的顶点坐标; (2)点P是抛物线对称轴l上的一个动点,当PA+PC的值最小时,求点P的坐标。
3、如图,二次函数y=a+bx的图象经过点A(2,4)与B(6,0). (1)求a,b的值; (2)点C是该二次函数图象上A,B两点之间的一动点,横坐标为x(2<x<6),写出四边形OACB的面积S关于点C的横坐标x的函数表达式,并求S的最大值。 4、如图,抛物线y=+bx+c(a、b、c为常数,a≠0)经过点A(﹣1,0),B(5,﹣6),C(6,0). (1)求抛物线的解析式; (2)如图,在直线AB下方的抛物线上是否存在点P使四边形PACB的面积最大若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由; (3)若点Q为抛物线的对称轴上的一个动点,试指出△QAB为等腰三角形的点Q 一共有几个并请求出其中某一个点Q的坐标.
5、如图,长方形OABC的OA边在x轴的正半轴上,OC在y轴的正半轴上,抛物线y=+bx经过点B(1,4)和点E(3,0)两点. (1)求抛物线的解析式; (2)若点D在线段OC上,且BD⊥DE,BD=DE,求D点的坐标; (3)在条件(2)下,在抛物线的对称轴上找一点M,使得△BDM的周长为最小,并求△BDM周长的最小值及此时点M的坐标; (4)在条件(2)下,从B点到E点这段抛物线的图象上,是否存在一个点P,使得△PAD的面积最大若存在,请求出△PAD面积的最大值及此时P点的坐标;若不存在,请说明理由. 6、如图,抛物线y=-3x+与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,点D是直线BC下方抛物线上一点,过点D作y轴的平行线,与直线BC相交于点E (1)求直线BC的解析式; (2)当线段DE的长度最大时,求点D的坐标。
二次函数最值问题专题资料
名校冲刺班一题80问(最值篇) 01、如图,二次函数212124 y x x =-++与x 轴交于B C 、两点,与y 轴交于D 点,对称轴为直线l . (1)若E 为l 上一动点,求DE BE +的最小值,并求出此时E 点的坐标; (2)若E 为l 上一动点,求DE EC -的最大值,并求出此时E 点的坐标; (3)若K 为直线CD 上一动点,求BK OK +的最小值,并求出此时K 点坐标; (4)若F N 、分别为直线CD 、x 轴上的动点,求DN FN BF ++的最小值,并求出此时F N 、的坐标;
(5)若R 为y 轴上一点,满足CR BD ⊥,S T 、为直线CD 上的动点,且满足2ST =,求 RS ST TO ++的最小值,并求出此时tan TOC ∠的值; (6)若M 点从C 点出发,以1个单位每秒的速度运动到y 轴,再以10个单位每秒的速度 沿着y 轴运动到D 点,求从C 点到D 点的最短时间; (7)若一点从O 点出发以1个单位每秒的速度先到达直线BD 上一点Z ,再从Z 到达y 轴 上一点K ,求整个过程的最短时间; (8)E 为对称轴与x 轴的交点,从E 出发以1个单位每秒的速度运动到直线CD 上一点F , 再从F 运动到y 轴,求整个运动过程的最短时间;
(9)如图,Q 为一象限抛物线上一点,过Q 作y 轴平行线交线段CD 于R ,求线段QR 的 最大值; (10)如图,Q 为一象限抛物线上一点,过Q 作QS 垂直于直线CD ,求QS 的最大值; (11)如图,Q 为一象限抛物线上一点,连接BQ 交直线CD 于点R ,求QR BR 的最大值; (12)如图,Q 为一象限抛物线上一点,求DQC 面积的最大值;
绝对值的几何意义 【考纲说明】 1、 理解绝对值的几何意义,了解绝对值的表示法,会计算有理数的绝对值; 2、 能够利用数形结合思想来理解绝对值的几何意义,根据绝对值的意义及性质进行简单应用。 【趣味链接】 正式篮球比赛所用球队质量有严格的规定,下面是6个篮球的质量检测结果,用正数记超过规定质量的克数,用负数记不足规定质量的克数,检测结果为:-20,+10、+12、-8、-11 请指出那个篮球的质量好一些,并用绝对值的知识进行说明。 【知识梳理】 1、绝对值的定义:在数轴上,一个数所对应的点与原点的距离称为该数的绝对值,记作|a|。 2、绝对值的性质: (1) 绝对值的非负性,可以用下式表示:|a|≥0,这是绝对值非常重要的性质; a (a >0) (2) |a|= 0 (a=0) (代数意义) -a (a <0) (3) 若|a|=a ,则a≥0;若|a|=-a ,则a≤0; (4) 任何一个数的绝对值都不小于这个数,也不小于这个数的相反数,即|a|≥a , 且|a|≥-a ; (5) 若|a|=|b|,则a=b 或a=-b ;(几何意义) (6) |ab|=|a|·|b|;|b a |=| |||b a (b≠0); (7) |a|2=|a 2|=a 2 ; (8) |a+b|≤|a|+|b| |a -b|≥||a|-|b|| |a|+|b|≥|a+b| |a|+|b|≥|a -b|