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第三章 函数
重难点03 二次函数的最值问题
(2种命题预测+19种题型汇总+专题训练+10种解题方法)
【题型汇总】
类型一 代数最值
题型01 定轴定区间最值问题
解题方法:对于二次函数在m≤x≤n上的最值问题(其中 a、b、c、m和n均为定值,表示y的最大值,表示y的最小值.
1)若自变量x为全体实数,如图①,函数在x=−b2a时,取到最小值,无最大值.
2)若m≤−b2a≤n,n+b2a>−b2a−m时,如图②,当,当
3) 若m≤−b2a≤n,n+b2a<−b2a−m时,如图③,当,当
4) 若m≤x≤n<−b2a时,如图④,当,当
5) 若−b2a<m≤x≤n时,如图⑤,当,当
1.(2023·辽宁大连·中考真题)已知抛物线y=x2−2x−1,则当0≤x≤3时,函数的最大值为( )
A.−2 B.−1 C.0 D.2
2.(2024·山东济宁·一模)已知二次函数y=ax2−6ax+6a,若当2≤x≤5时,y的最大值是3,则a的值为 .
3.(2023·江苏宿迁·模拟预测)已知二次函数y=ax−22+aa<0,当−4≤x≤1时,y的最小值为−74,则a的值为 .
4.(2020·浙江杭州·模拟预测)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A−1,0、B3,0、C4,5三点.
(1)求抛物线解析式;
(2)当−2<x<2时,求函数值y的范围;
题型02 利用对称轴与图像解决图系关系问题
解题方法:开口方向不确定时,先讨论开口方向;
1)开口向上时,离对称轴越近,函数值越小,离对称轴越远,函数值越大;
2)开口向下时,离对称轴越近,函数值越大,离对称轴越远,函数值越小。
5.(2024·安徽淮南·三模)已知二次函数y=ax2−2ax−3aa≠0.
(1)若a=−1,则函数y的最大值为 .
(2)若当−1≤x≤4时,y的最大值为5,则a的值为 .
6.(2024·浙江温州·三模)已知二次函数y=a(x−2)2−a(a≠0),当−1≤x≤4时,y的最小值为−4,则a的值为( )
A.12或4 B.4或−12 C.−43或4 D.−12或43
7.(2022·广西贺州·中考真题)已知二次函数y=2x2−4x−1在0≤x≤a时,y取得的最大值为15,则a的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
题型03 定轴动区间最值问题(区间有一端不确定)
解题方法:对于二次函数中含有参数,对称轴不确定,要求在定区间m≤x≤n条件下函数的最值,那么就需要分别讨论对称轴x=−b2a,相对于区间m≤x≤n的位置:
1)轴在区间左侧:如图①,当−b2a<m,对称轴在区间的左侧,那么在区间内,y随着x的增大而增大,所以,当x=m时,y取值最小值;当x=n时,y取得最大值.
2)轴在区间中间:如图②③,当m≤−b2a≤n,对称轴在区间中间,那么在区间内,y值先随着x的增大而减小,又随着x的增大而增大,所以,当x=−b2a时,y取得最小值,m、n两个数谁离对称轴远,就在谁处取得最大值,或者把x=m时的y值和 x=n时的y值计算出来并进行比较,谁大谁就是最大值.
3)轴在区间右侧:如图④,当−b2a>m,对称轴在区间的右侧,那么在区间内,y随着x的增大而减小,所以,当x=m时,y取值最大值;当x=n时,y取得最小值.
8.(2022·四川资阳·中考真题)如图是二次函数y=ax2+bx+c的图象,其对称轴为直线x=−1,且过点(0,1).有以下四个结论:①abc>0,②a−b+c>1,③3a+c<0,④若顶点坐标为(−1,2),当m≤x≤1时,y有最大值为2、最小值为−2,此时m的取值范围是−3≤m≤−1.其中正确结论的个数是( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
9.(2023·吉林长春·模拟预测)已知二次函数y=ax2+4ax−4(a>0),当m<x≤0时,函数y值的最大值为−4,则m的取值范围 .
10.(2022·吉林长春·中考真题)已知二次函数y=−x2−2x+3,当a⩽x⩽12时,函数值y的最小值为1,则a的值为 .
11.(2022·浙江绍兴·中考真题)已知函数y=−x2+bx+c(b,c为常数)的图象经过点(0,﹣3),(﹣6,﹣3).
(1)求b,c的值.
(2)当﹣4≤x≤0时,求y的最大值.
(3)当m≤x≤0时,若y的最大值与最小值之和为2,求m的值.
题型04 定轴动区间最值问题(区间有两端不确定)
12.(2024·浙江温州·三模)已知二次函数y=−x2−2x+2,当m≤x≤m+2时,函数y的最大值是3,则m的取值范围是( )
A.m≥−1 B.m≤2 C.−3≤m≤−1 D.0≤m≤2
13.(2021·浙江嘉兴·中考真题)已知二次函数y=−x2+6x−5.
(1)求二次函数图象的顶点坐标;
(2)当1≤x≤4时,函数的最大值和最小值分别为多少?
(3)当t≤x≤t+3时,函数的最大值为m,最小值为n,m-n=3求t的值.
14.(2024·贵州六盘水·二模)已知二次函数图象的顶点坐标为1,−4,且图象经过点3,0,0,−3.
(1)求二次函数的表达式
(2)将二次函数的图象向右平移mm>0个单位,图象经过点1,−154,求m 的值;
(3)在由(2)平移后的图象上,当n−2≤x≤n+1时,函数的最小值为−3,求n的值.
15.(2024·云南昆明·一模)已知抛物线y=2a−3x2+4a+2x+a−5(实数a为常数)的对称轴为直线x=3.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)记x在某个范围时,函数y的最大值为m,最小值为n,当t≤x≤t+3时,则m−n=3t,求t的值.
题型05 动轴定区间
16.(2024·安徽池州·模拟预测)已知关于x的函数y=−x2+2mx+9.
(1)当m=3时,该二次函数图象的顶点坐标为 ;
(2)当−1≤x≤3时,函数有最小值m2,则m的值为 .
17.(2024·陕西咸阳·模拟预测)已知二次函数y=−x2+2ax−a2+2(a为常数,且a≠0),当−3≤x≤1时,函数的最大值与最小值的差为9,则a的值为( )
A.-6 B.4 C.−6或0 D.0或−2
18.(2024·浙江嘉兴·一模)已知二次函数y=x2+bx+c(b,c为常数且b>0,c<0),当−5≤x≤0时,−11≤y≤5,则c的值为 .
题型06 动轴动区间的最值问题
19.(2024·云南昭通·二模)已知关于x的二次函数y=−x2+2mx+n(m,n为常数).
(1)若m+n=1,试说明该函数图象与x轴必有两个不同的交点;
(2)若m−1≤x≤m+k(k>0)时,函数的最大值为p,最小值为q,且p−q=3k,求k的值.
20.(21-22九年级下·吉林长春·阶段练习)在平面直角坐标系中,已知二次函数y=x2+mx+2m(m为常数,m<0),若对于任意的x满足m≤x≤m+2,且此时x所对应的函数值的最小值为12,则m= .
题型07 动轴动区间参数取值范围问题
21.(24-25九年级上·北京丰台·期中)在平面直角坐标系xOy中,点Px1,y1,Qx2,y2为抛物线y=ax2−2aℎx+aℎ2+1a≠0上的两点.
(1)当ℎ=1时,求抛物线的对称轴;
(2)若对于0≤x1≤2,ℎ+4≤x2≤ℎ+5都有y1≥y2,求h的取值范围.
22.(22-23九年级上·北京·期中)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=−x2+2nx−n2−n.
(1)求抛物线的顶点坐标(用含n的代数式表示);
(2)点Px1,y1,Qx2,y2在抛物线上,其中n−2≤x1≤n+1,x2=3−n.
①若y1的最大值是2,求y1的最小值;
②若对于x1,x2,都有y1≥y2,直接写出n的取值范围.
类型二 几何最值问题
题型01 二次函数中的线段最值问题
平行于坐标轴的线段的最值问题,常常用线段两端点的坐标差表示线段长对应的函数表达式,然后运用二次函数的性质求最值.解决这类问题的关键如下:
①确定线段长对应的函数表达式,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;
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;
②确定函数的最值,注意函数自变量的取值范围.
注意:单线段最值求解时一定要保证线段是非负的.
1)铅垂线段的求法-横坐标相同
23.(2024·内蒙古乌海·一模)如图,在平面直角坐标系中,直线y=−3x−3与x轴交于点A,与y轴交于点C.抛物线y=x2+bx+c经过A、C两点,且与x轴交于另一点B(点B在点A右侧).
(1)求抛物线的解析式;
(2)设该抛物线的顶点为点H,求△BCH的面积;
(3)若点M是线段BC上一动点,过点M的直线ED平行y轴交x轴于点D,交抛物线于点E,求ME长的最大值及点M的坐标;
(4)在(3)的条件下:当ME取得最大值时,在x轴上是否存在这样的点P,使得以点M、点B、点P为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
24.(2024·山西·二模)如图,抛物线y=−13x2+43x+4与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连接BC.
(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出线段BC所在直线的函数表达式;
(2)点P是线段BC上方抛物线上的一个动点,过点P作PM⊥x轴于点M,交BC于点N求线段PN长的最大值.
25.(2024·内蒙古呼伦贝尔·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+ca≠0的图像经过原点和点A4,0.经过点A的直线与该二次函数图象交于点B1,3,与y轴交于点C.
(1)求二次函数的解析式及点C的坐标;
(2)点P是二次函数图象上的一个动点,当点P在直线AB上方时,过点P作PE⊥x轴于点E,与直线AB交于点D,设点P的横坐标为m.
①m为何值时线段PD的长度最大,并求出最大值;
②是否存在点P,使得△BPD与△AOC相似.若存在,请求出点P坐标;若不存在,请说明理由.
2)水平相等的求法-纵坐标相同
26.(2024·江西九江·二模)已知一次函数y=−12x+m2+1与二次函数y=−x−m2+m2+1(m为常数)的图象在同一平面直角坐标系中.
(1)当 m=0时,求两个函数图象的交点坐标.
(2)如果两个函数图象没有交点,求m的取值范围.
(3)如图,当 m=−1时,点P和点Q分别是两个函数图象上的任意一点.
①当PQ∥y轴时,求PQ 的最小值;
②当PQ∥x轴时,求 PQ的最小值.
27.(23-24九年级下·重庆·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx−3(a≠0)过点A−1,0、B3,0,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式:
(2)点P为第四象限内抛物线上一动点,过点P作PE∥x轴交直线BC于E,F为直线BC上一点,且∠FPE=∠CAB,求EF的最大值及此时点P的坐标:
(3)在(2)问的前提下,在抛物线对称轴上是否存在点M,使∠BMP的度数最大,若存在,请写出M点的坐标,并做详细解答.
28.(2023·内蒙古·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=−x2+bx+c与x轴的交点分别为A和B1,0(点A在点B的左侧),与y轴交于点C0,3,点P是直线AC上方抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,过点P作x轴平行线交AC于点E,过点P作y轴平行线交x轴于点D,求PE+PD的最大值及点P的坐标;
(3)如图2,设点M为抛物线对称轴上一动点,当点P,点M运动时,在坐标轴上确定点N,使四边形PMCN为矩形,求出所有符合条件的点N的坐标.
3)斜线段的求法-化斜为直
29.(2024·安徽芜湖·三模)如图,抛物线y=ax2+bx+3与坐标轴分别交于点A,B,C,连接AC,已知抛物线的对称轴为直线x=34,OA=3.
(1)求a,b的值.
(2)若点D在线段AB上,过点D作DE∥AC,交抛物线y=ax2+bx+3于点E,求线段DE的最大值.
(3)若点D在x轴上,点E在抛物线上,当A,D,E,C为平行四边形的四个顶点时,求点D的坐标.
30.(2024·山东日照·二模)如图,抛物线y=ax2+bx−4a≠0与x轴交于点A,B−1,0,与y轴交于点C,且OA=OC,点Dm,0是线段OA上一动点,过点D作DP⊥x轴交直线AC于点E,交抛物线于点P,连接CP.
(1)求抛物线的解析式:
(2)过点P作PQ⊥AC,垂足为Q,求出PQ的最大值;
(3)试探究在点D的运动过程中,是否存在点P,使得△CPE为直角三角形,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
31.(2024·甘肃临夏·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线y=−x2+bx+c与x轴交于A−1,0,B3,0两点,与y轴交于点C,作直线BC.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图1,点P是线段BC上方的抛物线上一动点,过点P作PQ⊥BC,垂足为Q,请问线段PQ是否存在最大值?若存在,请求出最大值及此时点P的坐标;若不存在请说明理由.
(3)如图2,点M是直线BC上一动点,过点M作线段MN∥OC(点N在直线BC下方),已知MN=2,若线段MN与抛物线有交点,请直接写出点M的横坐标xM的取值范围.
4)距离最值问题
32.(2024·湖南娄底·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+x+c经过A−2,0,B0,4两点,直线x=3与x轴交于点C,与抛物线交于点G.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在线段OC上是否存在点F,使得∠BFG是直角?若存在,求出点F的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)点Pm,n为抛物线上的动点,0<m<3,过P作x轴的垂线交直线BC于点D,求当P点到直线BC的距离最大时m的值.
33.(2024·山西晋中·二模)综合与探究
如图,直线y=−12x+2与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=−12x2+bx+c经过B、C两点,与x轴另一个交点为点A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为第一象限抛物线上一动点,请你确定一点P,使点P到直线BC的距离最大,求出点P的坐标及点P到直线BC的距离最大值;
(3)在(2)的结论下,此抛物线上是否存在点Q,使得以点Q、B、C为顶点的三角形与△PBC面积相等?若存在,请直接写出符合的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
5)线段比最值问题
34.(2022·江苏宿迁·二模)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴分别交于A−2,0、B6,0两点,与y轴交于点C0,4,顶点为点G,连接AC、BC,点P为直线BC上方抛物线上一动点,连接AP交BC于点M.
(1)求抛物线的函数表达式及顶点G的坐标;
(2)当PMAM的值最大时,求点P的坐标及PMAM的最大值;
(3)如图2,在(2)的条件下,EF是此抛物线对称轴上长为2的一条动线段(点E在点F上方),连接CE、AF,当四边形ACEF周长取最小值时,求点E的坐标;在此条件下,以点G、E、H、P为顶点的四边形为平行四边形,直接写出点H的坐标.
35.(2024·山东济宁·一模)已知抛物线y=ax2+bx+ca≠0与x轴交于A−2,0,B6,0两点,与y轴交于点C0,−3.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,在对称轴上是否存在点D,使△BCD是以BC直角边的直角三角形?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,点P在直线BC下方的抛物线上,连接AP交BC于点M,当PMAM最大时,请直接写出点P的坐标.
题型02 二次函数线段和、差最值
1)线段和最小问题
图形
条件
如图,A,B两定点分布在直线m两侧,点D为直线上一动点,求AD+BD的最小值.
如图,A,B两定点分布在直线m同侧,点D为直线上一动点,求AD+BD的最小值.
结论
当A,D,B三点共线时,AD+BD取得最小值,最小值为AB的长.
当A,D,B'三点共线时,AD+BD取得最小值,最小值为AB'的长.
36.(2024·江苏扬州·二模)如图,抛物线y=−x2+bx+c经过A−1,0,C0,3两点,并交x轴于另一点B,点M是抛物线的顶点,直线AM与轴交于点D.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点H是抛物线对称轴上一动点,分别连接AH、DH,求AH+DH的最小值.
37.(2024·宁夏银川·一模)如图1,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于B,C−2,0两点,与y轴交于点A,顶点坐标为1,−94.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点Q是抛物线对称轴l上一点,当AQ+CQ的值最小时,求出点Q的坐标及AQ+CQ的最小值;
(3)如图2,若点P是直线AB下方抛物线上的一动点,过点P作x轴的平行线交AB于点K,过点P作y轴的平行线交x轴于点D,求12PK+PD的最大值及此时点P的坐标.
38.(2023·山东枣庄·中考真题)如图,抛物线y=−x2+bx+c经过A(−1,0),C(0,3)两点,并交x轴于另一点B,点M是抛物线的顶点,直线AM与y轴交于点D.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点H是x轴上一动点,分别连接MH,DH,求MH+DH的最小值;
(3)若点P是抛物线上一动点,问在对称轴上是否存在点Q,使得以D,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形?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.
2)线段差最大问题
图形
条件
如图,A,B两点分布在直线m同侧,点D为直线m
上一动点,求|AD-BD|的最大值.
如图,A,B两点分布在直线m两侧,点D为直线m
上一动点,求|AD-BD|的最大值.
结论
当A,B,D三点共线时,|AD-BD|取得最大值,最大值为AB的长
当A、B'、D三点共线时,|AD-BD|取得最大值,最大值为AB'的长
39.(2024·安徽滁州·二模)已知,在平面直角坐标系内,抛物线 y=ax²+2x+c交x 轴于A,B 两点,交 y轴于点C,且A(−1,0),B(3,0).
(1)求抛物线与直线AC的解析式;
(2)点 P在抛物线的对称轴上,且使得PA−PC的值最大,过对称轴上的另一点Q任作与x轴不平行的直线l,交抛物线于点 M,N,若△PMN的内心始终在抛物线的对称轴上,求点Q的坐标;
(3)在(2)的条件下,已知点 D是线段AC上(不含端点A,C)的一个动点,过点 D 作直线DEAB,交直线l于点E,过点E作EF⊥AB,垂足为点 F,求线段DF的最小值.
40.(2023·内蒙古兴安盟·一模)如图,已知直线y=12x+1与y轴交于点A,与x轴交于点D,抛物线y=12x2+bx+1与直线交于A、E两点,与x轴交于B、C两点,且线段OA=OB.(注:抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为x=−b2a)
(1)求该抛物线的解析式;
(2)动点P在x轴上移动,当△PAE是直角三角形时,求点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上找一点M,使AM−CM的值最大,求点M的坐标.
41.(2023·湖北恩施·二模)如图,已知直线y=−2x+4分别交x轴、y轴于点B.抛物线过A,B两点. P是线段AB上一动点,过点P作PC⊥x轴于点C,交抛物线于点D.
(1)若抛物线的顶点M的坐标为12,92,其对称轴交AB于点N.
①求抛物线的解析式.
②在抛物线的对称轴上找一点Q,使AQ−BQ的值最大,试求出点Q的坐标.
③是否存在点P,使四边形MNPD为平行四边形?若存在,求出此时点P的坐标.
(2)当点P的横坐标为1时,是否存在这样的抛物线,使得以B,P,D为顶点的三角形与△AOB相似?若存在,直接写出满足条件的抛物线的解析式;若不存在,请说明理由.
题型03 二次函数周长最值问题
无论是线段和的最小值或是周长的最小值,还是两条线段差的最大值等,解决该类问题的最基本依据就是“两点之间,线段最短”,基本模型就是最短路径问题,即“将军饮马问题”.解题方法就是通过轴对称作出对称点加以解决,若需要三边和最小,则需过两定点(即已知定长线段的两顶点)分别作出关于x轴与y的对称点,从而将三边转化到同一条直线上.
42.(2024·安徽阜阳·一模)如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A−1,0,B3,0两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上找一点 P,使△PAC的周长最小,求△PAC的周长的最小值及此时点P的坐标;
(3)若M为抛物线在第一象限内的一动点,求出四边形OCMB的面积的最大值及此时点M的坐标.
43.(2024·安徽合肥·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,直线y=kx与抛物线y=ax2+c交于A8,6,B两点,点B的横坐标为−2.
(1)求直线AB和抛物线的解析式;
(2)点P是直线AB下方的抛物线上一动点(不与点A、B重合),过点P作x轴的平行线,与直线AB交于点C,连接PO,设点P的横坐标为m;
①若点P在x轴上方,当m为何值时,△POC是等腰三角形;
②若点P在x轴下方,设△POC的周长为p,求p关于m的函数关系式,当m为何值时,△POC的周长最大,最大值是多少?
44.(2024·宁夏银川·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=12x2+bx+c与直线AB交于点A0,−4,B4,0.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)如图①,若点H是抛物线的顶点,在x轴上存在一点G,使△AHG的周长最小,求此时点G的坐标.
(3)如图②,点P为直线AB下方抛物线上的一动点,过点P作PM⊥AB交AB于点M,过点P作y轴的平行线交x轴于点N,求2PM+PN的最大值及此时点P的坐标.
45.(2024·甘肃天水·二模)如图,已知抛物线y=−x2+px+q的对称轴为直线x=−3,与y轴交于点Q,过其顶点M的一条直线y=ax+t与该抛物线的另一个交点为N−1,1.
(1)求抛物线的解析式.
(2)求△QMN的面积.
(3)在x轴上确定一点P,使△PMN的周长最小,并求出此时△PMN的面积.
题型04 二次函数面积最值问题
解题思路:
1.设动点P的坐标为,过点P做辅助线;
2.利用水平宽铅锤高、割补法等,写出面积表达式(一般为二次函数的形式);
3.写出表示面积的二次函数的顶点式,求出最值,即可得到三角形面积的最大值.
46.(2024·江苏徐州·中考真题)如图,A、B为一次函数y=−x+5的图像与二次函数y=x2+bx+c的图像的公共点,点A、B的横坐标分别为0、4.P为二次函数y=x2+bx+c的图像上的动点,且位于直线AB的下方,连接PA、PB.
(1)求b、c的值;
(2)求△PAB的面积的最大值.
47.(2024·海南·中考真题)如图1,抛物线y=−x2+bx+4经过点A−4,0、B1,0,交y轴于点C0,4,点P是抛物线上一动点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)当点P的坐标为−2,6时,求四边形AOCP的面积;
(3)当∠PBA=45°时,求点P的坐标;
(4)过点A、O、C的圆交抛物线于点E、F,如图2.连接AE、AF、EF,判断△AEF的形状,并说明理由.
48.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)如图,二次函数y=12x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为−1,0,点C的坐标为0,−3,连接BC.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)点P是抛物线在第四象限图象上的任意一点,当△BCP的面积最大时,BC边上的高PN的值为______.
49.(2022·天津滨海新·二模)已知:抛物线y=−13x2+bx+c(b,c为常数),经过点A(-2,0),C(0,4),点B为抛物线与x轴的另一个交点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为直线BC上方抛物线上的一个动点,当△PBC的面积最大时,求点P的坐标;
(3)设点M,N是该抛物线对称轴上的两个动点,且MN=2,点M在点N下方,求四边形AMNC周长的最小值.
题型05 将军饮马最值问题
图示
如图,点D为直线上一动点,求AD+BD的最小值.
如图,点M,N分别为m1,m2上的动点,点P为定点,求PM+PN+MN的最小值.
如图,点C,D分别为OM,ON上的动点,点A,B为∠MON内的两个定点,求AC+CD+BD+AB的最小值.
解题策略
做B点关于直线m的对称点B',连接DB',根据轴对称的性质,可知DB'=DB,所以,AD+BD=AD+DB'≥AB',当且仅当A、D、B'三点共线时,AD+BD取得最小值,最小值为AB'的距离.
做点P关于m1,m2的对称点P',P'',那么当P',M,N,P''四点共线时,PM+PN+MN取得最小值,最小值为的距离.
做A点关于OM的对称点A',做B点关于ON的对称点B',当A',C,D,B'四点共线时,AC+CD+BD取得最小值,最小值为A'B'的长.所以,AC+CD+BD+AB的最小值就是A'B'+AB.
1)单对称
50.(22-23九年级上·全国·单元测试)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=−12x2+2x+2的图象与x轴、y轴分别交于A、B、C三点,点D是其顶点,若点P是x轴上一个动点,则CP+DP的最小值为 .
51.(2023·四川泸州·二模)如图,抛物线y=−x2−3x+4与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,若点D为抛物线上一点且横坐标为−3,点E为y轴上一点,点F在以点A为圆心,2为半径的圆上,则DE+EF的最小值 .
2)多对称
52.(2023·陕西西安·三模)如图,抛物线y=﹣x2+2x+3交x轴于A,B两点,交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,点C关于抛物线的对称轴的对称点为E,点G,F分别在x轴和y轴上,则四边形EDFG周长的最小值为 .
53.(2021·黑龙江大庆·中考真题)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于除原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为2,1.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=−2的距离总相等.
①证明上述结论并求出点F的坐标;
②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.证明:当直线l绕点F旋转时,1MF+1NF是定值,并求出该定值;
(3)点C3,m是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P,Q的坐标.
3)将军遛马
54.(2024·吉林长春·三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2−4x+3与y轴交于点A,与x轴的一个交点为点B,点B在抛物线对称轴左侧,线段CD在对称轴上,CD=2,则四边形ABCD周长的最小值为 .
55.(24-25九年级上·山东泰安·期中)如图所示,抛物线y=−x2+bx+3与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,且OA=OC,点M、N是直线x=−1上的两个动点,且MN=2(点N在点M的上方),则四边形BM+CN的最小值是 .
56.(2021·新疆乌鲁木齐·三模)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点C(0,3),与x轴交于点A(−1,0)和点B(点B在点A的右边),且OB=OC.
(1)求抛物线的解析式和顶点坐标;
(2)如图1,点D、E在直线x=1上的两个动点,且DE=1,点D在点E的上方,求四边形ACDE的周长的最小值;
(3)如图2,点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBPA的面积分为3:5两部分,求点P的坐标.
第三章 函数
重难点03 二次函数的最值问题
(2种命题预测+19种题型汇总+专题训练+10种解题方法)
【题型汇总】
类型一 代数最值
题型01 定轴定区间最值问题
解题方法:对于二次函数在m≤x≤n上的最值问题(其中 a、b、c、m和n均为定值,表示y的最大值,表示y的最小值.
1)若自变量x为全体实数,如图①,函数在x=-b2a时,取到最小值,无最大值.
2)若m≤-b2a≤n,n+b2a>-b2a-m时,如图②,当,当
3) 若m≤-b2a≤n,n+b2a<-b2a-m时,如图③,当,当
4) 若m≤x≤n<-b2a时,如图④,当,当
5) 若-b2a<m≤x≤n时,如图⑤,当,当
1.(2023·辽宁大连·中考真题)已知抛物线y=x2-2x-1,则当0≤x≤3时,函数的最大值为( )
A.-2 B.-1 C.0 D.2
【答案】D
【分析】把抛物线y=x2-2x-1化为顶点式,得到对称轴为x=1,当x=1时,函数的最小值为-2,再分别求出x=0和x=3时的函数值,即可得到答案.
【详解】解:∵y=x2-2x-1=x-12-2,
∴对称轴为x=1,当x=1时,函数的最小值为-2,
当x=0时,y=x2-2x-1=-1,当x=3时,y=32-2×3-1=2,
∴当0≤x≤3时,函数的最大值为2,
故选:D
【点睛】此题考查了二次函数的最值,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
2.(2024·山东济宁·一模)已知二次函数y=ax2-6ax+6a,若当2≤x≤5时,y的最大值是3,则a的值为 .
【答案】3或-1/-1或3
【分析】本题考查二次函数的最值问题,分a>0,a<0,两种情况,结合二次函数的性质,进行求解即可.
【详解】解:∵y=ax2-6ax+6a,
∴对称轴为直线x=--6a2a=3,
当a>0时,抛物线上的点离对称轴越远,函数值越大,
∵2≤x≤5,
∴当x=5时,函数值最大为:25a-30a+6a=3,
∴a=3,
当a<0时,抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,
∵2≤x≤5,
∴当x=3时,函数有最大值为:9a-18a+6a=3,
∴a=-1;
故答案为:3或-1.
3.(2023·江苏宿迁·模拟预测)已知二次函数y=ax-22+aa<0,当-4≤x≤1时,y的最小值为-74,则a的值为 .
【答案】-2
【分析】本题主要考查了二次函数的最值问题,根据函数解析式得到二次函数开口向下,对称轴为直线x=2,则离对称轴越远函数值越小,即可得到当x=-4时,y=-74,据此代值计算即可得到答案.
【详解】解:∵二次函数解析式为y=ax-22+aa<0,
∴二次函数开口向下,对称轴为直线x=2,
∴离对称轴越远函数值越小,
∵当-4≤x≤1时,y的最小值为-74,
∴当x=-4时,y=-74,
∴a-4-22+a--74,
解得a=-2,
故答案为:-2.
4.(2020·浙江杭州·模拟预测)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A-1,0、B3,0、C4,5三点.
(1)求抛物线解析式;
(2)当-2<x<2时,求函数值y的范围;
【答案】(1)y=x2-2x-3;(2)-4≤y<5
【分析】(1)把三点的坐标代入函数的解析式,得出方程组,求出方程组的解即可;
(2)先得出抛物线的开口方向,对称轴,再结合x的范围得到y的最值.
【详解】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A(-1,0),B(3,0),C(4,5)三点,
∴0=a-b+c0=9a+3b+c5=16a+4b+c,解得:a=1b=-2c=-3,
∴二次函数的解析式是y=x2-2x-3;
(2)抛物线的对称轴为直线x=--22×1=1,
1>0,则开口向上,
又∵-2<x<2,
∴当x=1时,y取最小值,即ymin=-4;
当x=-2时,y取最大值,即ymax=5,
∴y的范围是-4≤y<5.
【点睛】本题考查了二次函数的顶点,二次函数的性质和用待定系数法求二次函数的解析式等知识点,能熟记二次函数的性质是解此题的关键.
题型02 利用对称轴与图像解决图系关系问题
解题方法:开口方向不确定时,先讨论开口方向;
1)开口向上时,离对称轴越近,函数值越小,离对称轴越远,函数值越大;
2)开口向下时,离对称轴越近,函数值越大,离对称轴越远,函数值越小。
5.(2024·安徽淮南·三模)已知二次函数y=ax2-2ax-3aa≠0.
(1)若a=-1,则函数y的最大值为 .
(2)若当-1≤x≤4时,y的最大值为5,则a的值为 .
【答案】 4 1或-54
【分析】本题考查二次函数的最值问题.熟练掌握二次函数的图象和性质是解题关键.
(1)由题意可知此时二次函数为y=-x2+2x+3a≠0.,再将其变为顶点式即得出答案;
(2)将该抛物线一般式改为顶点式,即得出该抛物线对称轴为直线x=1,再分类讨论当a>0时和当a<0时,结合二次函数的图象和性质求解即可.
【详解】解:(1)当a=-1时,该二次函数为y=-x2+2x+3=-x-12+4,
∵a=-1<0,
∴当x=1时,y有最大值,最大值为4.
故答案为:4;
(2)∵y=ax2-2ax-3a=ax-12-4a,
∴该二次函数的对称轴为直线x=1.
当a>0时,抛物线开口向上,
∴当-1≤x≤1时,y随x的增大而减小,当1<x≤4时,y随x的增大而增大.
∵x轴上x=4到x=1的距离比x=-1到x=1的距离大,
∴当x=4时,y有最大值,
∴5=a4-12-4a,
解得:a=1;
当a<0时,抛物线开口向下,
∴当x=1时,y有最大值,最大值为-4a,
∴5=-4a,
解得:a=-54.
综上可知a的值为1或-54.
故答案为:1或-54.
6.(2024·浙江温州·三模)已知二次函数y=a(x-2)2-a(a≠0),当-1≤x≤4时,y的最小值为-4,则a的值为( )
A.12或4 B.4或-12 C.-43或4 D.-12或43
【答案】B
【分析】本题考查二次函数的性质、二次函数的最值,熟练掌握二次函数的图象及性质,根据二次函数的性质,在指定的范围内准确求出函数的最小值是解题的关键.
分两种情况讨论:当a>0时,-a=-4,解得a=4;当a<0时,在-1≤x≤4,9a-a=-4,解得a=-12.
【详解】解:y=a(x-2)2-a的对称轴为直线x=2,
顶点坐标为(2,-a),
当a>0时,在-1≤x≤4,函数有最小值-a,
∵y的最小值为-4,
∴-a=-4,
∴a=4;
当a<0时,在-1≤x≤4,当x=-1时,函数有最小值,
∴9a-a=-4,
解得a=-12;
综上所述:a的值为4或-12,
故选:B.
7.(2022·广西贺州·中考真题)已知二次函数y=2x2−4x−1在0≤x≤a时,y取得的最大值为15,则a的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】先找到二次函数的对称轴和顶点坐标,求出y=15时,x的值,再根据二次函数的性质得出答案.
【详解】解:∵二次函数y=2x2-4x-1=2(x-1)2-3,
∴抛物线的对称轴为x=1,顶点(1,-3),
∵1>0,开口向上
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