【文档说明】(辅导班专用)人教版数学九年级暑假讲义+课堂小测(提高班)06《二次函数与线段最值问题》(教师版).docx,共(10)页,318.276 KB,由MTyang资料小铺上传
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-1-第6讲二次函数与线段最值问题已知抛物线y=14x2+1具有如下性质:该抛物线上任意一点到定点F(0,2)的距离与到x轴的距离始终相等.如图22-1-14,点M的坐标为(3,3),P是抛物线y=14x2
+1上一个动点,求△PMF周长的最小值.解:过点M作ME⊥x轴于点E,交抛物线y=14x2+1于点P,此时△PMF的周长最小.∵F(0,2),M(3,3),∴ME=3,FM=(3-0)2+(3-2)2=2,∴△PMF周长的最小值=M
E+FM=3+2=5.作图的问题:已知对称轴及对称轴同侧两点,在对称轴上找一点使其到已知两点距离之和最小,通常作其中一点关于对称轴的对称点,对称点与另一个点的连线与对称轴的交点即为所求点.求值的问题:如图4-ZT-1,求直线AB′的函数解析
式,点P的横坐标就是对称轴上点的横坐标,将点P的横坐标代入直线AB′的函数解析式得其纵坐标,从而得点P的坐标.课前训练知识精讲-2-1、二次函数y=-x2+mx+n的图象经过点A(-1,4),B(1,0),y=-
12x+b经过点B,且与二次函数y=-x2+mx+n交于点D.(1)求二次函数的表达式;(2)点N是二次函数图象上一点(点N在BD上方),过N作NP⊥x轴,垂足为点P,交BD于点M,求MN的最大值.解.(1)∵二次函数y=-x2+mx+n的图象经过点A(-1
,4),B(1,0),∴4=-1-m+n,0=-1+m+n.解得m=-2,n=3.∴二次函数的表达式为y=-x2-2x+3.(2)∵y=-12x+b经过点B,∴-12×1+b=0.解得b=12.∴y=-12x+12.设M(m,-12m+12),
则N(m,-m2-2m+3),∴MN=-m2-2m+3-(-12m+12)=-m2-32m+52=-(m+34)2+4916.∴MN的最大值为4916.【变式训练1-1】如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象交x轴于A,B两
点,交y轴于点D,点B的坐标为(3,0),顶点C的坐标为(1,4).(1)求二次函数的解析式和直线BD的解析式;(2)P是直线BD上的一个动点,过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,当点P在第一象限时,求线段PM长度的最大值.高频考点一二次函数与线段最值问题-3-解:(1)∵二次函数图象的顶点C的
坐标为(1,4),∴可设二次函数的解析式为y=a(x-1)2+4.∵点B(3,0)在该二次函数的图象上,∴0=a(3-1)2+4,解得a=-1,∴二次函数的解析式为y=-(x-1)2+4,即y=-x2+2x+3.∵点D在y轴上,令x=0可得y=3,∴点D的坐标为(0,3).设直线BD的解析式为
y=kx+3,把点B的坐标代入可得3k+3=0,解得k=-1,∴直线BD的解析式为y=-x+3.(2)设点P的横坐标为m(0<m<3),则P(m,-m+3),M(m,-m2+2m+3),∴PM=-m2+2m+3
-(-m+3)=-m2+3m=-(m-32)2+94,∴当m=32时,PM长度的最大值为94.2、如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c经过A(-2,-4),O(0,0),B(2,0)三点.(1
)求抛物线y=ax2+bx+c的解析式;(2)若点M是该抛物线对称轴上的一点,求AM+OM的最小值.解:(1)把A(-2,-4),O(0,0),B(2,0)三点的坐标代入y=ax2+bx+c中,得4a
-2b+c=-4,4a+2b+c=0,c=0,解这个方程组,得a=-12,b=1,c=0.所以解析式为y=-12x2+x.高频考点二二次函数与线段和最值问题-4-(2)由y=-12x2+x=-12(x-1)2+12,可得抛物线的对称轴为直线x
=1,并且对称轴垂直平分线段OB,∴OM=BM.∴OM+AM=BM+AM.连接AB交直线x=1于M点,则此时OM+AM最小.过点A作AN⊥x轴于点N,在Rt△ABN中,AB=AN2+BN2=42+42=42,因此OM+AM的最小值为42.【变式训练2-
1】如图,已知抛物线y=-1m(x+2)(x-m)(m>0)与x轴相交于点A,B,与y轴相交于点C,且点A在点B的左侧.(1)若抛物线过点G(2,2),求实数m的值;(2)在(1)的条件下,在抛物线的对称轴上找一点H,使AH+CH最小,并求出点H的坐标.[解.(1
)抛物线过点G(2,2)时,-1m(2+2)(2-m)=2,解得m=4.(2)∵m=4,∴y=-14(x+2)(x-4).令y=0,-14(x+2)(x-4)=0,解得x1=-2,x2=4.则A(-2,0),B(4,0).∴抛物线对称轴为直线
l:x=-2+42=1.令x=0,则y=2,所以C(0,2).∵B点与A点关于对称轴对称,∴连接BC,BC与直线l的交点便为所求点H.∵B(4,0),C(0,2),∴求得线段BC所在直线为y=-12x+2.当x
=1时,y=32,∴H(1,32).3、如图,抛物线y=-12x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且OA=2,OC=3.高频考点三二次函数与三角形周长最值问题-5-(1)求抛物线的解析式.(2)点D(2,2)是抛物线上一点,那么在抛物线的对称轴上,是否存在一点P,使得△BDP
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.解:(1)由已知条件得A(-2,0),C(0,3),代入二次函数解析式,得c=3,-2-2b+c=0.解得b=12,c=3.∴抛
物线的解析式为y=-12x2+12x+3.[来源:学科网ZXXK](2)连接AD,交对称轴于点P,则P为所求的点.设直线AD的解析式为y=kx+t.由已知得-2k+t=0,2k+t=2.解得k=12,t=1.∴直线AD的解析式为y=12x+1.∵对称轴为直线x=-b2
a=12,将x=12代入y=12x+1,得y=54.∴P(12,54).【变式训练3-1】如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的边OA在y轴的正半轴上,OC在x轴的正半轴上,∠AOC的平分线交AB于点D,E为BC的中点,已知A(0,4),C(5,0),二次函数y=45x2+
bx+c的图象抛物线经过A,C两点.(1)求该二次函数的表达式;(2)F,G分别为x轴,y轴上的动点,顺次连接D,E,F,G构成四边形DEFG,求四边形DEFG周长的最小值.解.(1)将A(0,4)、C(5,0)代入二次函数y=45x2+bx+c,
得20+5b+c=0,c=4,解得b=-245,c=4.故二次函数的表达式为y=45x2-245x+4.(2)延长EC至E′,使E′C=EC,延长DA至D′,使D′A=DA,连接D′E′,交x轴于F点,交y轴于G-6-点,GD=GD′,EF=E′F,(DG+
GF+EF+ED)最小=D′E′+DE,由E(5,2),D(4,4),得D′(-4,4),E(5,-2).由勾股定理,得DE=22+12=5,D′E′=(5+4)2+(4+2)2=313,(DG+GF+EF+ED)最小=D′E′+DE=313+5.1、如图所示,直线y
=12x-2与x轴、y轴分别交于点A,C,抛物线过点A,C和点B(1,0).(1)求抛物线的解析式;(2)在x轴上方的抛物线上有一动点D,当D与直线AC的距离DE最大时,求出点D的坐标,并求出最大距离.解:(1)在y=12x
-2中,令x=0,得y=-2;令y=0,得x=4,∴A(4,0),C(0,-2).设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),∵点A(4,0),B(1,0),C(0,-2)在抛物线上,∴16a+4b+c=0,a+b+c=0,c=-2,解得a=-12,
b=52,c=-2.∴抛物线的解析式为y=-12x2+52x-2.(2)设点D的坐标为(x,y),则y=-12x2+52x-2(1<x<4).在Rt△AOC中,OA=4,OC=2,由勾股定理得AC=25.如图所示,连接
CD,AD.过点D作DF⊥y轴于点F,过点A作AG⊥FD交FD的延长线于点G,则FD=x,提高训练-7-DG=4-x,OF=AG=y,FC=y+2.S△ACD=S梯形AGFC-S△CDF-S△ADG=12(AG+FC)·FG-12FC·FD
-12DG·AG=12(y+y+2)×4-12(y+2)·x-12(4-x)·y=2y-x+4.将y=-12x2+52x-2代入,得S△ACD=2y-x+4=-x2+4x=-(x-2)2+4,当x=2时,y=1,此时S△ACD最大,∴D(2,1).∵S△ACD=12AC·
DE,AC=25,∴当△ACD的面积最大时,高DE最大,则DE的最大值为412AC=412×25=455.∴当D与直线AC的距离DE最大时,点D的坐标为(2,1),最大距离为455.2、如图,已知抛物线y=28(x+2)(x-4)与x轴
交于点A、B(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C,M为抛物线的顶点.(1)求点A、B、C的坐标;(2)设动点N(-2,n),求使MN+BN的值最小时n的值.[解:(1)令y=0,得28(x+2)(x-4)=0,解得x1=-2,x2=4;令x=0,得y=-2.∴A(
-2,0)、B(4,0)、C(0,-2).(2)过点A(-2,0)作y轴的平行线l,则点B关于l的对称点B′(-8,0),又M(1,-982),连接B′M与l的交点即为使MN+BN值最小的点.设直线B′M的
解析式为y=kx+b,-8-则0=-8k+b,-982=k+b,解得k=-182.b=-2.∴y=-182x-2.∴当x=-2时,n=-342.1、如图,抛物线y=ax2+bx-3过点A(1,0),B(-3,0),直线AD交抛物线于点D,点D的横坐标为-2,P(
m,n)是线段AD上的动点.(1)求直线AD及抛物线的解析式;(2)过点P的直线垂直于x轴,交抛物线于点Q,求线段PQ的长度l与m之间的关系式,当m为何值时,PQ最长?解:(1)把(1,0),(-3,0)分别代入y=ax2+bx-3,得
a+b-3=0,9a-3b-3=0,解得a=1,b=2,∴抛物线的解析式为y=x2+2x-3.当x=-2时,y=(-2)2+2×(-2)-3=-3,∴D(-2,-3).设直线AD的解析式为y=kx+c,将A(1,0),D(-2,-3)分别代入,得k+c=0,
-2k+c=-3,解得k=1,c=-1,∴直线AD的解析式为y=x-1.(2)根据题意,得点P的坐标为(m,m-1),点Q的坐标为(m,m2+2m-3),(-2≤m≤1)课堂小测-9-∴l=(m-1)-(m2+2m-3)=-m2-m+2=-(m+12)2
+94,当m=-12时,l最大=94.故l与m之间的关系式为l=-m2-m+2(-2≤m≤1),当m=-12时,PQ最长.2.如图,抛物线y=12x2+bx-2与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且A(-1,0).(1)求抛物线的解析式及顶点D的
坐标;(2)判断△ABC的形状,并证明你的结论;(3)M是抛物线对称轴上的一个动点,当△ACM的周长最小时,求点M的坐标.解:(1)∵点A(-1,0)在抛物线y=12x2+bx-2上,∴12×(-1)2+b×(
-1)-2=0,解得b=-32,∴抛物线的解析式为y=12x2-32x-2.∵y=12x2-32x-2=12(x-32)2-258,∴顶点D的坐标为(32,-258).(2)△ABC是直角三角形.证明如下:当x=0时,y=-2,∴C(0,-2),则OC=2.当y=0时,1
2x2-32x-2=0,∴x1=-1,x2=4,则B(4,0),∴OA=1,OB=4,∴AB=5.∵AB2=25,AC2=OA2+OC2=5,BC2=OC2+OB2=20,∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC
是直角三角形.(3)由题意得A,B两点关于对称轴对称,故直线BC与对称轴的交点即为点M.-10-设直线BC的解析式为y=kx-2.∵B(4,0),∴4k-2=0,解得k=12,∴直线BC的解析式为y=12x-2.当x=32时,y=12×32-2=-54.∴点M的坐标为(32,
-54).