一元二次函数的最值问题
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二次函数问题1.二次函数的最值问题定义域为R当a>0时有最小值y=2 44ac bac-(2)当a<0时有最大值y=2 44ac bac-实际上一般我们有关二次函数的最值问题并非如此简单。
常有以下几种,即定轴定区间,定轴动区间,动轴动区间;虽然变化多端,但是方法基本相同:解题时先要求出对称轴,再利用单调性,同时注意结合函数图形。
当含有参数时,要按对称轴相对于区间的位置进行讨论。
2.二次函数的根分布问题(1)一元二次方程实根分布的讨论的两种方法:利用函数的图象、性质;利用韦达定理、判别式。
(2)二次方程ax2+bx+c=0的根的情况:1.两根都大于m,则af(m)>0,m<2b a-,∆>=0. 2.一根大于m,另一根小于m,则af(m)<0 3.一根在(a,b),一根在(m,n)内,b<m;则af(a)>0, af(n)>0, af(b)<0, af(m)<04.两根都在(m,n)内,则af(m)>0 ,af(n)>0, m<2b a-<n,∆>=05.在区间(p,q)有且仅有一个根,则f(p)f(q)<0.3.恒成立问题1.(1)f(x)>a (a为常数)对于在区间A内任意的x恒成立等价于f(x)在区间A上的最小值大于a(2) f(x)<a(a为常数)对于在区间A内任意的x恒成立等价于f(x)在区间A上的最大值小于a2.二次函数f(x)=ax2+bx+c(1)在区间[m,n]上有f(x)<0恒成立则等价于f(m)<0,f(n)<0(2)在区间[m,n]上有f(x)>0恒成立则等价于f(x)在区间[m,n]上的最小值大于0.3.一次函数f(x)在区间[m,n]上有f(x)<0(或f(x)>0)恒成立等价于f(m)<0,f(n)<0(或f(m)>0,f(n)>0)二次函数的最值问题(1)y=x2-6x+5 x∈(-2,4](2)已知f(x)= x2-4x-4, x∈[t,t+1], t ∈R,求函数f(x)的最小值h(t)的解析式.(3)求f(x)=x2-2tx+1在区间[0,1]上的最大值g(t).小结:二次函数的最值分为:定轴定区间,定轴动区间,动轴动区间。
二次函数在各区间上的最值一、知识要点:一元二次函数的区间最值问题,核心是函数对称轴与给定区间的相对位置关系的讨论。
一般分为:对称轴在区间的左边,中间,右边三种情况.设,求在上的最大值与最小值。
分析:将配方,得顶点为、对称轴为当时,它的图象是开口向上的抛物线,数形结合可得在[m,n]上的最值:(1)当时,的最小值是的最大值是中的较大者。
(2)当时若,由在上是增函数则的最小值是,最大值是若,由在上是减函数则的最大值是,最小值是当时,可类比得结论。
二、例题分析归类:(一)、正向型是指已知二次函数和定义域区间,求其最值。
对称轴与定义域区间的相互位置关系的讨论往往成为解决这类问题的关键。
此类问题包括以下四种情形:(1)轴定,区间定;(2)轴定,区间变;(3)轴变,区间定;(4)轴变,区间变。
1. 轴定区间定二次函数是给定的,给出的定义域区间也是固定的,我们称这种情况是“定二次函数在定区间上的最值”。
例1.函数在区间[0,3]上的最大值是_________,最小值是_______。
解:函数是定义在区间[0,3]上的二次函数,其对称轴方程是,顶点坐标为(2,2),且其图象开口向下,显然其顶点横坐标在[0,3]上,如图1所示。
函数的最大值为,最小值为。
图1练习. 已知,求函数的最值。
解:由已知,可得,即函数是定义在区间上的二次函数。
将二次函数配方得,其对称轴方程,顶点坐标,且图象开口向上。
显然其顶点横坐标不在区间内,如图2所示。
函数的最小值为,最大值为。
图22、轴定区间变二次函数是确定的,但它的定义域区间是随参数而变化的,我们称这种情况是“定函数在动区间上的最值”。
例2. 如果函数定义在区间上,求的最小值。
解:函数,其对称轴方程为,顶点坐标为(1,1),图象开口向上。
如图1所示,若顶点横坐标在区间左侧时,有,此时,当时,函数取得最小值。
图1如图2所示,若顶点横坐标在区间上时,有,即。
当时,函数取得最小值。
图2如图3所示,若顶点横坐标在区间右侧时,有,即。
二次函数与最值的六种考法-重难点题型【题型1 二次函数中的定轴定区间求最值】【例1】(2021春•瓯海区月考)已知二次函数y=﹣x2+2x+4,关于该函数在﹣2≤x≤2的取值范围内,下列说法正确的是()A.有最大值4,有最小值0B.有最大值0,有最小值﹣4C.有最大值4,有最小值﹣4D.有最大值5,有最小值﹣4【解题思路】根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以得到该函数的对称轴和开口方向,然后根据﹣2≤x≤2,即可得到相应的最大值和最小值,从而可以解答本题.【解答过程】解:∵二次函数y=﹣x2+2x+4=﹣(x﹣1)2+5,∴该函数的对称轴是直线x=1,函数图象开口向下,∴当﹣2≤x≤2时,x=1时取得最大值5,当x=﹣2时,取得最小值﹣4,故选:D.【变式1-1】(2020秋•龙沙区期中)当﹣1≤x≤3时,二次函数y=x2﹣3x+m最大值为5,则m=.【解题思路】根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以求得m的值,本题得以解决.【解答过程】解:∵二次函数y=x2﹣3x+m=(x−32)2+m−94,∴该函数开口向上,对称轴为x=3 2,∵当﹣1≤x≤3时,二次函数y=x2﹣3x+m最大值为5,∴当x=﹣1时,该函数取得最大值,此时5=1+3+m,解得m=1,故答案为:1.【变式1-2】(2021•哈尔滨模拟)已知二次函数y=x2﹣4x+3,当自变量满足﹣1≤x≤3时,y的最大值为a,最小值为b,则a﹣b的值为.【解题思路】根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以得到自变量满足﹣1≤x≤3时,x=﹣1时取得最大值,x=2时取得最小值,然后即可得到a、b的值,从而可以求得a﹣b的值,本题得以解决.【解答过程】解:∵二次函数y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴该函数图象开口向上,对称轴为直线x=2,∵当自变量满足﹣1≤x≤3时,y的最大值为a,最小值为b,∴当x=﹣1时,取得最大值,当x=2时,函数取得最小值,∴a=1+4+3=8,b=﹣1,∴a﹣b=8﹣(﹣1)=8+1=9,故答案为:9.【变式1-3】(2020秋•番禺区校级期中)若函数y=x2﹣6x+5,当2≤x≤6时的最大值是M,最小值是m,则M﹣m=.【解题思路】根据题意画出函数图象,即可由此找到m 和M 的值,从而求出M ﹣m 的值. 【解答过程】解:原式可化为y =(x ﹣3)2﹣4, 可知函数顶点坐标为(3,﹣4), 当y =0时,x 2﹣6x +5=0, 即(x ﹣1)(x ﹣5)=0, 解得x 1=1,x 2=5. 如图:m =﹣4,当x =6时,y =36﹣36+5=5,即M =5. 则M ﹣m =5﹣(﹣4)=9.故答案为9.【题型2 二次函数中的动轴定区间求最值】【例2】(2021•雁塔区校级模拟)已知二次函数y =mx 2+2mx +1(m ≠0)在﹣2≤x ≤2时有最小值﹣2,则m =( ) A .3B .﹣3或38C .3或−38D .﹣3或−38【解题思路】先求出对称轴为x =﹣1,分m >0,m <0两种情况讨论解答即可求得m 的值. 【解答过程】解:∵二次函数y =mx 2+2mx +1=m (x +1)2﹣m +1, ∴对称轴为直线x =﹣1, ①m >0,抛物线开口向上,x =﹣1时,有最小值y =﹣m +1=﹣2, 解得:m =3;②m <0,抛物线开口向下,∵对称轴为直线x =﹣1,在﹣2≤x ≤2时有最小值﹣2, ∴x =2时,有最小值y =4m +4m +1=﹣2,解得:m =−38; 故选:C .【变式2-1】(2021•瓯海区模拟)已知二次函数y =ax 2﹣4ax ﹣1,当x ≤1时,y 随x 的增大而增大,且﹣1≤x ≤6时,y 的最小值为﹣4,则a 的值为( ) A .1B .34C .−35D .−14【解题思路】根据二次函数y =ax 2﹣4ax ﹣1,可以得到该函数的对称轴,再根据当x ≤1时,y 随x 的增大而增大,可以得到a 的正负情况,然后根据﹣1≤x ≤6时,y 的最小值为﹣4,即可得到a 的值. 【解答过程】解:∵二次函数y =ax 2﹣4ax ﹣1=a (x ﹣2)2﹣4a ﹣1, ∴该函数的对称轴是直线x =2, 又∵当x ≤1时,y 随x 的增大而增大, ∴a <0,∵当﹣1≤x ≤6时,y 的最小值为﹣4, ∴x =6时,y =a ×62﹣4a ×6﹣1=﹣4, 解得a =−14, 故选:D .【变式2-2】(2021•章丘区模拟)已知二次函数y =2ax 2+4ax +6a 2+3(其中x 是自变量),当x ≥2时,y 随x 的增大而减小,且﹣2≤x ≤1时,y 的最小值为15,则a 的值为( ) A .1或﹣2B .−√2或√2C .﹣2D .1【解题思路】先求出二次函数的对称轴,再根据二次函数的增减性得出抛物线开口向下a <0,然后由﹣2≤x ≤1时,y 的最小值为15,可得x =1时,y =15,即可求出a . 【解答过程】解:∵二次函数y =2ax 2+4ax +6a 2+3(其中x 是自变量), ∴对称轴是直线x =−4a2×2a=−1, ∵当x ≥2时,y 随x 的增大而减小, ∴a <0,∵﹣2≤x ≤1时,y 的最小值为15, ∴x =1时,y =2a +4a +6a 2+3=15, ∴6a 2+6a ﹣12=0, ∴a 2+a ﹣2=0,∴a =1(不合题意舍去)或a =﹣2. 故选:C .【变式2-3】(2021•滨江区三模)已知二次函数y =12(m ﹣1)x 2+(n ﹣6)x +1(m ≥0,n ≥0),当1≤x ≤2时,y 随x 的增大而减小,则mn 的最大值为( ) A .4B .6C .8D .494【解题思路】由二次函数解析式求出对称轴直线方程,分类讨论抛物线开口向下及开口向上的m ,n 的取值范围,将mn 转化为含一个未知数的整式求最值.【解答过程】解:抛物线y =12(m ﹣1)x 2+(n ﹣6)x +1的对称轴为直线x =6−nm−1, ①当m >1时,抛物线开口向上, ∵1≤x ≤2时,y 随x 的增大而减小, ∴6−n m−1≥2,即2m +n ≤8.解得n ≤8﹣2m , ∴mn ≤m (8﹣2m ),m (8﹣2m )=﹣2(m ﹣2)2+8, ∴mn ≤8.②当0≤m <1时,抛物线开口向下, ∵1≤x ≤2时,y 随x 的增大而减小, ∴6−n m−1≤1,即m +n ≤7,解得m ≤7﹣n , ∴mn ≤n (7﹣n ),n (7﹣n )=﹣(n −72)2+494, ∴mn ≤494, ∵0≤m <1, ∴此情况不存在.综上所述,mn 最大值为8. 故选:C .【题型3 二次函数中的定轴动区间求最值】【例3】(2020秋•马鞍山期末)当a﹣1≤x≤a时,函数y=x2﹣2x+1的最小值为1,则a的值为.【解题思路】利用二次函数图象上点的坐标特征找出当y=1时x的值,结合当a﹣1≤x≤a时函数有最小值1,即可得出关于a的一元一次方程,解之即可得出结论.【解答过程】解:当y=1时,有x2﹣2x+1=1,解得:x1=0,x2=2.∵当a﹣1≤x≤a时,函数有最小值1,∴a﹣1=2或a=0,∴a=3或a=0,故答案为:0或3.【变式3-1】(2021•济南模拟)函数y=﹣x2+4x﹣3,当﹣1≤x≤m时,此函数的最小值为﹣8,最大值为1,则m的取值范围是()A.0≤m<2B.0≤m≤5C.m>5D.2≤m≤5【解题思路】根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以求得m的取值范围.【解答过程】解:∵y=﹣x2+4x﹣3=﹣(x﹣2)2+1,∴该函数图象开口向下,对称轴是直线x=2,顶点坐标为(2,1),∴x=﹣1和x=5对应的函数值相等,∵当﹣1≤x≤m时,此函数的最小值为﹣8,最大值为1,当x=﹣1时,y=﹣8,∴2≤m≤5,故选:D.【变式3-2】(2021•宁波模拟)若二次函数y=ax2﹣x+2的图象经过点(2,﹣1),当t≤x≤2时,y有最大值3,最小值﹣1,则t的取值范围应是()A.﹣6≤t≤2B.t≤﹣2C.﹣6≤t≤﹣2D.﹣2≤t≤2【解题思路】根据二次函数y=ax2﹣x+2的图象经过点(2,﹣1),可以求得a的值,然后即可得到该函数的解析式,再根据二次函数的性质和当t≤x≤2时,y有最大值3,最小值﹣1,即可得到t的取值范围.【解答过程】解:∵二次函数y=ax2﹣x+2的图象经过点(2,﹣1),∴﹣1=a×22﹣2+2,解得a=−1 4,∴y=−14x2﹣x+2=−14(x+2)2+3,∴该函数的图象开口向下,对称轴是直线x=﹣2,当x=﹣2时,该函数取得最大值3,∵当t≤x≤2时,y有最大值3,最小值﹣1,当x=2时,y=﹣1,∴﹣6≤t≤﹣2,故选:C.【变式3-3】(2021•莱芜区二模)已知二次函数y=(x+1)2﹣4,当a≤x≤b且ab<0时,y的最小值为2a,最大值为2b,则a+b的值为()A.2√3B.−72C.√3−2D.0【解题思路】根据a的取值范围分﹣1≤a<0,﹣b﹣2≤a<﹣1,a<﹣b﹣2三种情况讨论,求出满足题目条件的情况即可.【解答过程】解:∵a≤x≤b且ab<0,∴a,b异号,∴a<0,b>0,由二次函数的对称性,b关于对称轴的对称点为﹣b﹣2,若﹣1≤a<0,则(a+1)2﹣4=2a,解得a=−√3(舍),若﹣b﹣2≤a<﹣1,则﹣4=2a,a=﹣2,且(b+1)2﹣3=2b,解得b=√3,∴a+b=√3−2,若a<﹣b﹣2,则2a=﹣4,a=﹣2,2b=(a+1)2﹣4=﹣3,∴b=−32(舍),故选:C.【题型4 二次函数中求线段最值】【例4】(2020春•海淀区校级期末)如图,抛物线y=x2+5x+4与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,连接AC,点P在线段AC上,过点P作x轴的垂线交抛物线于点Q,则线段PQ长的最大值为.【解题思路】先解方程x2+5x+4=0得A(﹣4,0),再确定C(0,4),则可利用待定系数法求出直线AC的解析式为y=x+4,设P(t,t+4)(﹣4≤t≤0),Q(t,t2+5t+4),所以PQ=t+4﹣(t2+5t+4),然后利用二次函数的性质解决问题.【解答过程】解:当y=0时,x2+5x+4=0,解得x1=﹣4,x2=﹣1,则A(﹣4,0),B(﹣1,0),当x=0时,y=x2+5x+4=4,则C(0,4),设直线AC的解析式为y=kx+b,把A(﹣4,0),C(0,4)代入得{−4k+b=0b=4,解得{k=1b=4,∴直线AC的解析式为y=x+4,设P(t,t+4)(﹣4≤t≤0),则Q(t,t2+5t+4),∴PQ=t+4﹣(t2+5t+4)=﹣t2﹣4t=﹣(t+2)2+4,∴当t=﹣2时,PQ有最大值,最大值为4.故答案为4.【变式4-1】(2020秋•镇平县期末)如图,直线y=−34x+3与x轴交于点C,与y轴交于点B,抛物线y=−38x 2+34x +3经过B ,C 两点,点E 是直线BC 上方抛物线上的一动点,过点E 作y 轴的平行线交直线BC 于点M ,则EM 的最大值为 .【解题思路】设出E 的坐标,表示出M 坐标,进而表示出EM ,化成顶点式即可求得EM 的最大值. 【解答过程】解:∵点E 是直线BC 上方抛物线上的一动点,∴点E 的坐标是(m ,−38m 2+34m +3),点M 的坐标是(m ,−34m +3),∴EM =−38m 2+34m +3﹣(−34m +3)=−38m 2+32m =−38(m 2﹣4m )=−38(m ﹣2)2+32, ∴当m =2时,EM 有最大值为32,故答案为32.【变式4-2】(2021•埇桥区模拟)对称轴为直线x =﹣1的抛物线y =x 2+bx +c ,与x 轴相交于A ,B 两点,其中点A 的坐标为(﹣3,0). (1)求点B 的坐标.(2)点C 是抛物线与y 轴的交点,点Q 是线段AC 上的动点,作QD ⊥x 轴交抛物线于点D ,求线段QD 长度的最大值.【解题思路】(1)利用二次函数对称性即可得出B 点坐标;(2)首先利用待定系数法求二次函数解析式,进而求出直线AC 的解析式,再利用QD =﹣x ﹣3﹣(x 2+2x ﹣3)进而求出最值.【解答过程】解:(1)∵点A (﹣3,0)与点B 关于直线x =﹣1对称, ∴点B 的坐标为(1,0). (2)∵a =1,∴y =x 2+bx +c .∵抛物线过点(﹣3,0),且对称轴为直线x =﹣1, ∴{9−3b +c =0−b2=−1∴解得:{b =2c =−3,∴y =x 2+2x ﹣3,且点C 的坐标为(0,﹣3). 设直线AC 的解析式为y =mx +n , 则{−3m +n =0n =−3, 解得:{m =−1n =−3,∴y =﹣x ﹣3如图,设点Q 的坐标为(x .y ),﹣3≤x ≤0.则有QD =﹣x ﹣3﹣(x 2+2x ﹣3)=﹣x 2﹣3x =﹣(x +32)2+94∵﹣3≤−32≤0,∴当x =−32时,QD 有最大值94.∴线段QD 长度的最大值为94.【变式4-3】(2020秋•滨海新区期末)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y =ax 2+bx +52与x 轴交于A(5,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C.(Ⅰ)求抛物线的解析式;(Ⅱ)若点M是抛物线的顶点,连接AM,CM,求△ACM的面积;(Ⅲ)若点P是抛物线上的一动点,过点P作PE垂直y轴于点E,交直线AC于点D,过点D作x轴的垂线,垂足为点F,连接EF,当线段EF的长度最短时,求出点P的坐标.【解题思路】(Ⅰ)用待定系数法即可求解;(Ⅱ)△AMC的面积=S△MHC+S△MHA=12×MH×OA,即可求解;(Ⅲ)点D在直线AC上,设点D(m,−12m+52),由题意得,四边形OEDF为矩形,故EF=OD,即当线段EF的长度最短时,只需要OD最短即可,进而求解.【解答过程】解:(Ⅰ)令x=0,则y=52,即C(0,52)设抛物线的表达式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2)=a(x﹣5)(x+1),将点C的坐标代入上式得:52=a(0﹣5)(0+1),解得a=−1 2,故抛物线的表达式为y=−12(x﹣5)(x+1)=−12x2+2x+52;(Ⅱ)由抛物线的表达式得顶点M(2,92),过点M作MH∥y轴交AC于点H,设直线AC 的表达式为y =kx +t ,则{t =520=5k +t, 解得{k =−12t =52, 故直线AC 的表达式为y =−12x +52,当x =2时,y =32,则MH =92−32=3,则△AMC 的面积=S △MHC +S △MHA =12×MH ×OA =12×3×5=152; (Ⅲ)点D 在直线AC 上,设点D (m ,−12m +52),由题意得,四边形OEDF 为矩形,故EF =OD ,即当线段EF 的长度最短时,只需要OD 最短即可,则EF 2=OD 2=m 2+(−12m +52)2=54m 2−52m +254,∵54>0,故EF 2存在最小值(即EF 最小),此时m =1, 故点D (1,2),∵点P 、D 的纵坐标相同,故2=−12x 2+2x +52,解得x =2±√5,故点P 的坐标为(2+√5,2)或(2−√5,2).【题型5 二次函数中求线段和最值】【例5】(2020秋•安居区期末)如图,在抛物线y =﹣x 2上有A ,B 两点,其横坐标分别为1,2,在y 轴上有一动点C ,当BC +AC 最小时,则点C 的坐标是( )A .(0,0)B .(0,﹣1)C .(0,2)D .(0,﹣2)【解题思路】利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点A ,B 的坐标,作点B 关于y 轴的对称点B ′,连接AB ′交y 轴于点C ,此时BC +AC 最小,由点B 的坐标可得出点B ′的坐标,由点A ,B ′的坐标,利用待定系数法可求出直线AB ′的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征,即可求出点C 的坐标.【解答过程】解:当x =1时,y =﹣12=﹣1,∴点A 的坐标为(1,﹣1);当x =2时,y =﹣22=﹣4,∴点B 的坐标为(2,﹣4).作点B 关于y 轴的对称点B ′,连接AB ′交y 轴于点C ,此时BC +AC 最小,如图所示.∵点B 的坐标为(2,﹣4),∴点B ′的坐标为(﹣2,﹣4).设直线AB ′的解析式为y =kx +b (k ≠0),将A (1,﹣1),B (﹣2,﹣4)代入y =kx +b 得:{k +b =−1−2k +b =−4, 解得:{k =1b =−2, ∴直线AB ′的解析式为y =x ﹣2.当x =0时,y =0﹣2=﹣2,∴点C 的坐标为(0,﹣2),∴当BC +AC 最小时,点C 的坐标是(0,﹣2).故选:D .【变式5-1】(2021•铁岭模拟)如图,已知抛物线y =﹣x 2+px +q 的对称轴为x =﹣3,过其顶点M 的一条直线y =kx +b 与该抛物线的另一个交点为N (﹣1,1).要在坐标轴上找一点P ,使得△PMN 的周长最小,则点P 的坐标为( )A .(0,2)B .(43,0)C .(0,2)或(43,0)D .以上都不正确【解题思路】首先,求得抛物线的解析式,根据抛物线解析式求得M 的坐标;欲使△PMN 的周长最小,MN 的长度一定,所以只需(PM +PN )取最小值即可.然后,过点M 作关于y 轴对称的点M ′,连接M ′N ,M ′N 与y 轴的交点即为所求的点P (如图1);过点M 作关于x 轴对称的点M ′,连接M ′N ,则只需M ′N 与x 轴的交点即为所求的点P (如图2).【解答过程】解:如图,∵抛物线y =﹣x 2+px +q 的对称轴为x =﹣3,点N (﹣1,1)是抛物线上的一点, ∴{−p −2=−31=−1−p +q, 解得{p =−6q =−4. ∴该抛物线的解析式为y =﹣x 2﹣6x ﹣4=﹣(x +3)2+5,∴M (﹣3,5).∵△PMN 的周长=MN +PM +PN ,且MN 是定值,所以只需(PM +PN )最小.如图1,过点M 作关于y 轴对称的点M ′,连接M ′N ,M ′N 与y 轴的交点即为所求的点P .则M ′(3,5).设直线M ′N 的解析式为:y =ax +t (a ≠0),则{5=3a +t 1=−a +t, 解得{a =1t =2, 故该直线的解析式为y =x +2.当x =0时,y =2,即P (0,2).同理,如图2,过点M 作关于x 轴对称的点M ′,连接M ′N ,则只需M ′N 与x 轴的交点即为所求的点P (−43,0).如果点P 在y 轴上,则三角形PMN 的周长=4√2+MN ;如果点P 在x 轴上,则三角形PMN 的周长=2√10+MN ;所以点P 在(0,2)时,三角形PMN 的周长最小.综上所述,符合条件的点P 的坐标是(0,2).故选:A .【变式5-2】(2021•包头)已知抛物线y =x 2﹣2x ﹣3与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧)与y 轴交于点C ,点D (4,y )在抛物线上,E 是该抛物线对称轴上一动点,当BE +DE 的值最小时,△ACE 的面积为 .【解题思路】解方程x 2﹣2x ﹣3=0得A (﹣1,0),B (3,0),则抛物线的对称轴为直线x =1,再确定C (0,﹣3),D (4,5),连接AD 交直线x =1于E ,交y 轴于F 点,如图,利用两点之间线段最短可判断此时BE +DE 的值最小,接着利用待定系数法求出直线AD 的解析式为y =x +1,则F (0,1),然后根据三角形面积公式计算.【解答过程】解:当y =0时,x 2﹣2x ﹣3=0,解得x 1=﹣1,x 2=3,则A (﹣1,0),B (3,0), 抛物线的对称轴为直线x =1,当x =0时,y =x 2﹣2x ﹣3=﹣3,则C (0,﹣3),当x =4时,y =x 2﹣2x ﹣3=5,则D (4,5),连接AD 交直线x =1于E ,交y 轴于F 点,如图,∵BE +DE =EA +DE =AD ,∴此时BE +DE 的值最小,设直线AD 的解析式为y =kx +b ,把A (﹣1,0),D (4,5)代入得{−k +b =04k +b =5,解得{k =1b =1, ∴直线AD 的解析式为y =x +1,当x =1时,y =x +1=2,则E (1,2),当x =0时,y =x +1=1,则F (0,1),∴S △ACE =S △ACF +S △ECF =12×4×1+12×4×1=4. 故答案为4.【变式5-3】(2021•涪城区模拟)如图,抛物线y =53x 2−203x +5与x 轴分别交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于C ,在其对称轴上有一动点M ,连接MA 、MC 、AC ,则当△MAC 的周长最小时,点M 的坐标是 .【解题思路】点A 关于函数对称轴的对称点为点B ,连接CB 交函数对称轴于点M ,则点M 为所求点,即可求解.【解答过程】解:点A 关于函数对称轴的对称点为点B ,连接CB 交函数对称轴于点M ,则点M 为所求点,理由:连接AC ,由点的对称性知,MA =MB ,△MAC 的周长=AC +MA +MC =AC +MB +MC =CA +BC 为最小,令y =53x 2−203x +5=0,解得x =1或3,令x =0,则y =5,故点A 、B 、C 的坐标分别为(1,0)、(3,0)、(0,5),则函数的对称轴为x =12(1+3)=2,设直线BC 的表达式为y =kx +b ,则{0=3k +b b =5,解得{k =−53b =5, 故直线BC 的表达式为y =−53x +5,当x =2时,y =−53x +5=53,故点M 的坐标为(2,53). 【题型6 二次函数中求面积最值】【例6】(2020秋•盐城期末)如图,抛物线y =x 2+bx +c 与x 轴交于A (﹣1,0),B (3,0)两点,过点A 的直线l 交抛物线于点C (2,m ),点P 是线段AC 上一个动点,过点P 做x 轴的垂线交抛物线于点E .(1)求抛物线的解析式;(2)当P 在何处时,△ACE 面积最大.【解题思路】(1)利用交点式写出抛物线解析式;(2)先利用二次函数解析式确定C (2,﹣3),再利用待定系数法求出直线AC 的解析式为y =﹣x ﹣1,设E (t ,t 2﹣2t ﹣3)(﹣1≤t ≤2),则P (t ,﹣t ﹣1),利用三角形面积公式得到△ACE 的面积=12×(2+1)×PE =32(﹣t 2+t +2),然后根据二次函数的性质解决问题.【解答过程】解:(1)抛物线解析式为y =(x +1)(x ﹣3),即y =x 2﹣2x ﹣3;(2)把C (2,m )代入y =x 2﹣2x ﹣3得m =4﹣4﹣3=﹣3,则C (2,﹣3),设直线AC 的解析式为y =mx +n ,把A (﹣1,0),C (2,﹣3)代入得{−m +n =02m +n =−3,解得{m =−1n =−1, ∴直线AC 的解析式为y =﹣x ﹣1;设E (t ,t 2﹣2t ﹣3)(﹣1≤t ≤2),则P (t ,﹣t ﹣1),∴PE =﹣t ﹣1﹣(t 2﹣2t ﹣3)=﹣t 2+t +2,∴△ACE 的面积=12×(2+1)×PE=32(﹣t 2+t +2)=−32(t −12)2+278,当t =12时,△ACE 的面积有最大值,最大值为278,此时P 点坐标为(12,−32). 【变式6-1】(2021春•金塔县月考)如图,已知抛物线经过A (4,0),B (1,0),C (0,﹣2)三点.(1)求该抛物线的解析式;(2)在直线AC 上方的该抛物线上是否存在一点D ,使得△DCA 的面积最大,若存在,求出点D 的坐标及△DCA 面积的最大值;若不存在,请说明理由.【解题思路】(1)根据题意设出抛物线的交点式,用待定系数法求解即可;(2)根据题意作出相关辅助线,用待定系数法求得直线AC解析式为y=12x﹣2,因为点D在抛物线上,所以可设其坐标为(x,−12x2+52x﹣2),点E在直线AC上则设点E坐标为(x,12x﹣2),由图形可知S△DCA=S△DCE+S△DAE,将相关坐标及线段的长度代入求解,再根据二次函数的性质即可得出△DCA面积的最大值.【解答过程】(1)设该抛物线解析式为y=a(x﹣4)(x﹣1),将点C(0,﹣2)坐标代入解析式得:﹣2=a(0﹣4)(0﹣1),解得a=−1 2,∴y=−12(x﹣4)(x﹣1)=−12x2+52x﹣2,故该抛物线的解析式为:y=−12x2+52x﹣2,(2)如图,设存在点D在抛物线上,连接AD、CD,过点D作DE⊥x轴且与直线AC交于点E,设直线AC表达式为:y=kx+b(k≠0),将A(4,0),C(0,﹣2)代入其表达式得:{0=4k+b−2=b,解得{k=12b=−2,∴直线AC:y=12x﹣2,设点D坐标为(x,−12x2+52x﹣2),则点E坐标为(x,12x﹣2),S△DCA=S△DCE+S△DAE=12×DE×x E+12×DE×(x A﹣x E)=12×DE×x A=12×DE×4=2DE,∵DE=(−12x2+52x﹣2)﹣(12x﹣2)=−12x2+2x,∴S△DCA=2DE=2×(−12x2+2x)=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4,∴当x=2时,y=−12x2+52x﹣2═﹣2+5﹣2=1,即点D坐标为(2,1),此时△DCA的面积最大,最大值为4.【变式6-2】(2021春•无为市月考)如图,直线y=﹣x+n与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A,B.(1)求抛物线的解析式.(2)若P为直线AB上方的抛物线上一点,且点P的横坐标为m,求四边形BCAP的面积S关于点P横坐标m的函数解析式,并求S的最大值.【解题思路】(1)将点A坐标代入直线解析式可求n的值,可求点B坐标,利用待定系数法可求解;(2)过点P做PE⊥x轴于点E,与直线AB交于点D,求得C的坐标和D的坐标,然后根据S=S△ABC+S △ABP得到S关于m的函数解析式,根据二次函数的性质即可求得结论.【解答过程】解:(1)∵直线y=﹣x+n与x轴交于点A(3,0),∴0=﹣3+n,∴n=3,∴直线解析式为:y=﹣x+3,当x=0时,y=3,∴点B (0,3),∵抛物线y =﹣x 2+bx +c 经过点A ,B ,∴{c =3−9+3b +c =0, ∴{b =2c =3, ∴抛物线的解析式为:y =﹣x 2+2x +3;(2)如图,过点P 做PE ⊥x 轴于点E ,与直线AB 交于点D ,∵点P 的横坐标为m ,∴点P 的坐标为(m ,﹣m 2+2m +3),∵点D 在直线AB 上,∴点D 的坐标为(m ,﹣m +3),∴PD =﹣m 2+2m +3﹣(﹣m +3)=﹣m 2+3m ,在y =﹣x 2+2x +3中.令y =0.则﹣x 2+2x +3=0,解得x 1=﹣1,x 2=3,∴点C 的坐标为(﹣1,0),∴S =S △ABC +S △ABP =12×4×3+12(﹣m 2+3m )×3=−32(m −32)2+758, ∴当m =32时,S 最大,最大值为758.【变式6-3】(2021春•无棣县月考)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y =x 2+bx +c 的图象与x 轴交于A 、B 两点,B 点的坐标为(3,0),与y 轴交于点C (0,﹣3),点P 是直线BC 下方抛物线上的一个动点.(1)求二次函数解析式;(2)连接PO ,PC ,并将△POC 沿y 轴对折,得到四边形POP 'C .是否存在点P ,使四边形POP 'C 为菱形?若存在,求出此时点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积.【解题思路】(1)先根据点C坐标求出c=﹣3,再将点B坐标代入二次函数解析式中求出b,即可得出结论;(2)连接PP'交y轴于E,根据菱形的性质判断出点E是OC的中点,进而求出点P的纵坐标,最后代入二次函数解析式中求解,即可得出结论;(3)设出点P的坐标,进而利用梯形的面积+三角形的面积得出S四边形ABPC=−32(m−12)2+398,即可得出结论.【解答过程】解:(1)∵二次函数y=x2+bx+c与y轴的交点C(0,﹣3),∴c=﹣3,∴二次函数的解析式为y=x2+bx﹣3,∵点B(3,0)在二次函数图象上,∴9+3b﹣3=0,∴b=﹣2,∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)存在,理由:如图1,连接PP'交y轴于E,∵四边形POP'C为菱形,∴PP'⊥OC,OE=CE=12OC,∵点C(0,﹣3),∴OC=3,∴OE=3 2,∴E (0,−32),∴点P 的纵坐标为−32,由(1)知,二次函数的解析式为y =x 2﹣2x ﹣3, ∴x 2﹣2x ﹣3=−32,∴x =2−√102或x =2+√102,∵点P 在直线BC 下方的抛物线上,∴0<x <3,∴点P (2+√102,−32);(3)如图2,过点P 作PF ⊥x 轴于F ,则PF ∥OC , 由(1)知,二次函数的解析式为y =x 2﹣2x ﹣3, 令y =0,则x 2﹣2x ﹣3=0,∴x =﹣1或x =3,∴A (﹣1,0),∴设P (m ,m 2﹣2m ﹣3)(0<m <3),∴F (m ,0),∴S 四边形ABPC =S △AOC +S 梯形OCPF +S △PFB =12OA •OC +12(OC +PF )•OF +12PF •BF =12×1×3+12(3﹣m 2+2m +3)•m +12(﹣m 2+2m +3)•(3﹣m ) =−32(m −32)2+758,∴当m =32时,四边形ABPC 的面积最大,最大值为758,此时,P (32,−154),即点P 运动到点(32,−154)时,四边形ABPC 的面积最大,其最大值为758.。
二次函数的应用最值问题二次函数是一个在数学中广泛应用的函数模型。
在实际问题和生产生活中,二次函数的最值问题也经常出现。
本文将介绍二次函数的最值问题,包括实际问题中的二次函数最值、生产生活中的二次函数最值、利用配方法求二次函数的最值、利用导数求解二次函数的最值、利用作图法求解二次函数的最值、利用公式法求解二次函数的最值和利用对称轴求解二次函数的最值等方面。
一、实际问题中的二次函数最值在实际问题中,二次函数最值通常出现在诸如最大利润、最小成本、最高产量等问题中。
例如,一个工厂生产一种产品,该产品的成本包括固定成本和可变成本。
固定成本是不随产量变化的成本,而可变成本是随产量变化的成本。
因此,总成本函数是一个开口向下的二次函数。
为了使总成本最低,需要找到自变量的取值,使得总成本函数的导数为零,并判断导数是否为零,从而确定最值是否存在。
二、生产生活中的二次函数最值在生产生活中,二次函数最值也经常出现。
例如,一个公司投资一个项目,该项目的收益随投资额变化,且收益函数是一个开口向下的二次函数。
为了使收益最大,需要找到投资额的最优解。
最优解可以通过求解收益函数的导数并令其为零得到。
三、利用配方法求二次函数的最值配方法是求二次函数最值的一种常用方法。
该方法的基本思想是将二次函数转化为一个完全平方项和一个常数项之和的形式,然后利用平方的非负性求出最值。
具体步骤如下:(1)将二次函数配方为一个完全平方项和一个常数项之和的形式;(2)根据平方的非负性,求出这个完全平方项的取值;(3)将这个完全平方项的取值代入配方后的二次函数中,求出最值。
四、利用导数求解二次函数的最值利用导数求解二次函数的最值是一种比较简单的方法。
该方法的基本思想是先求出二次函数的导数,然后令导数为零,解出此时的自变量取值,最后比较所有自变量取值对应的函数值,找出最大(或最小)的一个即可。
五、利用作图法求解二次函数的最值作图法是一种直观地求解二次函数最值的方法。
1.二次函数的解析式的三种形式: (1)一般式:f(x)=ax 2+bx+c(a ≠0)。
(2)顶点式(配方式):f(x)=a(x-h)2+k 其中(h,k)是抛物线的顶点坐标。
(3)两点式(因式分解):f(x)=a(x-x 1)(x-x 2),其中x 1,x 2是抛物线与x 轴两交点的坐标。
2.二次函数f(x)=ax 2+bx+c(a ≠0)的图象是一条抛物线,对称轴ab x 2-=,顶点坐标)44,2(2ab ac a b --(1)a>0时,抛物线开口向上,函数在]2,(ab --∞上单调递减,在),2[+∞-ab上单调递增,abx 2-=时,a b ac x f 44)(2min -=;(2)a<0时,抛物线开口向下,函数在]2,(ab--∞上单调递增,在),2[+∞-ab上单调递减,abx 2-=时,a b ac x f 44)(2max -=。
3.二次函数f(x)=ax 2+bx+c(a ≠0)当042>-=∆ac b 时图象与x 轴有两个交点M 1(x 1,0),M 2(x 2,0)ax x x x x x M M ∆=-+=-=2122121214)(。
4. 根分布问题: 一般地对于含有字母的一元二次方程ax 2+bx+c=0 的实根分布问题,用图象求解,有如下结论:令f(x)=ax 2+bx+c (a>0) ,(1)x 1<α,x 2<α ,则⎪⎩⎪⎨⎧><-≥∆0)()2/(0ααaf a b ;(2)x 1>α,x 2>α,则⎪⎩⎪⎨⎧>>-≥∆0)()2/(0ααaf a b(3)α<x 1<β,α<x 2<β,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<-<>>≥∆βαβα)2/(0)(0)(0a b f f (4)x 1<α,x 2>β (α<β),则⎪⎩⎪⎨⎧<<≥∆0)(0)(0βαf f(5)若f(x)=0在区间(α,β)内只有一个实根,则有0))(<(βαf f5 最值问题:二次函数f(x)=ax 2+bx+c 在区间[α,β]上的最值一般分为三种情况讨论,即:(1)对称轴-b/(2a)在区间左边,函数在此区间上具有单调性;;(2)对称轴-b/(2a)在区间之内;(3)对称轴在区间右边要注意系数a 的符号对抛物线开口的影响6 二次函数、一元二次方程及一元二次不等式之间的关系:①0∆<⇔f(x)=ax 2+bx+c 的图像与x 轴无交点⇔ax 2+bx+c=0无实根⇔ax 2+bx+c>0(<0)的解集为∅或者是R;②0∆=⇔f(x)=ax 2+bx+c 的图像与x 轴相切⇔ax 2+bx+c=0有两个相等的实根⇔ax 2+bx+c>0(<0)的解集为∅或者是R;③0∆>⇔f(x)=ax 2+bx+c 的图像与x 轴有两个不同的交点⇔ax 2+bx+c=0有两个不等的实根⇔ax 2+bx+c>0(<0)的解集为(,)αβ()αβ<或者是(,)(,αβ-∞+∞(二)考点分析考点1.求二次函数的解析式例1.已知二次函数f(x)满足f(2)= -1,f(-1)= -1且f(x)的最大值是8,试确定此二次函数。
一元二次不等式一元二次不等式是数学中常见的一种形式,它可以描述一个二次函数与一个常数之间的关系。
本文将探讨一元二次不等式的基本概念、解法以及一些相关的应用。
一、基本概念一元二次不等式是形如 ax^2 + bx + c > 0 (或 < 0 或≥ 0 或≤ 0)的不等式,其中 a、b、c 是实数(a ≠ 0)。
在解一元二次不等式之前,我们需要了解一些基本概念。
1. 判别式对于一元二次不等式 ax^2 + bx + c > 0,判别式Δ = b^2 - 4ac 是一个重要的指标。
当Δ > 0时,方程有两个不等的实数解;当Δ = 0 时,方程有一个实数解;而当Δ < 0 时,方程无实数解。
2. 开区间与闭区间在解一元二次不等式时,我们需要用到开区间和闭区间的概念。
开区间 (a, b) 表示实数 x 的取值范围为 a < x < b;闭区间 [a, b] 表示实数 x 的取值范围为a ≤ x ≤ b。
在计算中,根据具体问题选择合适的区间。
二、解一元二次不等式为了解一元二次不等式,我们分为三种情况进行讨论:开口向上的情形、开口向下的情形和特殊情形。
1. 开口向上的情形考虑不等式 ax^2 + bx + c > 0,其中 a > 0。
为了求解此类不等式,首先我们需要求出二次函数的零点,即求解方程 ax^2 + bx + c = 0。
当方程有实数解时,我们可以得到两个实数根 x1 和 x2。
然后,我们在这两个实数根的左右两侧进行讨论,确定不等式的解集。
2. 开口向下的情形考虑不等式 ax^2 + bx + c < 0,其中 a < 0。
与开口向上的情形类似,我们也需要先求解二次函数的零点,并在零点的左右两侧进行讨论。
3. 特殊情形特殊情况指的是不等式的判别式Δ = 0 或Δ < 0。
当Δ = 0 时,不等式有一个实数解,解集为该实数解所在的点;当Δ < 0 时,不等式无实数解,解集为空集。
一元二次函数定点式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述一元二次函数是数学中常见且重要的函数类型之一,其定义为y = ax^2 + bx + c,其中a、b、c 是实数常数且a 不等于零。
一元二次函数的图像呈现出特定的形状,通常为一个开口朝上或朝下的抛物线。
在本文中,我们将重点研究一元二次函数的定点式及其含义。
定点式是一种表示函数图像上顶点坐标的方式,它提供了关于函数最高或最低点的关键信息。
通过研究函数的定点式,我们可以更深入地理解一元二次函数的性质和变化规律。
本文旨在通过对一元二次函数定点式的探讨,让读者对这一函数类型有更全面的了解,并认识到定点式在函数分析和解题过程中的重要性。
同时,我们还将展望定点式的应用领域,探索更多与一元二次函数定点式相关的实际问题,并寻找使用定点式解决这些问题的可能性。
在下一节中,我们将首先介绍一元二次函数的定义,为后续讨论奠定基础。
1.2文章结构文章结构是指文章的组织结构和框架,它决定了文章内容的组织方式和展示顺序。
一个良好的文章结构能够帮助读者更好地理解文章主题,并且使文章更加连贯和有条理。
下面将介绍关于一元二次函数定点式的文章结构打算。
在本文中,文章的结构主要分为三个部分:引言、正文和结论。
引言部分(Chapter 1)是文章的开篇,目的是引导读者进入主题,并介绍文章的背景和意义。
具体包括以下几个方面的内容:1.1 概述:介绍一元二次函数的基本概念和定义,简要说明一元二次函数在数学中的重要性。
1.2 文章结构:详细说明本文的组织结构和框架,引导读者了解文章的整体布局和内容安排。
1.3 目的:明确本文的写作目的和研究问题,阐述对一元二次函数定点式的探索和分析。
1.4 总结:对引言部分进行总结,承接下文,为读者带来连贯的阅读体验。
正文部分(Chapter 2)是文章的核心部分,通过对一元二次函数定点式的定义、图像特点和含义进行详细解析,以展现该主题的全面性和深度。
具体包括以下几个方面的内容:2.1 一元二次函数的定义:介绍一元二次函数的基本形式和表达式,解释其在数学中的重要性和应用。
一元二次求最大值公式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:一元二次求最大值公式是数学中的一个重要概念,常常用于解决最优化问题和寻找峰值等情况。
在数学上,一元二次方程的一般形式为ax^2 + bx + c = 0,其中a、b、c为实数且a≠0。
而一元二次方程的最大值,则是指二次函数在其定义域内的最大值,通常通过求导来找到最大值点。
在一元二次方程中,我们通过计算二次项系数a来判断开口向上还是向下。
若a>0,则开口向上,此时二次函数的最小值即为顶点;若a<0,则开口向下,此时二次函数的最大值即为顶点。
要求一元二次方程的最大值,只需将二次项系数a取负号,即转化为-a来求解。
一元二次方程的最大值可以通过求导的方法来求解。
假设给定一个一元二次方程y = ax^2 + bx + c,首先求导得到y' = 2ax + b。
接着令y' = 0,得到x = -b/2a,即得到最大值点的横坐标。
将x代入原方程即可求得最大值。
对于一些特殊的一元二次方程,我们可以直接通过顶点公式求出最大值。
一元二次函数y = ax^2 + bx + c的最大值为c - b^2/4a。
这个公式通过二次函数的完全平方式得到,直接用于求解二次函数的最大值点,更加简洁。
在现实生活中,一元二次求最大值公式常常用于解决一些实际问题。
比如工程问题中需要求解最大承重,经济学中的最大利润,以及物理学中的最大速度等等,都可以通过一元二次求最大值公式来解决。
一元二次求最大值公式是数学中一个重要的概念,可以帮助我们解决各种实际问题。
通过求导或者顶点公式,我们可以找到一元二次函数的最大值点,从而得到最优解。
希望大家能够掌握这个公式,应用到实际生活中,解决一些实际问题。
第二篇示例:一元二次求最大值公式是求解二次函数在定义域内取得最大值的方法。
在数学上,一元二次函数的一般形式为:f(x) = ax^2 + bx + c,其中a、b、c为常数,且a≠0。
一元二次函数区间最值问题1. 引言嘿,朋友们,今天我们来聊聊一个有趣又重要的话题,那就是一元二次函数的区间最值问题。
听起来是不是有点高深?别担心,咱们轻轻松松来。
你知道的,数学有时候就像一碗汤,热乎乎的,但要是太浓了,喝不下去,那就得调味一下。
我们一起来调调味,看看这个问题到底怎么回事。
1.1 一元二次函数是什么首先,一元二次函数,简单来说,就是形如 ( f(x) = ax^2 + bx + c ) 的函数,当然,( a ) 不能为零。
想象一下,这个函数就像是一条抛物线,有时候它是开口向上的,有时候是开口向下的。
比如说,咱们的生活就是这样的,有高兴,也有低谷,但总归是要找到最好的那一刻,对吧?这里的“最值”就是我们要追寻的目标。
1.2 为什么要找最值你问我,为什么要找最值呢?哦,这可重要了!在生活中,我们常常要做决策,比如说,在哪家餐厅吃饭,哪个地方旅行,甚至是在学习上怎么安排时间。
找到一个函数的最值,就像在寻找一个最好的选择,让我们把资源用得最合适,效果最好。
这就像是在玩游戏,谁不想拿到最高分呢?2. 区间最值的概念2.1 区间最值的定义好的,咱们再深入一点。
区间最值,就是在给定的区间里,找到函数的最大值和最小值。
就像是在赛场上,运动员们在规定的时间内比拼,谁能跑得最快,谁能跳得最高。
我们在一个闭区间 (a, b) 上,找到 ( f(x) ) 的最大和最小值,这就叫区间最值。
2.2 计算最值的方法那么,怎么计算这个最值呢?嘿,简单!我们首先得找出函数的导数,看看在哪些点上,函数可能有变化。
导数为零的点,通常是最值的候选者。
接着,我们还得检查区间的边界点,哦,别忘了,这可不能漏掉!最终,把所有候选者的值都算上,就能找到那个“终极冠军”了。
3. 例子分析3.1 实际例子让我们举个例子吧,假设我们有一个函数 ( f(x) = 2x^2 + 4x + 1 ),我们想在区间(0, 3) 上找最值。
先算导数 ( f'(x) = 4x + 4 ),然后让它等于零,得出 ( x = 1 )。
二次函数的最值点与最值问题二次函数是高中数学中的重要概念之一,它在数学建模、物理问题以及经济学中的应用广泛。
在研究二次函数的性质时,我们常常关注它的最值点和最值问题。
本文将重点讨论二次函数的最值点与最值问题,并探究如何求解。
一、二次函数的最值点二次函数的最值点是指在函数曲线上局部最高或局部最低的点。
这些点被称为顶点或拐点。
对于一般形式的二次函数f(x) = ax^2 + bx + c,其中a ≠ 0,顶点坐标可以通过以下公式求得:Vertex_x = -b / 2aVertex_y = f(Vertex_x)在求解最值点时,我们首先需要判断二次函数的开口方向。
当a > 0时,二次函数开口向上;当a < 0时,二次函数开口向下。
知道开口方向后,我们可以通过计算顶点坐标来确定最值点的位置。
举个例子,考虑二次函数f(x) = x^2 + 2x + 1。
首先,根据a的值为1,我们得知此函数开口向上。
然后,根据公式求解顶点坐标:Vertex_x = -2 / (2*1) = -1Vertex_y = f(-1) = (-1)^2 + 2(-1) + 1 = 0因此,二次函数f(x) = x^2 + 2x + 1的最值点为(-1, 0),即顶点位于坐标系中点(-1, 0)的位置。
二、二次函数的最值问题除了求解最值点的坐标,我们还经常遇到二次函数的最值问题。
最值问题包括求解二次函数的最大值和最小值。
在数学建模和实际问题中,这些最值点往往代表了问题的极端点,具有重要的意义。
对于一般形式的二次函数f(x) = ax^2 + bx + c,最值问题可以通过以下步骤求解:1. 判断二次函数的开口方向。
当a > 0时,二次函数开口向上;当a < 0时,二次函数开口向下。
2. 找到最值点的横坐标。
根据二次函数的最值点公式,我们可以计算顶点的横坐标,即Vertex_x = -b / 2a。
3. 根据二次函数的开口方向,确定最大值或最小值。
二次函数的最值和区间
最值问题
对于一个二次函数 $f(x) = ax^2 + bx + c$,其中 $a$、$b$、
$c$ 是实数且 $a \neq 0$。
我们可以通过求导数或配方法求出函数的
最值。
最值的判断
首先,我们来判断二次函数的最值。
如果 $a > 0$,则二次函
数开口向上,最值为最小值;如果$a < 0$,则二次函数开口向下,最值为最大值。
最值的计算
要计算二次函数的最值,可以通过以下步骤:
1. 求出顶点坐标:函数的顶点坐标为 $(h, k)$,其中 $h = -
\frac{b}{2a}$,$k = f(h)$。
2. 判断最值类型:根据 $a$ 的正负判断最值类型。
3. 计算最值:根据最值类型和顶点坐标求得最值。
区间问题
二次函数的定义域和值域也是我们需要关注的问题。
定义域
二次函数的定义域是 $x$ 的取值范围。
对于任意二次函数 $f(x) = ax^2 + bx + c$,其定义域为实数集 $\mathbb{R}$。
值域
二次函数的值域是$y$ 的取值范围。
对于开口向上的二次函数,值域为一切大于等于顶点 $k$ 的实数。
对于开口向下的二次函数,
值域为一切小于等于顶点 $k$ 的实数。
总结
二次函数的最值和区间问题是数学中一个基础但重要的概念。
通过计算最值和确定定义域、值域,我们可以更好地理解和分析二次函数的特性和应用。
希望本文对二次函数的最值和区间问题有所帮助!。
二次函数最值问题解题技巧二次函数最值问题是高中数学中常见的一类问题,也是中考、高考中经常出现的题型之一。
解题时需要掌握一些解题技巧,下面就介绍一些二次函数最值问题的解题技巧。
1. 求最值的方法二次函数的最值可以通过求解二次函数的顶点来得到,顶点即为最值点。
二次函数的顶点公式为:(-b/2a , f(-b/2a))。
其中,a、b、c分别为二次函数的系数,f(x)表示函数值。
2. 求最值的条件要求二次函数的最值,必须先要满足二次函数的a值不为0,否则该函数就不是二次函数。
其次,需要根据二次函数的符号来判断最值,当a>0时,函数的最小值为f(-b/2a),当a<0时,函数的最大值为f(-b/2a)。
3. 求最值的步骤求解二次函数的最值,一般可以分为以下几个步骤:(1)将二次函数化简为标准形式:y=ax+bx+c。
(2)求出二次函数的顶点坐标:(-b/2a , f(-b/2a))。
(3)判断二次函数的最值:当a>0时,函数的最小值为f(-b/2a);当a<0时,函数的最大值为f(-b/2a)。
(4)用最值来解题:根据题目要求,将二次函数的x值代入函数中求出对应的y值,从而得到函数的最值。
4. 拓展除了方法和步骤外,还有一些需要注意的点:(1)二次函数最值问题常常伴随着图像问题,需要将函数的图像画出来,从而更直观地理解问题。
(2)对于一些复杂的二次函数,可以借助计算器等工具来求解,但需要掌握求解方法和步骤。
(3)对于二次函数最值问题的解题,需要练习多种不同类型的题目,从而提高解题能力。
总之,掌握二次函数最值问题的解题技巧,需要学生在学习中不断积累,多加练习,从而提高数学解题能力。
一元二次函数b的正负1.引言1.1 概述一元二次函数是数学中常见的一种函数形式,其公式可以表示为f(x) = ax^2 + bx + c,其中a、b、c为常数,且a不等于0。
在这个函数中,b的取值对于函数的图像和性质有着重要的影响。
本文将探讨一元二次函数中b的正负对函数图像的变化和性质产生的影响。
通过分析和比较不同取值下的函数图像和性质,我们可以更全面地理解一元二次函数及其变化规律。
本文的目的是通过对b的正负的讨论,帮助读者深入理解一元二次函数,并为他们提供更多的数学思考和解决问题的方法。
在下面的内容中,我们将首先介绍一元二次函数的定义和性质,然后详细探讨b的正负对函数图像和性质的影响,最后总结并展望这些研究成果的意义和潜在的应用。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行讨论:1. 引言:首先,我们将简要介绍一元二次函数的定义和性质,以便读者对后续内容有所了解。
2. 正文:在正文部分,我们将详细探讨一元二次函数中系数b 的正负对函数图像的影响。
具体而言,我们将讨论如下几个方面:a. 系数b 的正负对函数图像的平移和翻转的影响;b. 系数b 的正负对函数图像的开口方向的影响;c. 系数b 的正负对函数图像的顶点位置的影响;d. 系数b 的正负对函数图像的对称性的影响。
3. 结论:在结论部分,我们将对一元二次函数中系数b 的正负的影响进行总结,强调其中的关键观点,并提供一些拓展展望。
通过以上结构的组织,本文将深入探讨一元二次函数中系数b 的正负对函数图像的影响,希望能够给读者提供更全面的理解和应用此类函数的能力。
1.3 目的:本文旨在探讨一元二次函数中参数b的正负对函数图像的影响。
通过了解一元二次函数的定义和性质,以及对b参数的正负进行分析,我们可以更好地理解一元二次函数的特点和变化规律。
具体地说,我们将通过以下几个方面来达到我们的目的:1. 系统梳理一元二次函数的定义和性质:在探讨b的正负之前,我们需要先了解一元二次函数的基本概念、定义和性质。
归纳初中数学所有的最值问题初中数学中的最值问题是指在给定条件下确定一个函数的最大值或最小值的数学问题。
这类问题常出现在代数、几何和概率统计等各个领域中。
最值问题涉及的知识点包括函数的最值、二次函数、三角函数、不等式、平方根函数、图像和方程,是数学学习中的重要内容之一。
在初中数学中,最值问题通常涉及以下几个方面:1.函数的最值在求一个函数的最大值或最小值时,需要先求出函数的导数,然后将导数等于零解方程,再将解代入原函数,找出极值点,最后用极值点和边界点比较确定最值。
这是求一元函数最值的一般方法。
2.二次函数的最值对于二次函数,其最值很容易通过求顶点来确定。
若二次函数是抛物线开口朝上的,则顶点为最小值点;若二次函数是抛物线开口朝下的,则顶点为最大值点。
3.三角函数的最值常见的三角函数包括正弦函数、余弦函数、正切函数等,它们在特定区间内有最大值和最小值。
通过观察周期性和对称性,结合函数图像,可以很容易确定三角函数的最值点。
4.不等式求最值在不等式中,也经常需要求出不等式的最大值或最小值。
这种情况下,可以通过化简不等式、取对数、使用平方差公式等方法来求解。
同时,在不等式的求解方法中,对绝对值不等式的处理也是不可或缺的内容。
5.平方根函数的最值平方根函数是一个中心在(0,0)的奇函数,其图像是以原点对称的。
通过观察平方根函数的图像和性质,可以确定其最值点。
6.图像和方程利用图像和方程求解最值问题,通常是在几何解题和函数求值中应用频繁的方法。
通过观察函数的图像和方程的关系,可以找出函数在给定区间内的最大值和最小值。
最值问题在初中数学中占有重要的地位。
它不仅涉及到数学知识的运用,还有助于培养学生的逻辑思维、分析问题和解决问题的能力。
而且最值问题也为中学数学学习打下了坚实的基础,为学生将来更深入的数学学习奠定了稳固的基础。
在教学中,师生可以通过具体的案例和实际生活中的问题来讲解最值问题,使学生能够更好地理解和掌握这一知识点。
怎么求一元二次函数的最大值和最小值
一般来说,如果这个一元二次函数的定义域是 R 的话:
(1)函数开口向上,即a>0 时,则没有最大值,只有最小值,即函数的顶点,可用函数的顶点公式:
(-b/2a,(4ac-b^2)/4a)来求.
(2)函数开口向上 ,即 a<0 时,则没有最小值 ,只有最大值,求法同上.
若该函数的定义域不是 R 的话:
(1)函数开口向上 ,即 a>0 时:
(2)①当-b/2a 在定义域内时 ,有最小值 ,再看定义域区间
假设是闭区间 [m,n],若-b/2a>(n+m)/2,则最大值
是x=m 时的函数值,若-b/2a<(n+m)/2,则相反,若
两者相同 ,则最大值即是端点值。
(3)当定义域区间是开区间( m,n)时,则无最大值还有就是区间是半开半闭的情况时,即[m,n)或
(m,n]时,按上面闭区间的方法计算 ,但若 x 取不
到,则没有最大值。
(4)②当-b/2a不在定义域内时,
假设是闭区间 [m,n],则最小值和最小值就是两
个端点值 ,算一下再比较大小就行,
当定义域区间是开区间(m,n)时,则无最大最小
值
当区间是半开半闭的情况 ,即[m,n)或(m,n]时,按
上面闭区间的方法计算 ,关键是看能不能取到 ,
但肯定是只有一个最值的
至于函数开口向下 ,即 a<0的情况,上面的看懂了就会了
其实最方便的还是画个草图 ,分情况讨论一下就行了 ,算二次函数的最值问题只要不弄错定义域,情况分清楚,不讨论错还是很简单的。
二次函数最值公式
1 二次函数
二次函数常见形式为:y=ax²+bx+c(a≠0),其中a、b、c为实数且a ≠ 0。
二次函数主要用来分析平面上物体的位置把握、研究加速度的变化等问题。
2 二次函数的最值问题
二次函数有最大值和最小值两种,而求出最大值和最小值的核心就是求函数的极值点,即求二次函数最值公式。
2.1 求出最值公式
当ax²+bx+c(a≠0)为二次函数时,最值公式如下:
极大值:x=-b/2a
极小值:x=-b/2a
此外,在求函数的极值点时,还可以根据a的正负号分析出极小值和极大值的存在性:
a>0时,极小值存在,极大值不存在;
a<0时,极小值不存在,极大值存在。
2.2 二次函数最值的应用
(1)在物理学中可以用来模拟波形,比如用来模拟圆周运动中小
球轨迹。
(2)二次函数也可以用来解释高考全国统一考试,因为考点水平
取决于年度基础知识,越近出题越难,可用一元二次函数拟合。
(3)二次函数最值还适用于经济学中分析企业销售的价格、产量,以及用于分析物价曲线和供求关系。
专题11 一元二次函数的最值问题一、知识点精讲1.二次函数2 (0)y ax bx c a =++≠的最值.二次函数在自变量x 取任意实数时的最值情况(当0a >时,函数在2b x a =-处取得最小值244ac b a -,无最大值;当0a <时,函数在2b x a =-处取得最大值244ac b a-,无最小值.2.二次函数最大值或最小值的求法.第一步确定a 的符号,a >0有最小值,a <0有最大值; 第二步配方求顶点,顶点的纵坐标即为对应的最大值或最小值. 3.求二次函数在某一范围内的最值.如:2y ax bx c =++在m x n ≤≤(其中m n <)的最值.第一步:先通过配方,求出函数图象的对称轴:0x x =; 第二步:讨论:[1]若0a >时求最小值或0a <时求最大值,需分三种情况讨论: ①对称轴小于m 即0x m <,即对称轴在m x n ≤≤的左侧; ②对称轴0m x n ≤≤,即对称轴在m x n ≤≤的内部; ③对称轴大于n 即0x n >,即对称轴在m x n ≤≤的右侧。
[2] 若0a >时求最大值或0a <时求最小值,需分两种情况讨论:①对称轴02m nx +≤,即对称轴在m x n ≤≤的中点的左侧; ②对称轴02m nx +>,即对称轴在m x n ≤≤的中点的右侧;说明:求二次函数在某一范围内的最值,要注意对称轴与自变量的取值范围相应位置,具体情况。
二、典例精析【典例1】求下列函数的最大值或最小值.(1)5322--=x x y ; (2)432+--=x x y . 【答案】见解析【分析】:由于函数5322--=x x y 和432+--=x x y 的自变量x 的取值范围是全体实数,所以只要确定它们的图象有最高点或最低点,就可以确定函数有最大值或最小值.【解析】:(1)因为二次函数5322--=x x y 中的二次项系数2>0,所以抛物线5322--=x x y 有最低点,即函数有最小值.因为5322--=x x y =849)43(22--x ,所以当43=x 时,函数5322--=x x y 有最小值是849-. (2)因为二次函数432+--=x x y 中的二次项系数-1<0,所以抛物线432+--=x x y 有最高点,即函数有最大值.因为432+--=x x y =425)23(2++-x ,所以当23-=x 时,函数432+--=x x y 有最大值425 【典例2】当12x ≤≤时,求函数21y x x =--+的最大值和最小值. 【答案】见解析 【解析】:作出函数的图象.当1x =时,min 1y =-,当2x =时,max 5y =-.【说明】:二次函数在自变量x 的给定范围内,对应的图象是抛物线上的一段.那么最高点的纵坐标即为函数的最大值,最低点的纵坐标即为函数的最小值.根据二次函数对称轴的位置,函数在所给自变量x 的范围的图象形状各异.下面给出一些常见情况:【典例3】当0x ≥时,求函数(2)y x x =--的取值范围. 【答案】见解析 【解析】:作出函数2(2)2y x x x x =--=-在0x ≥内的图象.可以看出:当1x =时,min1y =-,无最大值.所以,当0x ≥时,函数的取值范围是1y ≥-. 【典例4】当1t x t ≤≤+时,求函数21522y x x =--的最小值(其中t 为常数). 【答案】见解析【分析】:由于x 所给的范围随着t 的变化而变化,所以需要比较对称轴与其范围的相对位置.【解析】:函数21522y x x =--的对称轴为1x =.画出其草图. (1) 当对称轴在所给范围左侧.即1t >时:当x t =时,2min 1522y t t =--;(2) 当对称轴在所给范围之间.即1101t t t ≤≤+⇒≤≤时: 当1x =时,2min 1511322y =⨯--=-; (3) 当对称轴在所给范围右侧.即110t t +<⇒<时:当1x t =+时,22min 151(1)(1)3222y t t t =+-+-=-.综上所述:2213,023,0115,122t t y t t t t ⎧-<⎪⎪=-≤≤⎨⎪⎪-->⎩ 【典例5】某商场以每件30元的价格购进一种商品,试销中发现这种商品每天的销售量m (件)与每件的销售价x (元)满足一次函数1623,3054m x x =-≤≤.(1) 写出商场卖这种商品每天的销售利润y 与每件销售价x 之间的函数关系式;(2) 若商场要想每天获得最大销售利润,每件商品的售价定为多少最合适?最大销售利润为多少? 【答案】见解析【解析】(1) 由已知得每件商品的销售利润为(30)x -元,那么m 件的销售利润为(30)y m x =-,又1623m x =-.2 (30)(1623)32524860,3054y x x x x x ∴=--=-+-≤≤(2) 由(1)知对称轴为42x =,位于x 的范围内,另抛物线开口向下∴当42x =时,2max 342252424860432y =-⨯+⨯-=∴当每件商品的售价定为42元时每天有最大销售利润,最大销售利润为432元.三、对点精练1.抛物线2(4)23y x m x m =--+-,当m = _____ 时,图象的顶点在y 轴上;当m = _____ 时,图象的顶点在x 轴上;当m = _____ 时,图象过原点. 【答案】4,14或2,32【解析】当m=4时图象的顶点在y 轴上,当m =14或2时,图象的顶点在x 轴上,当m =32时图象过原点。
第7章 二次函数的最值问题【知识衔接】————初中知识回顾————二次函数的增减性当0a >时,在对称轴左侧,y 随着x 的增大而减少;在对称轴右侧,y 随着x 的增大而增大;当0a <时,在对称轴左侧,y 随着x 的增大而增大;在对称轴右侧,y 随着x 的增大而减少. 二次函数的最值 一般二次函数求最值根据最值公式计算即可,或把对称轴代入表达式,对应的函数值就是最值。
————高中知识链接————给定自变量取值范围求二次函数的最值①如果给定的范围在对称轴的一侧,只需要计算两个端点的函数值,两个值中最大的为最大值,最小的为最小值。
②如果给定的范围包含对称轴,需要计算两个端点的函数值和顶点的纵坐标,三个值中最大的为最大值,最小的为最小值。
具体归纳如下:1、一元二次函数)0(2≠++=a c bx ax y044,02min<-=>••a a b ac y a 时,ab ac y 442max -=2、一元二次函数)0()(2>++==a c bx ax x f y 在区间[m,n]上的最值。
1°当m ab<-2 ,)()(),()(min max m f x f n f x f ==2°当22n m a b m +≤-≤,a b ac x f n f x f 44)(),()(2min max -==3°当n ab n m ≤-<+22时, a bac x f m f x f 44)(),()(2min max -==4°n ab>-2时, )()(),()(min max n f x f m f x f ==3、一元二次函数)0()(2<++==a c bx ax x f y 在区间[m,n]上的最值类比2可求得。
【经典题型】初中经典题型1.如图,在平面直角坐标系中,菱形OABC 的顶点A 在x 轴正半轴上,顶点C 的坐标为(4,3).D 是抛物线26y x x =-+上一点,且在x 轴上方.则△BCD 的最大值为 .【答案】152.2.已知当x 1=a ,x 2=b ,x 3=c 时,二次函数21y x mx 2=+对应的函数值分别为y 1,y 2,y 3,若正整数a ,b ,c 恰好是一个三角形的三边长,且当a <b <c 时,都有y 1<y 2<y 3,则实数m 的取值范围是 . 【答案】5m >2-.3.已知二次函数2y x bx c =++(b ,c 为常数). (Ⅰ)当b =2,c =-3时,求二次函数的最小值;(Ⅱ)当c =5时,若在函数值y =1的情况下,只有一个自变量x 的值与其对应,求此时二次函数的解析式; (Ⅲ)当c=b 2时,若在自变量x 的值满足b≤x≤b+3的情况下,与其对应的函数值y 的最小值为21,求此时二次函数的解析式.【答案】(Ⅰ)二次函数取得最小值-4. (Ⅱ)542++=x x y 或542+-=x x y .(Ⅲ)772++=x x y 或1642+-=x x y .(Ⅲ)当c=b 2时,二次函数的解析式为22b bx x y ++=,它的图象是开口向上,对称轴为2bx -=的抛物线.分三种情况进行讨论,①对称轴位于b≤x≤b+3范围的左侧时,即2b-<b ;②对称轴位于b≤x≤b+3这个范围时,即b≤2b-≤b+3;③对称轴位于b≤x≤b+3范围的右侧时,即2b ->b+3,根据列出的不等式求得b 的取值范围,再根据x 的取值范围b≤x≤b+3、函数的增减性及对应的函数值y 的最小值为21可列方程求b 的值(不合题意的舍去),求得b 的值代入也就求得了函数的表达式.(Ⅲ)当c=b 2时,二次函数的解析式为22b bx x y ++=.它的图象是开口向上,对称轴为2bx -=的抛物线. ①若2b-<b 时,即b >0, 在自变量x 的值满足b≤x≤b+3的情况下,与其对应的函数值y 随x 的增大而增大,故当x=b 时,2223b b b b b y =+⋅+=为最小值.∴2132=b ,解得 71=b ,72-=b (舍去).②若b≤2b-≤b+3,即-2≤b≤0, 当x=2b -时,22243)2()2(b b b b b y =+-⋅+-=为最小值.∴21432=b ,解得 721=b (舍去),722-=b (舍去).高中经典题型1.二次函数213222y x x =-++的图象如图所示,当﹣1≤x≤0时,该函数的最大值是( )A .3.125B .4C .2D .0【答案】C .2.已知函数()42f x x x x =-+,存在3210x x x >>≥,使得()()()123f x f x f x ==,则()123x x f x ⋅⋅的取值范围是__________. 【答案】()64,81 【解析】根据题意, ()222,442{ 6,4x x x f x x x x x x x -≥=-+=-+<,由图象可知, 126,x x +=()()()1231116x x f x x x f x ∴⋅⋅=⋅-⋅ ()()2111166x x x x =⋅-⋅-+= ()22116x x -+=()22139x ⎡⎤--+⎣⎦, ()()21123,398,9x x <<∴--+∈, ()()12364,81x x f x ∴⋅⋅∈,故答案为()64,81. 3.已知函数,其中为常数.(1)若函数在区间上单调递减,求实数的取值范围; (2)若,都有,求实数的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】分析:(1)根据二次函数性质得对称轴不在区间 内,解不等式可得实数的取值范围,(2) 根据二次函数图像得得在x 轴上方,即,解得实数的取值范围.详解:(1)因为开口向上,所以该函数的对称轴是因此,解得所以的取值范围是. (2)因为恒成立,所以,整理得解得因此,的取值范围是.4.如图,抛物线21251233y x x =-++与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C .若点P 是线段AC 上方的抛物线上一动点,当△ACP 的面积取得最大值时,点P 的坐标是( )A .(4,3)B .(5,3512)C .(4,3512) D .(5,3) 【答案】C .【分析】连接PC 、PO 、P A ,设点P 坐标(m ,21251233m m -++),根据S △P AC =S △PCO +S △POA ﹣S △AOC 构建二次函数,利用函数性质即可解决问题.【解析】连接PC 、PO 、P A ,设点P 坐标(m ,21251233m m -++) 令x =0,则y =53,点C 坐标(0,53),令y =0则212501233x x -++=,解得x =﹣2或10,∴点A 坐标(10,0),点B 坐标(﹣2,0),∴S △P AC =S △PCO +S △POA ﹣S △AOC =21511251510()10232123323m m m ⨯+⨯⨯-++-⨯⨯=25125(5)1212m --+,∴x =5时,△P AC 面积最大值为12512,此时点P 坐标(5,3512).故选C .【实战演练】————先作初中题 —— 夯实基础————A 组1.已知二次函数2()1y x h =-+(h 为常数),在自变量x 的值满足1≤x ≤3的情况下,与其对应的函数值y 的最小值为5,则h 的值为( )A .1或﹣5B .﹣1或5C .1或﹣3D .1或3 【答案】B .【分析】由解析式可知该函数在x =h 时取得最小值1、x >h 时,y 随x 的增大而增大、当x <h 时,y 随x的增大而减小,根据1≤x≤3时,函数的最小值为5可分如下两种情况:①若h<1≤x≤3,x=1时,y取得最小值5;②若1≤x≤3<h,当x=3时,y取得最小值5,分别列出关于h的方程求解即可.2.一次函数与二次函数交于x轴上一点,则当时,二次函数的最小值为( )A.15 B.-15 C.16 D.-16【答案】D【解析】分析:首先根据一次函数得出与x轴的交点坐标,从而得出二次函数的解析式,根据二次函数的增减性得出函数的最值.详解:根据一次函数解析式可得与x轴的交点坐标为(-5,0),将(-5,0)代入二次函数可得:25-10-b=0,解得:b=15,∴二次函数的解析式为:,∴在中当x=-1时,函数的最小值为-16,故选D.点睛:本题主要考查的是二次函数的性质以及一次函数与x轴的交点坐标问题,属于中等难度题型.解决这个问题的关键就是得出一次函数与x轴的交点,从而得出二次函数解析式.3.二次函数y=x2-2x-3,当m-2≤x≤m时函数有最大值5,则m的值可能为___________【答案】0或4【解析】分析:根据二次函数的图像和解析式,判断出函数的最值的自变量x的值,然后根据m的范围求出m的值即可.详解:令y=5,可得x2-2x-3=5,解得x=-2或x=4所以m-2=-2,m=4即m=0或4.故答案为:0或4.点睛:此题主要考查了二次函数的最值,求二次函数的最大(小)值有三种方法,第一种可由图像直接得出,第二种配方法,第三种公式法,此题关键是根据最值构造一元二次方程求解.4.如图,点A,B的坐标分别为(1,4)和(4,4),抛物线y=a(x+m)2+n的顶点在线段AB上,与x轴交于C,D两点(C在D的左侧),点C的横坐标最小值为﹣3,则点D的横坐标的最大值为______.【答案】8【解析】分析:当C点横坐标最小时,抛物线顶点必为A(1,4),根据此时抛物线的对称轴,可判断出CD 间的距离;当D点横坐标最大时,抛物线顶点为B(4,4),再根据此时抛物线的对称轴及CD的长,可判断出D点横坐标最大值.详解:当点C横坐标为−3时,抛物线顶点为A(1,4),对称轴为x=1,此时D点横坐标为5,则CD=8;当抛物线顶点为B(4,4)时,抛物线对称轴为x=4,且CD=8,故C(0,0),D(8,0);由于此时D点横坐标最大,故点D的横坐标最大值为8;故选:D.点睛:本题主要考查二次函数的性质,待定系数法求二次函数的解析式,用直接开平方法解一元二次等知识点,理解题意并根据已知求二次函数的解析式是解此题的关键.5.已知二次函数,当时,函数值的最小值为,则的值是________.【答案】或【解析】分析:将二次函数配方成顶点式,分m<-1、m>2和-1≤m≤2三种情况,根据y的最小值为-2,结合二次函数的性质求解可得.详解:y=x²−2mx=(x−m)²−m²,①若m<−1,当x=−1时,y=1+2m=−2,解得:m=−;②若m>2,当x=2时,y=4−4m=−2,解得:m=<2(舍);③若−1⩽m⩽2,当x=m时,y=−m2=−2,解得:m=或m=−<−1(舍),∴m的值为−或,故答案为:−或.点睛:本题主要考查了二次函数的最值,根据二次函数的增减性分类讨论是解答本题的关键.6.若实数a,b满足a+b2=1,则2a2+7b2的最小值是_____.【答案】2【解析】分析:根据得到代入所求式子,用配方法即可求出最小值.详解:∵∴,∴∵∴∴当,即b=0时,的值最小.∴最小值是2.7.在平面直角坐标系中,一次函数y=x+3的图象与x轴交于点A,二次函数y=x2+mx+n的图象经过点A.(1)当m=4时,求n的值;(2)设m=﹣2,当﹣3≤x≤0时,求二次函数y=x2+mx+n的最小值;(3)当﹣3≤x≤0时,若二次函数﹣3≤x≤0时的最小值为﹣4,求m、n的值.【答案】(1)3(2)-15(3)m=2,n=-3【解析】分析:(1)根据一次函数与x轴的交点,求出A点的坐标,然后把A点坐标和m的值代入可求出n 的值;(2)表示出二次函数的对称轴,由m的值以及二次函数的图像与性质得到二次函数的最值;(3)根据函数的对称轴的位置,分类讨论即可求出m、n的值.详解:(1)当y=x+3=0时,x=﹣3,∴点A的坐标为(﹣3,0).∵二次函数y=x2+mx+n的图象经过点A,∴0=9﹣3m+n,即n=3m﹣9,∴当m=4时,n=3m﹣9=3.(2)抛物线的对称轴为直线x=﹣,当m=﹣2时,对称轴为x=1,n=3m﹣9=﹣15,∴当﹣3≤x≤0时,y随x的增大而减小,∴当x=0时,二次函数y=x2+mx+n的最小值为﹣15.(3)①当对称轴﹣≤﹣3,即m≥6时,如图1所示.在﹣3≤x≤0中,y=x2+mx+n的最小值为0,∴此情况不合题意;②当﹣3<﹣<0,即0<m<6时,如图2,有,解得:或(舍去),∴m=2、n=﹣3;③当﹣≥0,即m≤0时,如图3,有,解得:(舍去).综上所述:m=2,n=﹣3.点睛:此题主要考查了二次函数与一次函数的综合,正确判断二次函数的对称轴,以及函数的图像与性质,利用二次函数的图像与性质判断其最值是关键,解题时应用到分类讨论思想和方程思想.8.如图, 已知抛物线经过A(-2,0)、B(4,0)、C(0,4)三点.(1)求此抛物线的解析式;(2)此抛物线有最大值还是最小值?请求出其最大或最小值;(3)若点D(2,m)在此抛物线上,在y轴的正半轴上是否存在点P,使得△BDP是等腰三角形?若存在,请求出所有符合条件的P点的坐标;若不存在,请说明理由.学科-网【答案】(1);(2)最大值为;(3)符合条件的点的坐标为或.【解析】分析:(1)将A(-2,0)、B(4,0)、C(0,4)代入y=ax2+bx+c,运用待定系数法即可求出此抛物线的解析式;(2)由于二次项系数a=-<0,所以抛物线有最大值,最大值为,代入计算即可;(3)先将点D(2,m)代入(1)中所求的抛物线的解析式,求出m的值,得到点D的坐标,然后假设在y轴的正半轴上存在点P(0,y)(y>0),使得△BDP是等腰三角形,再分三种情况进行讨论:①PB=PD;②BP=BD;③DP=DB;每一种情况都可以根据两点间的距离公式列出关于y的方程,解方程即可.详解:(1)将A(-2,0)、B(4,0)、C(0,4)代入y=ax2+bx+c,得,解得:,所以此抛物线的解析式为y=-x2+x+4;(2)∵y=-x2+x+4,a=-<0,∴抛物线有最大值,最大值为;(3)∵点D(2,m)在抛物线y=-x2+x+4上,∴m=-×22+2+4=4,∴D(2,4),∵B(4,0),∴BD=.假设在y轴的正半轴上存在点P(0,y)(y>0),使得△BDP是等腰三角形,分三种情况:①如果PB=PD,那么42+y2=22+(y-4)2,解得y=,所以P1(0,);②如果BP=BD ,那么42+y 2=20,解得y=±2(负值舍去),所以P 2(0,2);③如果DP=DB ,那么22+(y-4)2=20,解得y=0或8,y=0不合题意舍去,y=8时,(0,8)与D ,B 三点共线,不合题意舍去;学=科网综上可知,所有符合条件的P 点的坐标为P 1(0,),P 2(0,2).点睛:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有运用待定系数法求抛物线的解析式,抛物线的最值的求法,等腰三角形的性质等知识,难度适中.运用分类讨论、方程思想是解题的关键.————再战高中题 —— 能力提升————B 组1、函数242-+-=x x y 在区间]4,1[上的最小值是( )A 、-7B 、-4C 、-2D 、2 2、已知函数322+-=x x y 在闭区间[0,m]上有最大值3,最小值2,则m 的取值范围是( )A 、),1[+∞B 、[0,2]C 、[1,2]D 、]2,(-∞ 3、如果函数c bx x x f ++=2)(对任意实数都有)2()2(t f t f -=+,那么( )A 、)4()1()2(f f f <<B 、)4()2()1(f f f <<C 、)1()4()2(f f f <<D 、)1()2()4(f f f <<4、若0,0≥≥y x ,且12=+y x ,那么232y x z +=的最小值为( )A 、2B 、43C 、32D 、05、设21,,x x R m ∈是方程01222=-+-m mx x 的两个实数根,则2221x x +的最小值是 。
例3.当x_0时,求函数y =「x(2-x)的取值范围. 解:作出函数y =-x(2 -x) = x 2 -2x 在x_0内的图象.二次函数的最值问题二次函数 y =ax ? +bx + c ( a HO)是初中函数的主要内容,也是高中学习的重要基 础•在初中阶段大家已经知道:二次函数在自变量x 取任意实数时的最值情况(当a ■ 0时,2函数在x=-—处取得最小值4a 仝旦,无最大值;当acO 时,函数在x=-—处取得2a4a2a本节我们将在这个基础上继续学习当自变量x 在某个范围内取值时,函数的最值问题.同时还将学习二次函数的最值问题在实际生活中的简单应用.二次函数求最值(一般范围类)例1 •当-2玉x 玄2时,求函数y = x 2 - 2x - 3的最大值和最小值. 分析:作出函数在所给范围的及其对称轴的草图, 观察图象的最高点和最低点, 由此得到函数的最大值、最小值及函数取到最值时相应自变量x 的值._ -4,当X _ -2 时,y max 二 5 •例2.当1乞X 乞2时,求函数y = -X 2 - XT 的最大值和最小值.解:作出函数的图象•当x=1时,y min - -1,当x =2时,y max 一 -5 .由上述两例可以看到, 二次函数在自变量 x 的给定范围内,对应的图象是抛物线上的一 段.那么最高点的纵坐标即为函数的最大值,最低点的纵坐标即为函数的最小值.根据二次函数对称轴的位置, 函数在所给自变量 x 的范围的图象形状各异. 下面给出- 些常见情况:最大值4ac -b 2 4a无最小值.解:ymin1 25 解:函数y x -x的对称轴为x = 1 .画出其草图.221 5 (1)当对称轴在所给范围左侧•即t .1时: 当x =t 时,y mint 2-t- 22⑵ 当对称轴在所给范围之间•即t _ 1 _ t • 1二0 _ t _ 1时:1 2 5当 x = 1 时,y min=2 1一1—㊁二一3 ; ⑶ 当对称轴在所给范围右侧•即 t 1 .^= t :. 0时:1 25 1 2 当 X =t 1 时,y min (t 1)2 - (t 1) t 2 -3 .1 2—t — 3,t < 0 2y - -3,0 zt ^132 —t —5,t>1 .2 2在实际生活中,我们也会遇到一些与二次函数有关的问题:二次函数求最值(经济类问题)例1•为了扩大内需,让惠于农民,丰富农民的业余生活,鼓励送彩电下乡,国家决定 对购买彩电的农户实行政府补贴. 规定每购买一台彩电, 政府补贴若干元,经调查某商场销 售彩电台数y (台)与补贴款额x (元)之间大致满足如图①所示的一次函数关系•随着补 贴款额x 的不断增大,销售量也不断增加,但每台彩电的收益 Z (元)会相应降低且Z 与x 之间也大致满足如图②所示的一次函数关系.置.可以看出:当X =1时,y min 二-1,无最大值. 所以,当x _ 0时,函数的取值范围是 y _ -1 •例4.当t 乞X 乞t • 1时,求函数- x -号的最小值(其中t 为常数).分析:由于X 所给的范围随着t 的变化而变化,所以需要比较对称轴与其范围的相对位综上所述:政府补贴款额x 之间的函数关系式; (3)要使该商场销售彩电的总收益 w (元)最大,政府应将每台补贴款额 x 定为多少?并求出总收益 w 的最大值.分析:(1)政府未出台补贴措施前,商场销售彩电台数为 800台,每台彩电的收益为200元;(2)禾U 用两个图像中提供的点的坐标求各自的解析式; (3)商场销售彩电的总收益=商场销售彩电台数X 每台家电的收益,将( 2)中的关系式代入得到二次函数,再求二次函数的最大值.解:(1)该商场销售家电的总收益为800 200=160000 (元);(2 )依题意可设 y =k ,x 800 , Z =k 2x 200 ,.有 400k , 800 =1200 ,1 1 200k2 200 =160,解得 k =1, k 2•所以 y =x 800 , Z x 200.55r 1、 1(3) W = yZ = (x 800) x 200(x-100)2 162000,政府应将每台补 I 5丿5贴款额x 定为100元,总收益有最大值,其最大值为162000元.说明:本题中有两个函数图像,在解题时要结合起来思考,不可顾此失彼例2•凯里市某大型酒店有包房 100间,在每天晚餐营业时间, 每间包房收包房费100 元时,包房便可全部租出;若每间包房收费提高20元,则减少10间包房租出,若每间包房收费再提高20元,则再减少10间包房租出,以每次提高 20元的这种方法变化下去.(1) 设每间包房收费提高 x (元),则每间包房的收入为 y 1 (元),但会减少y 2间包房 租出,请分别写出 y 1、y 2与x 之间的函数关系式.(2) 为了投资少而利润大,每间包房提高 x (元)后,设酒店老板每天晚餐包房总收 入为y (元),请写出y 与x 之间的函数关系式,求出每间包房每天晚餐应提高多少元可获 得最大包房费收入,并说明理由•分析:(1)提价后每间包房的收入=原每间包房收包房费 +每间包房收包房提高费,包房减少数=每间包房收包房提高费数量的一半;(2)酒店老板每天晚餐包房总收入=提价后每间包房的收入X 每天包房租出的数量,得到二次函数后再求y 取得最大值时x 的值.1解:(1) y 1 =100 x , y 2x ; 21 12(2) y =(100 • x ) "100 x )y (x -50)11250 ,因为提价前包房费总收入2 2(1)(2)为100X 100=10000,当x=50时,可获最大包房收入11250元,因为11250>10000又因为每次提价为20元,所以每间包房晚餐应提高40元或60元.说明:本题的答案有两个,但从“投资少而利润大”的角度来看,因尽量少租出包房,所以每间包房晚餐应提高60元应该更好•例3•某水产品养殖企业为指导该企业某种水产品的养殖和销售,对历年市场行情和水产品养殖情况进行了调查.调查发现这种水产品的每千克售价y1(元)与销售月份x (月)3满足关系式y1 = x 36,而其每千克成本y(元)与销售月份x (月)满足的函数关8系如图所示.y 2 (兀)(1) 试确定b 、c 的值;(2) 求出这种水产品每千克的利润 y (元)与销售月份x (月)之间的函数关系式;(3) “五•一”之前,几月份出售这种水产品每千克的利润最大?最大利润是多少?分析:(1)将点(3, 25), (4, 24)代入求 b 、c 的值;(2) y = y 1- y 2 ; (3)将(2) 中的二次函数配方为顶点式,再利用二次函数的增减性,在满足“五•一”之前的前提下求x 5 ,所以在4月份出售这种水产品每千克的利润最大.最大利润1 2 1 (4 -6)2 11 =10—(元). 8 2说明:本题在x = 6,即6月份时取得最大值,但题目要求在“五•一”之前,所以要 将二次函数配方为顶点式,利用二次函数的增减性来求解例4.某商场以每件 30元的价格购进一种商品,试销中发现这种商品每天的销售量(1)写出商场卖这种商品每天的销售利润(2)若商场要想每天获得最大销售利润, y 与每件销售价x 之间的函数关系式; 每件商品的售价定为多少最合适?最大销售利润为多少?解:(1)由已知得每件商品的销售利润为(x-30)元,那么m 件的销售利润为y 二m (x - 30),又m =162 -3x .m (件)与每件的销售价x (元)满足一次函数 m =162 —3x,30 空 x ^54 .解:(1 )由题意:25V 32 24三 423b c 4b c—7 ,解得 81c = 29 —I 2(2) y 十 -丫2=一3 x 36 _ 1X 2 _15 X 291 二-1 x 28 8 8 2 83- 2十2X一x 61 — 】(x 2 -12x 36) 4」6」一】(x-6)2 11. 2 8 2 2 8•- --0,•••抛物线开口向下.8在对称轴x = 6左侧y 随x 的增大而增大.由题意\17.y =(x-30)(162 -3x) =—3x 2 252x -4860,30 乞 x 乞 54(2)由⑴ 知对称轴为x = 42,位于x 的范围内,另抛物线开口向下2.当 x = 42时,y max - -3 42 252 42 -4860 =432.当每件商品的售价定为 42元时每天有最大销售利润,最大销售利润为432元.二次函数求最值(面积最值问题)例1.在矩形ABCD 中, AB=6cm BC=12cm 点P 从点A 出发,沿 AB 边向点B 以1cm/s 的速 度移动,同时点 Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度移动,如果 P 、Q 两点同时出 发,分别到达B 、C 两点后就停止移动.(1) 运动第t 秒时,△ PBQ 的面积y(cm2 )是多少?(2) 此时五边形 APQCD 勺面积是S(cm2 ),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量 的取值范围.(3) t 为何值时s 最小,最小值时多少? 答案:1 2(1) y = -(6 -t ) 2t 一t 6t2(2) S =6 12 一( 一t 2 6t )t 2 -6t • 72(0 ::t :::6) (3) S (t -3)2 63.当t =3时;S 有最小值等于63例2.小明的家门前有一块空地,空地外有一面长 10米的围墙,为了美化生活环境,小明的爸爸准备靠墙修建一个矩形花圃,他买回了32米长的不锈钢管准备作为花圃的围栏,为了浇花和赏花的方便,准备在花圃的中间再围出一条宽为一米的通道及在左右花圃各放一个 1米宽的门(木质).花圃的长与宽如何设计才能使花圃的面积最大?解:设花圃的宽为x 米,面积为S 平方米贝U 长为:32 -4x • 2 =34 -4x (米) 则:S=x(34-4x)--4x 2 34x••• 0 : 34—4x ^106*卫二 %-乎)2 4289而当6乞x 内,S 随x 的增大而减小,2 17 289•••当 X=6 时,S max 一 4(6 -二)2 = 60(平方米)4 4答:可设计成宽6米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大.例3.已知边长为4的正方形截去一个角后成为五边形 ABCD (如图),其中AF=2, BF=1.试在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积.1 2S = xy x 5x (2 _ x _ 4),此二次函数的图象开口向下,对称轴为x=5,•••当x W5时,函数值y 随x 的增大而增大,1 2对于2^x^4来说,当x=4时,S 最大4—5 4=12 .【评析】本题是一道代数几何综合题,把相似三角形与二次函数的知识有机的结合在一起, 能很好考查学生的综合应用能力•同时,也给学生探索解题思路留下了思维空间.例4.某人定制了一批地砖, 每块地砖(如图(1)所示)是边长为0.4米的正方形 ABCD 点 E F 分别在边BC 和CD 上, △ CFE △ ABE 和四边形 AEFD 均由单一材料制成, 制成△ CFE △ ABE 和四边形AEFD 勺三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,若将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影部分组成四边形EFGH(1) 判断图 ⑵ 中四边形EFGH1何形状,并说明理由;(2) E 、F 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省? 解:⑴四边形EFG!是正方形.图⑵ 可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C 点 按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的,故 CE=CF =CG• △CEF 等腰直角三角形 因此四边形EFGH 是正方形.(2)设CE=x ,则BE =0.4 — x ,每块地砖的费用为 y 元那么:y = X 」X30+ X 0.4 X (0.4 -x ) X 20+[0.16 - x - X 0.4 X (0.4 -x ) X 10]匚17 67 6,S 与x 的二次函数的顶点不在自变量 x 的范围内,解:设矩形PNDM 勺边DN=x NP=y, 则矩形PNDM 勺面积S=xy (2W x < 4) 易知 CN=4-x , EM=4-y .D 8HC2 2 2 2=10(x2 _0.2x 0.24)= 10(x -0.1)2 2.3 (0 ::: x :: 0.4)当x=0.1时,y有最小值,即费用为最省,此时CE=CF=0.1 .答:当CE=CF=0.1米时,总费用最省.。
一元二次函数的最值问题
一元二次函数的最值问题是高一知识中的一个重点、热点,也是同学们在学习过程中普遍感到困惑的一个难点,它考查了函数的单调性,以及数形结合、分类讨论等数学思想和方法。
下面对这一知识点进行简单总结。
一、一元二次函数在[m,n]上的最值
1. 设函数
(1)求函数f(x)在区间[m,n]上的最小值。
①当。
②当。
③当。
(2)求函数f(x)在区间[m,n]上的最大值。
①当
②当。
2. 设函数
(1)求函数f(x)在区间[m,n]上的最大值。
①当
②当
③当
(2)求函数f(x)在区间[m,n]上的最小值。
①当。
②当。
二、典型例题
1. 确定所给区间的单调性
例1 已知二次函数f(x)满足,且f(0)=0,f(1)=1,且在区间[m,n]上的值域是[m,n],求实数m,n的值。
解:∵二次函数f(x)满足
∴函数的对称轴为x=1
又因为,可设。
把f(0)=0代入得到a=-1,即
由题意知函数值域为
因此,函数在区间[m,n]上单调递增
∴或1,n=0或1
综合题意可得m=0,n=1
2. 已知二次函数图象开口方向,需要讨论函数对称轴。
例2 已知函数在区间[-1,2]上的最大值为4,求a的值。
解:函数,对称轴为x=-a。
①当时,
②当,即时,
综上所述,
3. 二次函数的解析式确定,但所给区间需要讨论。
例3 设函数的定义域为[t-2,t-1],,求函数的最小值的解析式。
解:(1)
①当
②当[t-2,t-1],即。
③,即3<t<4< span="">时,</t<4<>
4. 二次项系数的讨论。
例4 已知函数上的最大值为1,求a的值。
解:(1)当a=0时,,函数在区间上单调递减,
,不符合题意,所以舍去。
(2)当a>0时,
①当,符合题意。
②当(舍去)。
(3)当a<0时,。
①矛盾。
②时,
=(舍去)
③当(舍去)或。
综上所述可得。