中考数学点对点-最值问题(解析版)

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中考数学最值问题

专题知识点概述

在中学数学题中,最值题是常见题型,围绕最大(小)值所出的数学题是各种各样,就其解法,主要分为几何最值和代数最值两大部分。

一、解决几何最值问题的要领

(1)两点之间线段最短;

(2)直线外一点与直线上所有点的连线段中,垂线段最短;

(3)三角形两边之和大于第三边或三角形两边之差小于第三边(重合时取到最值)。

二、解决代数最值问题的方法要领

1.二次函数的最值公式

二次函数yaxbxc2(a、b、c为常数且a0)其性质中有

①若a0当xba2时,y有最小值。yacbamin442;

②若a0当xba2时,y有最大值。yacbamax442。

2.一次函数的增减性.一次函数ykxbk()0的自变量x的取值范围是全体实数,图象是一条直线,因而没有最大(小)值;但当mxn时,则一次函数的图象是一条线段,根据一次函数的增减性,就有最大(小)值。

3. 判别式法.根据题意构造一个关于未知数x的一元二次方程;再根据x是实数,推得0,进而求出y的取值范围,并由此得出y的最值。

4.构造函数法.“最值”问题中一般都存在某些变量变化的过程,因此它们的解往往离不开函数。

5. 利用非负数的性质.在实数范围内,显然有abkk22,当且仅当ab0时,等号成立,即abk22的最小值为k。

6. 零点区间讨论法.用“零点区间讨论法”消去函数y中绝对值符号,然后求出y在各个区间上的最大值,再加以比较,从中确定出整个定义域上的最大值。 第 2 页 共 37 页

7. 利用不等式与判别式求解.在不等式xa中,xa是最大值,在不等式xb中,xb是最小值。

8. “夹逼法”求最值.在解某些数学问题时,通过转化、变形和估计,将有关的量限制在某一数值范围内,再通过解不等式获取问题的答案,这一方法称为“夹逼法”。

例题解析与对点练习

【例题1】(2020•黑龙江)如图,在边长为1的菱形ABCD中,∠ABC=60°,将△ABD沿射线BD方向平移,得到△EFG,连接EC、GC.求EC+GC的最小值为 .

【答案】√3.

【解析】根据菱形的性质得到AB=1,∠ABD=30°,根据平移的性质得到EG=AB=1,EG∥AB,推出四边形EGCD是平行四边形,得到ED=GC,于是得到EC+GC的最小值=EC+GD的最小值,根据平移的性质得到点E在过点A且平行于BD的定直线上,作点D关于定直线的对称点M,连接CM交定直线于AE,解直角三角形即可得到结论.

∵在边长为1的菱形ABCD中,∠ABC=60°,

∴AB=CD=1,∠ABD=30°,

∵将△ABD沿射线BD的方向平移得到△EGF,

∴EG=AB=1,EG∥AB,

∵四边形ABCD是菱形,

∴AB=CD,AB∥CD,

∴∠BAD=120°,

∴EG=CD,EG∥CD, 第 3 页 共 37 页

∴四边形EGCD是平行四边形,

∴ED=GC,

∴EC+GC的最小值=EC+ED的最小值,

∵点E在过点A且平行于BD的定直线上,

∴作点D关于定直线的对称点M,连接CM交定直线于E,

则CM的长度即为EC+DE的最小值,

∵∠EAD=∠ADB=30°,AD=1,

∴∠ADM=60°,DH=MH=12AD=12,

∴DM=1,

∴DM=CD,

∵∠CDM=∠MDG+∠CDB=90°+30°=120°,

∴∠M=∠DCM=30°,

∴CM=2×√32CD=√3.

【对点练习】(2020•内江)如图,在矩形ABCD中,BC=10,∠ABD=30°,若点M、N分别是线段DB、AB上的两个动点,则AM+MN的最小值为 . 第 4 页 共 37 页

【答案】15.

【解析】作点A关于BD的对称点A′,连接MA′,BA′,过点A′H⊥AB于H.首先证明△ABA′是等边三角形,求出A′H,根据垂线段最短解决问题即可.

解:作点A关于BD的对称点A′,连接MA′,BA′,过点A′H⊥AB于H.

∵BA=BA′,∠ABD=∠DBA′=30°,

∴∠ABA′=60°,

∴△ABA′是等边三角形,

∵四边形ABCD是矩形,

∴AD=BC=10,

在Rt△ABD中,AB=𝐴𝐷𝑡𝑎𝑛30°=10√3,

∵A′H⊥AB,

∴AH=HB=5√3,

∴A′H=√3AH=15,

∵AM+MN=A′M+MN≤A′H, 第 5 页 共 37 页

∴AM+MN≤15,

∴AM+MN的最小值为15.

【例题2】(2020•襄阳)受新冠肺炎疫情影响,一水果种植专业户有大量成熟水果无法出售.“一方有难,八方支援”某水果经销商主动从该种植专业户购进甲,乙两种水果进行销售.专业户为了感谢经销商的援助,对甲种水果的出售价格根据购买量给予优惠,对乙种水果按25元/千克的价格出售.设经销商购进甲种水果x千克,付款y元,y与x之间的函数关系如图所示.

(1)直接写出当0≤x≤50和x>50时,y与x之间的函数关系式;

(2)若经销商计划一次性购进甲,乙两种水果共100千克,且甲种水果不少于40千克,但又不超过60千克.如何分配甲,乙两种水果的购进量,才能使经销商付款总金额w(元)最少?

(3)若甲,乙两种水果的销售价格分别为40元/千克和36元/千克.经销商按(2)中甲,乙两种水果购进量的分配比例购进两种水果共a千克,且销售完a千克水果获得的利润不少于1650元,求a的最小值.

【分析】(1)由图可知y与x的函数关系式是分段函数,待定系数法求解析式即可.

(2)设购进甲种水果为a千克,则购进乙种水果(100﹣a)千克,根据实际意义可以确定a的范围,结合付款总金额(元)与种水果的购进量之间的函数关系可以分类讨论最少费用为多少.

(3)根据(2)的结论列不等式解答即可.

【解析】(1)当0≤x≤50是,设y=kx,根据题意得50k=1500,

解得k=30;

∴y=30x;

当x>50时,设y=k1x+b, 第 6 页 共 37 页

根据题意得,

{50𝑘+𝑏=150070𝑘+𝑏=1980,解得{𝑘=24𝑏=300,

∴y=24x+3000.

∴y={30𝑥(0≤𝑥≤50)24𝑥+300(𝑥>50),

(2)设购进甲种水果为a千克,则购进乙种水果(100﹣a)千克,

∴40≤a≤60,

当40≤a≤50时,w1=30a+25(100﹣a)=5a+2500.

当a=40 时.wmin=2700 元,

当50<a≤60时,w2=24a+25(100﹣a)=﹣a+2500.

当a=60时,wmin=2440 元,

∵2440<2700,

∴当a=60时,总费用最少,最少总费用为2440 元.

此时乙种水果100﹣60=40(千克).

答:购进甲种水果为60千克,购进乙种水果40千克,才能使经销商付款总金额w(元)最少.

(3)由题意得:(40﹣24)×35a+(36﹣25)×25𝑎≥1650,

解得𝑎≥11767,

∵a为正整数,

∴a≥118,

∴a的最小值为118.

【对点练习】(2020海南模拟)某水果店在两周内,将标价为10元/斤的某种水果,经过两次降价后的价格第 7 页 共 37 页

为8.1元/斤,并且两次降价的百分率相同.

(1)求该种水果每次降价的百分率;

(2)从第一次降价的第1天算起,第x天(x为正数)的售价、销量及储存和损耗费用的相关信息如表所示.已知该种水果的进价为4.1元/斤,设销售该水果第x(天)的利润为y(元),求y与x(1≤x<15)之间的函数关系式,并求出第几天时销售利润最大?

时间(天) 1≤x<9 9≤x<15 x≥15

售价(元/斤) 第1次降价后的价格 第2次降价后的价格

销量(斤) 80-3x 120-x

储存和损耗费用(元) 40+3x 3x2-64x+400

(3)在(2)的条件下,若要使第15天的利润比(2)中最大利润最多少127.5元,则第

15天在第14天的价格基础上最多可降多少元?

【答案】看解析。

【解析】(1)设该种水果每次降价的百分率为x,则第一次降价后的价格为10(1-x),第二次降价后的价格为10(1-x)2,进而可得方程;(2)分两种情况考虑,先利用“利润=(售价-进价)×销量-储存和损耗费用”,再分别求利润的最大值,比较大小确定结论;(3)设第15天在第14天的价格基础上降a元,利用不等关系“(2)中最大利润-[(8.1-a-4.1)×销量-储存和损耗费用]≤127.5”求解.

解答:(1)设该种水果每次降价的百分率为x,依题意得:

10(1-x)2=8.1.

解方程得:x1=0.1=10%,x2=1.9(不合题意,舍去)

答:该种水果每次降价的百分率为10%.

(2)第一次降价后的销售价格为:10×(1-10%)=9(元/斤),

当1≤x<9时,y=(9-4.1)(80-3x)-(40+3x)=-17.7x+352; 第 8 页 共 37 页

当9≤x<15时,y=(8.1-4.1)(120-x)-(3x2-64x+400)=-3x2+60x+80,

综上,y与x的函数关系式为:y=-17.7x+352(1≤x<9,x为整数),-3x2+60x+80(9≤x<15,x为整数).

当1≤x<9时,y=-17.7x+352,∴当x=1时,y最大=334.3(元);

当9≤x<15时,y=-3x2+60x+80=-3(x-10)2+380,∴当x=10时,y最大=380(元);

∵334.3<380,∴在第10天时销售利润最大.

(3)设第15天在第14天的价格上最多可降a元,依题意得:

380-[(8.1-a-4.1)(120-15)-(3×152-64×15+400)]≤127.5,

解得:a≤0.5,

则第15天在第14天的价格上最多可降0.5元.

所以当x35时,最大利润为1950元。

【例题3】(2020•乐山)如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣x与双曲线y=𝑘𝑥交于A、B两点,P是以点C(2,2)为圆心,半径长1的圆上一动点,连结AP,Q为AP的中点.若线段OQ长度的最大值为2,则k的值为( )

A.−12 B.−32 C.﹣2 D.−14

【答案】A