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二次函数压轴题铅垂法求三角形面积

二次函数压轴题铅垂法求三角形面积
二次函数压轴题铅垂法求三角形面积

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铅垂法求面积最值

求三角形的面积是几何题中常见问题之一,可用的方法也比较多,比如面积公式、割补、等积变形、三角函数甚至海伦公式,本文介绍的方法是在二次函数问题中常用的一种求面积的方法——铅垂法.

【问题描述】在平面直角坐标系中,已知()1,1A 、()7,3B 、()4,7C ,求△ABC 的面积.

【分析】显然对于这样一个位置的三角形,面积公式并不太好用,割补倒是可以一试,比如这样:

构造矩形ADEF ,用矩形面积减去三个三角形面积即可得△ABC 面积. 这是在“补”,同样可以采用“割”:

()111

222

ABC

ACD

BCD

S

S

S

CD AE CD BF CD AE BF =+=?+?=+ 此处AE +AF 即为A 、B 两点之间的水平距离. 由题意得:AE +BF =6. 下求CD :

根据A 、B 两点坐标求得直线AB 解析式为:12

33y x =+

由点C 坐标(4,7)可得D 点横坐标为4, 将4代入直线AB 解析式得D 点纵坐标为2, 故D 点坐标为(4,2),CD =5,

1

65152

ABC

S =??=.

【方法总结】 作以下定义:

A 、

B 两点之间的水平距离称为“水平宽”;

过点C 作x 轴的垂线与AB 交点为D ,线段CD 即为AB 边的“铅垂高”. 如图可得:=

2

ABC S

?水平宽铅垂高

【解题步骤】

(1)求A 、B 两点水平距离,即水平宽;

(2)过点C 作x 轴垂线与AB 交于点D ,可得点D 横坐标同点C ; (3)求直线AB 解析式并代入点D 横坐标,得点D 纵坐标; (4)根据C 、D

坐标求得铅垂高; (5)利用公式求得三角形面积.

3

【2019海南中考(删减)】

如图,已知抛物线25y ax bx =++经过(5,0)A -,(4,3)B --两点,与x 轴的另一个交点为C . (1)求该抛物线的表达式;

(2)点P 为该抛物线上一动点(与点B 、C 不重合),设点P 的横坐标为t .当点P 在直线BC 的下方运动时,求PBC ?的面积的最大值.

【分析】

(1)265y x x =++,

(2)取BC 两点之间的水平距离为水平宽,过点P 作PQ ⊥x 轴交直线BC 于点Q ,则PQ 即为铅垂高.

根据A 、C 两点坐标得AC =4,

根据B 、C 两点坐标得直线BC 解析式:y =x +1, 设P 点坐标为(m ,m 2+6m +5),则点Q (m ,m +1), 得PQ =-m 2-5m -4,

考虑到水平宽是定值,故铅垂高最大面积就最大.

当52-时,△BCP 面积最大,最大值为278.

【小结】选两个定点作水平宽,设另外一个动点坐标来表示铅垂高.

【思考】如果第3个点的位置不像上图一般在两定点之间,如何求面积?

铅垂法其实就是在割补,重点不在三个点位置,而是取两个点作水平宽之后,能求出其对应的铅垂高!因此,动点若不在两定点之间,方法类似: 【铅垂法大全】

(1)取AB 作水平宽,过点C 作铅垂高CD .

(2)取AC 作水平宽,过点B 作BD ⊥x 轴交直线AC 于点D ,BD 即对应的铅垂高, =2

ABC

ABD

BCD

S

S

S

?-=

水平宽铅垂高

(3)取BC 作水平宽,过点A 作铅垂高AD .

甚至,还可以横竖互换,在竖直方向作水平宽,在水平方向作铅垂高.

(4)取BC作水平宽,过点A作铅垂高AD.

(5)取AC作水平宽,过点B作铅垂高BD.

(6)取AB作水平宽,过点C作铅垂高CD.

说这么多做法也不是要记住的,基本上从(3)开始往后都是用不上的,用以帮助我们了解铅垂法的解题原理,再来看个例子巩固下呗.

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【2019绵阳中考】

在平面直角坐标系中,将二次函数2(0)

=>的图像向右平移1个单位,再向下平移2

y ax a

个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),1

OA=,经过点A的一次函数(0)

=+≠的图像与y轴正半轴交于点C,且与抛物线的另一个

y kx b k

交点为D,ABD

?的面积为5.

(1)求抛物线和一次函数的解析式;

(2)抛物线上的动点E在一次函数的图像下方,求ACE

?面积的最大值,并求出此时点E的坐标.

7

【分析】

(1)抛物线解析式:21322y x x =

--; 一次函数解析式:11

22

y x =

+. (2)显然,当△ACE 面积最大时,点E 并不在AC 之间.

已知A (-1,0)、10,2C ??

???

设点E 坐标为21

3,22m m m ??-- ???,过点E 作EF ⊥x 轴交直线AD 于F 点,

F 点横坐标为m ,代入一次函数解析式得1

1,2

2m m ??+ ???

可得213

222

EF m m =-++

考虑到水平宽是定值,故铅垂高最大面积最大.

既然都是固定的算法,那就可以总结一点小小的结论了, 对坐标系中已知三点()11,A x y 、()22,B x y 、()33,C x y , 按铅垂法思路,可得:

1223312132131

2

ABC

S

x y x y x y x y x y x y =

++--- 如果能记住也不要直接用,可以当做是检验的方法咯.

【总结】铅垂法是求三角形面积的一种常用方法,尤其适用于二次函数大题中的三角形面积最值问题,弄明白方法原理,熟练方法步骤,加以练习,面积最值问题轻轻松松.

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