二次三项式的最值教学案

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二次三项式ax2+bx+c的最值问题
此类题型是一元二次方程中的一类重要题型,它在考试题中主要以大题的形式出现。而且,二次三
项式的最值问题和后面要学的二次函数的最值紧密相关。所以同学们一定要清楚它的重要性。
一元二次方程:ax2+bx+c=0(a≠0) 二次三项式:ax2+bx+c
它们两者一个是等式,一个是代数式,一元二次方程的配方是根据等式的性质,在等式两边同时乘
或除以系数,而二次三项式的配方是恒等边形,利用系数分离的技巧。
配方过程:

一元二次方程:ax2+bx+c=0
解:①步:等式两边同时除以二次项系数a
x2+bax+ca=0
②步:凑完全平方,等式左边+一次项系数一半的平方,—一次项系数一半的平方
x2+bax+(b2a)2—(b2a)2+ ca=0
③配完全平方:
(x—b2a)2—b24a2+ca=0

(x—b2a)2+4ac−b24a2=0
(x—b2a)2=
b2−4ac
4a2

二次三项式:
ax2+bx+c

解:①步:分离二次项系数,加括号,常数不变
=a(x2+bax)+c
②步:配完全平方(和方程的配方一样)
=a[x2+bax+(b2a)2—(b2a)2]+c

=a[(x+b2a)2—b24a2]+c
取中括号

=a(x+b2a)2—b24a+c
常数部分通分

=a(x+b2a)2+4ac−b24a
例1:在Rt△ABC中,AB=6cm,BC=8cm,∠B=900,点P从A点开始向B点运动,速度
是1cm/s,同时,点P从B点开始向C点运动,速度2cm/s,
(1)经过几秒,△PBQ的面积等于8cm2
(2)△PBQ的面积会等于10cm2吗?若会求出此时的运动时间,若不会
说明理由。
解:设经过x秒,△PBQ的面积为8cm2,

S△PBQ=12PB·BQ
PB=AB-AP=6-x,BQ=2x

C
B
A
P

Q
2

∴12(6-x)2x=8
解得x1=2,x2=4 ∴经过2s或4s后△PBQ面积为8cm2
(2)由(1)得

S△PBQ=12(6-x)2x=-x2+6x 二次三项式的配方
=—(x2—6x) 分离二次项系数-1
=—(x2—6x+32—32) 配完全平方
=—[(x—3)2—9]
=—(x—3)2+9 去中括号
分析:
x 0 1 2 3 4 5 6
—(x—3)2+9
0 5 8 9 8 5 0

所以,当x取值为3时,式子—(x—3)2+9的值最大,是9
也就是△PBQ的最大面积为9cm2
∴无论x运动多少秒,△PBQ的面积都不可能达到10cm2。
例2:小林准备把一根长40cm的铁丝剪成两段,围成两个正方形。
(1)要使小林围成的两个正方形的面积之和等于58cm2,该怎么剪?
(2)这两个正方形的面积之和能不能等于48cm2请什么理由。
解:(1)设第一个正方形的边长为xcm,则第二个正方形的边长为(10—x)cm,依据题意列方程
x2+(10—x)2=58
解得x1=3,x2=7
3×4=12cm
∴小林应该从12cm处剪。
(2)由(1)可得
x2+(10—x)2
=2x2—20x+100 化简整理成一般式
=2(x2—10x)+100 分离二次项系数,常数不变
=2(x2—10x+52—52)+100 配完全平方
=2[(x—5)2—25]+100
=2(x—5)2+50 去中括号,整理
分析:
x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2(x—5)2+50
100 82 68 58 52 50 52 58 68 82 100

∴当x取值为5时,二次三项式2(x—5)2+50有最小值
50

∴正方形的面积不可能为48cm
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总结:对于二次三项式当二次项系数a>0时,式子有最小值,a<0时,有最大值

ax2+bx+c= a(x+b2a)2+
4ac−b2
4a

①当a>0时,x=— b2a时,式子有最小值
4ac−b2
4a

②当a<0时,x=— b2a时,式子有最大值4ac−b24a
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练习:
1、根据概念直接判断下列二次三项式的最值:A 最大值;B 最小值,请选择填空:

(1)-x2+3x: ;(2)(2—x)(x+1): ;(3)5x—3x2: (4)12(x+3)(4—x):
2、用配方法求下列代数式的最大值或最小值。
(1)x2—4x+9;(2)—2x2—8x+1;(3)(x—3)(9—2x);(4)3x2+8x—3;(5)3(x2—3x)
3、解答题
(1)将一条长20cm的铁丝剪成两段,各围成两个正方形,
①要使这两个正方形的面积之和为17cm2,那么应该怎么剪?
②这两个正方形的面积之和能否为12cm2请说明理由。
(2)用长为80米的栅栏围成一个长方形的鸡舍,鸡舍一面靠墙,求鸡舍的长和宽分别为多少时,
鸡舍的面积最大。
(3)代数式4x2+8x+5有最大值还是最小值?是多少?
(4)证明:无论x取什么值,代数式—x2+4x—8的值恒小于0
(5)用配方法证明:x2+2x—8的最小值为—9
(6)用一条长40米的绳子能不能围成一个面积为101m2的矩形?请说明理由。
(7)如图,一次函数y=—2x+3的图像交x轴于点A,交y轴于点B,动点P在线段AB上(不予A,
B重合)上移动,过点P分别做OA,OB的垂线,垂足为C,D。
问:点P在何处时,矩形OCPD的面积最大?

B
y

O
x
A
y=—2x+3

p
D

C