技巧一、二次函數(shù)在區(qū)間上的最值問題
1、定軸定區(qū)間
對(duì)于二次函數(shù)在上的最值問題(其中a、b、c、m和n均為定值):
(1)若自變量x為全體實(shí)數(shù),如圖①,函數(shù)在時(shí),取到最小值,無最大值.
(2)若,如圖②,當(dāng),;當(dāng),.
(3)若,如圖③,當(dāng),;當(dāng),.
(4)若,,如圖④,當(dāng),;當(dāng),.
2、軸或動(dòng)區(qū)間
對(duì)于二次函數(shù),在(m,n為參數(shù))條件下,函數(shù)的最值需要分別討論m,n與的大?。?br>技巧二、線段最值的解題思路
一般將所求線段在拋物線上的點(diǎn)的坐標(biāo)設(shè)出來,另一個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)也設(shè)出來,若橫坐標(biāo)相同,用兩個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)相減即可得出一個(gè)二次函數(shù)解析式的形式,求出這個(gè)函數(shù)的最值即可;若是縱坐標(biāo)相同,采用同樣的方法,也可求出。
技巧三、線段和或周長最值解題方法
將軍飲馬原理:兩點(diǎn)間線段最短:點(diǎn)到直線的垂直距離最短.
策略:對(duì)稱(翻折)→化同為異:化異為同:化折為直.

技巧四、割補(bǔ)法(鉛錘線法)
過動(dòng)點(diǎn)豎直作切割線,將幾何圖形切割成兩個(gè)圖形分別求面積然后求和化簡即可得到幾何圖形的面積,可得最大面積.
題型一 定軸定區(qū)間求最值
【例1】二次函數(shù),當(dāng)時(shí),y的取值范圍為 .
【答案】/
【分析】先把函數(shù)化成頂點(diǎn)式 ,求出二次函數(shù)的最小值,再求出當(dāng)和對(duì)應(yīng)的y值,確定端點(diǎn)值,即可得出答案.
【詳解】解:∵二次函數(shù)解析式為,
∴當(dāng)時(shí),y有最小值,
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
∴當(dāng)時(shí),y的取值范圍為,
故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的性質(zhì)和二次函數(shù)的最值,能把函數(shù)化成頂點(diǎn)式和求出當(dāng)和對(duì)應(yīng)的y值是解此題的關(guān)鍵.
【例2】已知二次函數(shù),當(dāng)時(shí),的最小值為,則a的值為 .
【答案】4或
【分析】由題意可知的對(duì)稱軸為直線,頂點(diǎn)坐標(biāo)為,分兩種情況討論:當(dāng)時(shí),,解得;當(dāng)時(shí),在,,解得,即可求解答案.
【詳解】解:的對(duì)稱軸為直線,
頂點(diǎn)坐標(biāo)為,
當(dāng)時(shí),在,函數(shù)有最小值,
∵的最小值為,
∴,
∴;
當(dāng)時(shí),在,當(dāng)時(shí),函數(shù)有最小值,
∴,
解得;
綜上所述:的值為4或.
故答案為:4或.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的性質(zhì)、二次函數(shù)的最值,熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),在指定的范圍內(nèi)準(zhǔn)確求出函數(shù)的最小值是解題的關(guān)鍵.
【變式1-1】已知二次函數(shù)(其中x是自變量),當(dāng)時(shí),y隨x的增大而增大,且時(shí),y的最大值為9,則a的值為( )
A.1或B.1C.D.或
【答案】B
【分析】先將題目中的函數(shù)解析式化為頂點(diǎn)式,即可得到該函數(shù)的對(duì)稱軸,再根據(jù)當(dāng)時(shí),y隨x的增大而增大,即可得到a的正負(fù)情況,最后根據(jù)當(dāng)時(shí),y的最大值為9和二次函數(shù)的性質(zhì),可以求得a的值.
【詳解】解:∵二次函數(shù)(其中x是自變量),
∴該函數(shù)的對(duì)稱軸為直線,
∵當(dāng)時(shí),y隨x的增大而增大,
,
又∵當(dāng)時(shí),y的最大值為9,
時(shí),,
即,
解得,(舍去),,
由上可得,a的值是1,
故選:B.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的性質(zhì)、二次函數(shù)的最值,解答本題的關(guān)鍵是明確題意,利用二次函數(shù)的性質(zhì)解答.
【變式1-2】已知二次函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),二次函數(shù)的最小值為 .
(2)當(dāng)時(shí),二次函數(shù) 的最小值為,則m的值為 .
【答案】 或
【分析】(1)把代入可得,,即可求解;
(2)根據(jù),分兩種情況:當(dāng)時(shí),,y取最小值,當(dāng)時(shí),拋物線開口向下,離對(duì)稱軸越遠(yuǎn),函數(shù)值越小,結(jié)合二次函數(shù)圖象與性質(zhì)進(jìn)行求解即可.
【詳解】解:(1)當(dāng)時(shí),,
∵,
∴最小值為,
故答案為:;
(2)
,
∵當(dāng)時(shí),二次函數(shù) 的最小值為,
當(dāng)時(shí),,y取最小值,
即,
解得,
當(dāng)時(shí),拋物線開口向下,
∴離對(duì)稱軸越遠(yuǎn),函數(shù)值越小,
∴,y取最小值,
即,
解得,
綜上所述,或,
故答案為:或.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、二次函數(shù)的最值、二次函數(shù)的頂點(diǎn)式,熟練掌握二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
【變式1-3】在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸相交于,兩點(diǎn),且點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè).
(1)點(diǎn)的坐標(biāo)為 ;
(2)當(dāng)時(shí),拋物線的最小值為,則的值為 .
【答案】 1或
【分析】(1)令,且結(jié)合,以及點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)即可作答;
(2)分和兩種情況進(jìn)行談?wù)?,得出最小值且結(jié)合題意,解方程即可列式作答求解.
【詳解】解:(1)由題意得:令,
則,
解得:,,
∵點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè),
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(2)由(1)知點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為;
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線,
當(dāng)時(shí),拋物線開口向上,當(dāng)時(shí),最小值為,
∵當(dāng)時(shí),拋物線的最小值為,
∴,
∴;
當(dāng)時(shí),拋物線開口向下,當(dāng)有最大值,
∵,,且;
∴當(dāng)時(shí),離對(duì)稱軸較遠(yuǎn),
故在時(shí),拋物線取得最小值,
即,
解得;
所以的值為1或.
故答案為:;1或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),二次函數(shù)的對(duì)稱軸和最值問題,二次函數(shù)的圖象性質(zhì),正確掌握相關(guān)性質(zhì)內(nèi)容是解題的關(guān)鍵.
題型二 動(dòng)軸定區(qū)間求最值
【例3】已知二次函數(shù),當(dāng)自變量的取值在的范圍中時(shí),函數(shù)有最小值,則的最大值是 .
【答案】
【分析】根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可找出二次函數(shù)圖象的對(duì)稱軸,分、及三種情況考慮,利用二次函數(shù)的性質(zhì)結(jié)合的取值范圍即可找出的取值范圍,取其最大值即可得出結(jié)論.
【詳解】解:二次函數(shù)圖象的對(duì)稱軸為直線.
當(dāng)時(shí),時(shí)取最小值,此時(shí);
當(dāng)時(shí),時(shí)取最小值,此時(shí);
當(dāng)時(shí),時(shí)取最小值,此時(shí).
綜上所述:的最大值為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì)以及二次函數(shù)的最值,分、及三種情況考慮是解題的關(guān)鍵.
【例4】已知二次函數(shù),當(dāng)時(shí),y隨x的增大而減小,則的最大值為( )
A.4B.6C.8D.
【答案】C
【分析】由二次函數(shù)解析式求出對(duì)稱軸,分類討論拋物線開口向下及開口向上的的取值范圍,將轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求最值即可.
【詳解】解:拋物線的對(duì)稱軸為直線:,
①當(dāng)時(shí),拋物線開口向上,
∵時(shí),y隨x的增大而減小,
∴,即.
解得,
∴,
∵,
∴.
②當(dāng)時(shí),拋物線開口向下,
∵時(shí),y隨x的增大而減小,
∴,即,
解得,
∴,
∵,
當(dāng)時(shí),有最大值,
∵,
∴此情況不存在.
綜上所述,最大值為8.
故選C.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的性質(zhì).解題的關(guān)鍵是將的最大值轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求最值.
【變式2-1】已知關(guān)于的二次函數(shù),其中為實(shí)數(shù).
(1)當(dāng)取任意實(shí)數(shù)時(shí),該二次函數(shù)有最小值為 ;
(2)當(dāng)時(shí),該二次函數(shù)有最小值10,則的值為 .
【答案】 1 或5
【分析】(1)運(yùn)用配方法,將解析式化為頂點(diǎn)式,可知二次函數(shù)極值與參數(shù)m無關(guān);
(2)根據(jù)(1)可知,要使最小值為10,則或,分情況討論:在兩種情況下,根據(jù)增減性,分別確定自變量取值范圍內(nèi)最小值情況,建立方程求解.
【詳解】(1)∵,又拋物線開口向上,
∴取任意實(shí)數(shù)時(shí),函數(shù)有最小值1.
(2)由(1)可知拋物線的對(duì)稱軸為直線,
當(dāng)時(shí),最小值為1;
當(dāng),時(shí),為最小值,解得(舍去)或.
當(dāng),時(shí),為最小值,解得或(舍去).
綜上所述,的值為或5.
【點(diǎn)睛】本題考查一元二次方程、配方法,二次函數(shù)的性質(zhì),注意根據(jù)增減性確定自變量取值范圍內(nèi)的函數(shù)極值是解題的關(guān)鍵.
【變式2-2】在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線.
(1)若拋物線經(jīng)過,兩點(diǎn)時(shí),求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn),在拋物線上,且,請(qǐng)直接寫出結(jié)果m的取值范圍;
(3)當(dāng)時(shí),函數(shù)y的最小值等于6,直接寫出m的值.
【答案】(1)拋物線的解析式為
(2)當(dāng), m的取值范圍為
(3)m的值為m=-2或
【分析】(1)當(dāng)拋物線經(jīng)過時(shí),,解得:,當(dāng)拋物線經(jīng)過時(shí),,解得,取其公共解即可
(2)∵a=1>0,拋物線開口向上,在對(duì)稱軸的左側(cè),y隨x的增大而減小,當(dāng)點(diǎn),都在對(duì)稱軸左側(cè)拋物線上,列不等式;,當(dāng)點(diǎn)D在對(duì)稱軸的右側(cè),點(diǎn)C在對(duì)稱軸左側(cè),點(diǎn)C離對(duì)稱軸遠(yuǎn),點(diǎn)D離對(duì)稱軸近,列不等式5+m<-m-2,解不等式即可;
(3)當(dāng)時(shí),函數(shù)y的最小值等于6,分三種情況,拋物線對(duì)稱軸,拋物線,得出;當(dāng)對(duì)稱軸-m<1即m>-1,在對(duì)稱軸右側(cè)y隨x的增大而增大,x=1是取最小值,即;當(dāng)對(duì)稱軸-m>3即m<-3,在對(duì)稱軸左側(cè)y隨x的增大而減小,x=3時(shí),取最小值,即,解方程即可.
【詳解】(1)解:當(dāng)拋物線經(jīng)過時(shí),,
解得:,
當(dāng)拋物線經(jīng)過時(shí),,
解得,
∵拋物線經(jīng)過,兩點(diǎn),
∴m=1,
拋物線的解析式為;
(2)解:∵a=1>0,拋物線開口向上,在對(duì)稱軸的左側(cè),y隨x的增大而減小,
當(dāng)點(diǎn),都在對(duì)稱軸左側(cè)拋物線上,
,
解得,
當(dāng)點(diǎn)D在對(duì)稱軸的右側(cè),點(diǎn)C在對(duì)稱軸左側(cè),點(diǎn)C離對(duì)稱軸遠(yuǎn),點(diǎn)D離對(duì)稱軸近,拋物線得對(duì)稱軸為x=-m;
∴5+m<-m-2,
解得,
∴當(dāng), m的取值范圍為;
(3)解:當(dāng)時(shí),函數(shù)y的最小值等于6,
拋物線對(duì)稱軸,拋物線,
∴,
解得m=3(舍去)或m=-2,
當(dāng)對(duì)稱軸-m<1即m>-1,在對(duì)稱軸右側(cè)y隨x的增大而增大,
∴x=1是取最小值,即,
∴解得(舍去)或,
當(dāng)對(duì)稱軸-m>3即m<-3,在對(duì)稱軸左側(cè)y隨x的增大而減小,
∴x=3時(shí),取最小值,即,
解得,都舍去,
綜合得m的值為m=-2或.
【點(diǎn)睛】本題考查待定系數(shù)法求拋物線解析式,拋物線的性質(zhì),增減性,最值,掌握待定系數(shù)法求拋物線解析式,拋物線的性質(zhì),增減性,最值是解題關(guān)鍵.
【變式2-3】如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線的圖象經(jīng)過點(diǎn),.

(1)若,求該拋物線的解析式;
(2)若,是(1)中拋物線上的兩點(diǎn),且,求線段中點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)當(dāng)時(shí),y有最小值3,求t的值.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)先得出,再把,代入求出b和c的值,即可求出該拋物線的解析式;
(2)把,代入得出關(guān)于和的表達(dá)式,再根據(jù),列出方程求出m的值,得出點(diǎn)和的坐標(biāo), 根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式,即可求出M的坐標(biāo);
(3)把代入得出,根據(jù)點(diǎn)A和點(diǎn)B的坐標(biāo)得出拋物線對(duì)稱軸為直線,再得出拋物線對(duì)稱軸為直線,推出,,得出拋物線表達(dá)式為,再根據(jù)二次函數(shù)的增減性,進(jìn)行分類討論:①當(dāng)時(shí), ②當(dāng)時(shí),即可求解.
【詳解】(1)解:∵,
∴,
把,代入得:
,解得:,
∴該拋物線的解析式為;
(2)解:把,代入得:
,
∵,
∴,
整理得:,
解得:,
當(dāng)時(shí),,,
∴;
當(dāng)時(shí),,,
∴.
綜上:或.
(3)解:把代入得:,
∴,
∵,,
∴拋物線對(duì)稱軸為直線,
∵拋物線對(duì)稱軸為直線,
∴,則,
∴,
拋物線表達(dá)式為,
∵,
當(dāng)時(shí),y隨x的增大而減小,當(dāng)時(shí),y隨x的增大而增大,
①當(dāng)時(shí),解得:,
∵,
∴當(dāng)時(shí),y取最小值,
∴,
解得:
②當(dāng)時(shí),解得:,
∵,
∴當(dāng)時(shí),y取最小值,
∴,
整理得:,
∵,
∴該方程無解.
綜上:.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的綜合,解題的關(guān)鍵是掌握用待定系數(shù)法求解二次函數(shù)解析式的方法和步驟,二次函數(shù)的增減性,以及二次函數(shù)的對(duì)稱軸為直線.
題型三 定軸動(dòng)區(qū)間求最值
【例5】當(dāng)時(shí),二次函數(shù)的最小值為8,則的值為( )
A.或5B.5或8C.或8D.0或5
【答案】C
【分析】分類討論對(duì)稱軸的位置即可求解.
【詳解】解:二次函數(shù)的對(duì)稱軸為直線
時(shí),當(dāng)時(shí),二次函數(shù)有最小值
即:
解得:(舍去)
時(shí),當(dāng)時(shí),二次函數(shù)有最小值
即:
解得:(舍去)
故:的值為或8
故選:C
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的最值問題.根據(jù)對(duì)稱軸的位置確定二次函數(shù)的最值是解題關(guān)鍵.
【例6】二次函數(shù),當(dāng),有最小值1,則m的值為 .
【答案】4或7
【分析】根據(jù)二次函數(shù)的解析式及時(shí)的值,畫出草圖,結(jié)合函數(shù)在的范圍內(nèi)有最小值1可知或,據(jù)此可得答案.
【詳解】解:,
當(dāng)時(shí),,
解得:或,

∵當(dāng)時(shí),有最小值1,
∴由圖象可知,當(dāng)時(shí),圖象在直線上方,
且或時(shí),函數(shù)有最小值1,
則或,
即:的值為4或7;
故答案為:4或7.
【點(diǎn)睛】本題主要考查二次函數(shù)的最值,確定一個(gè)二次函數(shù)的最值,首先看自變量的取值范圍,當(dāng)自變量取全體實(shí)數(shù)時(shí),其最值為拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo)的縱坐標(biāo);當(dāng)自變量取某個(gè)范圍時(shí),要分別求出頂點(diǎn)和函數(shù)端點(diǎn)處的函數(shù)值,比較這些函數(shù)值,從而獲得最值,借助數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想是解決問題的關(guān)鍵.
【變式3-1】當(dāng),函數(shù)的最小值為0,則的取值范圍為 .
【答案】
【分析】由條件可知當(dāng)時(shí),y有最小值0,可知在范圍內(nèi),x可以取得1,則可得到m的取值范圍.
【詳解】解:∵二次函數(shù),
∴當(dāng)時(shí),y有最小值,且最小值為0,
∵當(dāng)時(shí),函數(shù)的最小值為0,
,
故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題主要考查二次函數(shù)的最值,掌握當(dāng)x取得對(duì)稱軸值時(shí),函數(shù)有最值是解題的關(guān)鍵.
【變式3-2】已知二次函數(shù)(為常數(shù),).點(diǎn)在該二次函數(shù)的圖象上.
(1)求該拋物線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn);
(2)當(dāng)時(shí),該二次函數(shù)值取得的最大值為9,求的值.
【答案】(1)該拋物線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為,,;
(2).
【分析】(1)把代入中即可求出的值,得到拋物線的解析式,據(jù)此即可求解;
(2)根據(jù)確定的解析式求出對(duì)稱軸和頂點(diǎn)坐標(biāo),即可確定時(shí)的值,即的值.
【詳解】(1)解:∵點(diǎn)在二次函數(shù)的圖象上,
∴.
∴.
解得:或.
∵,
∴.
∴二次函數(shù)的解析式為,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
解得,,
∴該拋物線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為,,;
(2)解:∵二次函數(shù)的解析式為,
配方得:,
∴拋物線的對(duì)稱軸為,頂點(diǎn).
當(dāng)時(shí),,
∴.
∴解得:或.
∵當(dāng)時(shí),的最大值為9,
∴.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的二次函數(shù)圖象與性質(zhì),解題的關(guān)鍵是熟練運(yùn)用待定系數(shù)法確定二次函數(shù)的解析式.
【變式3-3】如圖,拋物線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為.

(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)當(dāng)時(shí),拋物線有最小值5,求的值.
【答案】(1)拋物線的表達(dá)式為
(2)或
【分析】(1)點(diǎn),點(diǎn)代入拋物線的解析式求出的值,即可得到拋物線的解析式;
(2)當(dāng)時(shí),即,此時(shí)當(dāng)時(shí),拋物線取得最小值; 當(dāng)時(shí),即,此時(shí)當(dāng)時(shí),拋物線取得最小值.
【詳解】(1)解:將點(diǎn),點(diǎn)代入拋物線的解析式可得:

解得:,
拋物線的表達(dá)式為:;
(2)解:,
拋物線的最小值是,對(duì)稱軸為,
和不可能在拋物線對(duì)稱軸的兩側(cè),
當(dāng)時(shí),即,
此時(shí)當(dāng)時(shí),拋物線取得最小值,即,
解得:(舍去)或,
即,
當(dāng)時(shí),即,
此時(shí)當(dāng)時(shí),拋物線取得最小值,即,
解得:(舍去)或,
即,
綜上所述:或.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
題型四 求線段最值
【例7】如圖,在中,,cm,cm.點(diǎn)P從點(diǎn)A開始沿AC邊向點(diǎn)C以2cm/s的速度移動(dòng),點(diǎn)Q從C開始沿CB邊向點(diǎn)B以1cm/s的速度移動(dòng).若P、Q分別從A、B同時(shí)出發(fā),用S表示的面積,t表示移動(dòng)的時(shí)間.
(1)求秒時(shí),的面積;
(2)求S關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式,并求面積的最大值;
(3)當(dāng)t為何值時(shí),PQ的距離最短,并求這個(gè)最短距離.
【答案】(1)5cm2
(2),最大值 cm2
(3)當(dāng)時(shí),PQ的最小值為cm
【分析】(1)根據(jù)三角形面積公式代入數(shù)據(jù)即可得出結(jié)論;
(2)根據(jù)三角形面積公式代入數(shù)據(jù),再利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可得出結(jié)論;
(3)根據(jù)勾股定理及二次函數(shù)的性質(zhì)即可得到結(jié)論.
【詳解】(1)解:,
,,
,

(2)解:,
,
最大值.
(3)解:,
當(dāng)時(shí),PQ的最小值為cm.
【點(diǎn)睛】本題考查了直角三角形的性質(zhì),二次函數(shù)的性質(zhì),三角形的面積公式,勾股定理,根據(jù)已知求出,是解題的關(guān)鍵.
【例8】如圖,中,,,,是線段上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),以為邊在外作等邊.若是的中點(diǎn),則的最小值為( )
A.6B.8C.9D.10
【答案】C
【分析】過點(diǎn)D作DG⊥BC于G,過點(diǎn)F作FH⊥BC于H,設(shè)等邊△BDE的邊長為x,解直角三角形BG,DG,再求出∠CBE=90°,然后根據(jù)梯形的中位線等于兩底和的一半求出FH,再求出CH,然后利用勾股定理列式表示出CF2,再根據(jù)二次函數(shù)的增減性求出CF2的最小值,然后開方即可.
【詳解】解:如圖,過點(diǎn)D作DG⊥BC于G,過點(diǎn)F作FH⊥BC于H,
設(shè)等邊△BDE的邊長為x,
∵∠ABC=30°,
∴BG=x,DG=x,
∵∠ABC=30°,△BDE是等邊三角形,
∴∠CBE=90°,
∵F為DE中點(diǎn),
∴FH是梯形BEDG的中位線,
,
,
,

,
在中,
為線段AB上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),

當(dāng)時(shí)有最小值81,
∶CF的最小值為,
故選:C.
【點(diǎn)睛】本題考查了勾股定理,二次函數(shù)的最值問題,等邊三角形的性質(zhì),解直角三角形,梯形的中位線等于兩底和的一半,解題的關(guān)鍵是熟記各性質(zhì)與定理并作輔助線構(gòu)造出以CF為斜邊的直角三角形.
【變式4-1】如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知A(10,0),點(diǎn)P為線段OA上任意一點(diǎn).在直線y=x上取點(diǎn)E,使PO=PE,延長PE到點(diǎn)F,使PA=PF,分別取OE、AF中點(diǎn)M、N,連結(jié)MN,則MN的最小值是( )
A.4.8B.5C.5.4D.6
【答案】A
【分析】分別證明,,∠MPN=90°,易得為直角三角形,設(shè),則,,由勾股定理得,從而可得出最小值為,進(jìn)一步得出結(jié)論.
【詳解】,為的中點(diǎn),

,為的中點(diǎn),
,,
連接,則為直角三角形,
設(shè),則,,
當(dāng)時(shí),最小值為
∴的最小值為
故選:A.
【點(diǎn)睛】此題主要考查了線段最小值的求解方法,列出求出最小值為是解決本題的關(guān)鍵.
【變式4-2】如圖,拋物線L:yx2x﹣3與x軸正半軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B.
(1)求直線AB的解析式及拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)如圖1,點(diǎn)P為第四象限且在對(duì)稱軸右側(cè)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PC⊥x軸,垂足為C,PC交AB于點(diǎn)D,求PD的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
【答案】(1),;(2)最大為,
【分析】(1)將,代入求得兩點(diǎn)坐標(biāo),再用待定系數(shù)法求解直線解析式即可,求得拋物線的對(duì)稱軸,再將對(duì)稱軸代入即可求解;
(2)設(shè),可求得點(diǎn)坐標(biāo),用表示出線段的長度,再用配方法求解最值即可.
【詳解】解:(1)將代入得,即
將代入得,化簡得
即,解得(舍),即
設(shè)直線為,將,代入得
,解得,即直線為
拋物線的對(duì)稱軸為
將代入得
拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為
(2)設(shè)點(diǎn),則,
線段
∴當(dāng)時(shí),最大為,
即當(dāng)點(diǎn)時(shí),最大為
【點(diǎn)睛】此題考查了二次函數(shù)的應(yīng)用,待定系數(shù)法求直線解析式,二次函數(shù)頂點(diǎn),配方法求二次函數(shù)的最大值,熟練掌握相關(guān)基本性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
【變式4-3】如圖,拋物線經(jīng)過點(diǎn)、,交軸于點(diǎn).為拋物線在第三象限部分上的一點(diǎn),作軸于點(diǎn),交線段于點(diǎn),連接.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)求線段長度的最大值,并求此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若線段把分成面積比為的兩部分,求此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1);(2),;(3)
【分析】(1)設(shè)拋物線的表達(dá)式為然后把代入求解即可得到答案;
(2)求出直線AC的解析式,然后設(shè),,利用兩點(diǎn)距離公式表示出,然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可;
(3),分和兩種情況討論求解即可得到答案.
【詳解】解:(1)設(shè)拋物線的表達(dá)式為,
將代入表達(dá)式,解得,
拋物線的表達(dá)式為:,
即:;
(2)設(shè)直線的表達(dá)式為:.則,將代入表達(dá)式,得,
直線得表達(dá)式為:;
設(shè),.
則;
把代入,得:,
,
線段長度得最大值是,此時(shí)的坐標(biāo)是;
(3)根據(jù)題意,,
當(dāng)時(shí),有:,
解得(舍去);
當(dāng)時(shí),有:,
解得:,(舍去);
綜上所述:當(dāng)(-1,0)時(shí),滿足條件.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)與一次函數(shù)的綜合,解題的關(guān)鍵在于能夠熟練掌握二次函數(shù)的相關(guān)知識(shí).
題型五 求線段和最值
【例9】已知拋物線交軸于點(diǎn)和點(diǎn),交軸于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式和頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)如圖,點(diǎn)是拋物線上位于直線上方的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)分別作軸,軸的平行線,交直線于點(diǎn),,當(dāng)取最大值時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1),頂點(diǎn)坐標(biāo)為;(2)
【分析】(1)把點(diǎn),代入拋物線,求出a、b,即可求出拋物線解析式,配方為頂點(diǎn)式,即可求出頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)求出OA,OC長,進(jìn)而證明PD=PE,即PD+PE=2PE,得到當(dāng)?shù)拈L度最大時(shí),取最大值,求出直線AC解析式為,設(shè),則,得到,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)即可求出當(dāng)時(shí),最大,即可求出點(diǎn)P坐標(biāo).
【詳解】解:(1)拋物線經(jīng)過點(diǎn),,

解得,,
拋物線的解析式為.
,
拋物線的解析式為,頂點(diǎn)坐標(biāo)為.
(2)由(1)知,拋物線的解析式為,
,

,
,


平行于軸,平行于軸,
,,

,
,

當(dāng)?shù)拈L度最大時(shí),取最大值.
設(shè)直線的函數(shù)關(guān)系式為,
把,代入得,
解得,,
直線解析式為.
設(shè),則,

,
當(dāng)時(shí),最大,此時(shí),

【點(diǎn)睛】本題為二次函數(shù)綜合題,綜合性較強(qiáng),第(1)步根據(jù)待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式是解題關(guān)鍵,第(2)步根據(jù)函數(shù)解析式得到PD=PE,進(jìn)而得到當(dāng)?shù)拈L度最大時(shí),取最大值時(shí)解題關(guān)鍵.
【例10】如圖(1),二次函數(shù)的圖象與軸、直線的交點(diǎn)分別為點(diǎn)、.

圖(1) 圖(2) (備用圖)
(1)_________,_________,=_________;
(2)連接AB,點(diǎn)是拋物線上一點(diǎn)(異于點(diǎn)A),且,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖(2),點(diǎn)、是線段上的動(dòng)點(diǎn),且.設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
①過點(diǎn)、分別作軸的垂線,與拋物線相交于點(diǎn)、,連接.當(dāng)取得最大值時(shí),求的值并判斷四邊形的形狀;
②連接、,求為何值時(shí),取得最小值,并求出這個(gè)最小值.
【答案】(1),,;(2);(3)①時(shí),取得最大值;四邊形是平行四邊形;②當(dāng)時(shí),最小,這個(gè)最小值為.
【分析】(1)利用坐標(biāo)點(diǎn)過二次函數(shù)圖像,待定系數(shù)法即可得.
直線OB是正比例函數(shù), ,可得出直線與x軸的夾角.
(2)通過找的對(duì)稱點(diǎn) 作輔助線,通過圖像的幾何特征聯(lián)立方程求出直線解析式,直線一次函數(shù)與二次函數(shù)的交點(diǎn)即為所求的坐標(biāo)點(diǎn).
(3)①找出線段關(guān)系式,即線段和以m的關(guān)系式,問題變成以m為變量的函數(shù)極值問題,通過配方法解得.
②動(dòng)點(diǎn)線段和的極值問題,關(guān)鍵是找對(duì)稱點(diǎn),通過“兩點(diǎn)間,線段最短”的思路添加輔助線求得.
【詳解】(1)
因?yàn)槎魏瘮?shù)圖像經(jīng)過、
∴解得 ,,
又∵正比例函數(shù), ,可得出直線與x軸的夾角;
(2)
作點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),直線
∵,,
∴ ∴
又∵,設(shè)的解析式為
則有
∴求出直線的解析式為,
解方程組,得
(3)①
∵點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,且軸,
∴,,
又∵,且是線段上的一動(dòng)線段,
∴,,
∴,
,

∴當(dāng)時(shí),取得最大值;
此時(shí),,

∴四邊形是平行四邊形.

如圖所示,過點(diǎn)作的平行線,過點(diǎn)作的平行線,交于點(diǎn),則四邊形是平行四邊形,

∵點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱,連接,,則.

∴當(dāng),,三點(diǎn)共線時(shí),最短,此時(shí)最短,
∵,,
∴,,

得出直線的解析式為,
解方程組,可得,
∴,而
∴,,
,
故當(dāng)時(shí),最小,這個(gè)最小值為.
【點(diǎn)睛】本題是一道綜合壓軸題,通過待定系數(shù)法聯(lián)立方程求函數(shù)解析式是解題的第一關(guān)鍵;其二,數(shù)形結(jié)合,利用圖形的幾何的特征來解決函數(shù)的極值問題視為要點(diǎn).
【變式5-1】如圖,拋物線與坐標(biāo)軸分別交于A,B,C,點(diǎn)D在x軸上,AC=CD,過點(diǎn)D作DE⊥x軸交拋物線于點(diǎn)E,點(diǎn)P,Q分別是線段CO,CD上的動(dòng)點(diǎn),且CP=QD.記△APC的面積為S1,△PCQ的面積為S2,△QED的面積為S3,
(1)若S1+S3=4S2 ,求Q點(diǎn)坐標(biāo);
(2)連結(jié)AQ,求AP+AQ的最小值;
【答案】(1)(2)
【分析】(1)先求出A,C的坐標(biāo),作QN∥OD,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)得出D(3,0),進(jìn)而求得E(3,5),根據(jù)勾股定理求得CD=5,設(shè)PC=QD=x,由△NQC∽△ODC的性質(zhì)得出NQ=,根據(jù)S1+S3=4S2,列出關(guān)于x的方程,即可求得x的值,進(jìn)而求得NQ和ON,就求得Q點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)連接AE,先證明△ACP≌△EQD,則AP=EQ,所以AP+AQ=EQ+AQ,利用三角形三邊的關(guān)系得到EQ+AQ≥AE(當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)A、Q、E共線時(shí)取等號(hào)),然后計(jì)算出AE即可.
【詳解】(1)令=0
解得x1=-3,x2=8
∴A(-3,0),B(8,0)
令x=0,得y=4
∴C(0,4),
∵AC=CD,CO⊥AD,
∴OD=OA=3,
∴D(3,0),
∴E點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3,
把x=3代入得,y=5,
∴E(3,5),
∵OD=3,OC=4,
∴CD=5,
設(shè)PC=QD=x,
作QN∥OD,交OC于N,
∴△NQC∽△ODC,
∴,即,
∴NQ=,
∵S1+S3=4S2,
∴x?3+×5?[3?]=4?x?
解得x=,
∴QD=,
∴CQ=5?=,
∵,
∴,
∴NQ=,CN=2,
∴ON=4?2=2,
∴Q(,2);
(2)連接AE,
∵AC=CD,CO⊥AD,
∴OC平分∠ACD,
∴∠ACO=∠DCO,
∵ED∥OC,
∴∠DCO=∠CDE,
∵DE=CD=AC=5,CP=QD,
∴△ACP≌△EDQ,
∴AP=EQ,
∴AP+AQ=EQ+AQ,
而EQ+AQ≥AE(當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)A、Q、E共線時(shí)取等號(hào)),
∴EQ+AQ的最小值===,
∴AQ+AP的最小值為.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合題:熟練掌握二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、二次函數(shù)的性質(zhì)和相似三角形的判定與性質(zhì),理解坐標(biāo)與圖形性質(zhì).
【變式5-2】如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線的對(duì)稱軸為直線,且拋物線交軸于點(diǎn)、,交軸于點(diǎn),在軸上有一點(diǎn),連接.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)為軸上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接,,設(shè)的面積為,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,求與的函數(shù)關(guān)系式;
(3)在拋物線對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn),使得的值最小,若存在,則求出最小值及點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2);(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),的值最小,最小長度為的長,即為.
【分析】(1) 把已知點(diǎn)坐標(biāo)、代入函數(shù)解析式,得出方程組求解即可;
(2)根據(jù)題意,過點(diǎn)D作DG⊥x軸于G,交AE于點(diǎn)F,△ADE的面積=△AEF的面積-△DEF的面積,用含m的代數(shù)式表示△ADE的面積S,即為所求;
(3) 設(shè)出點(diǎn)P坐標(biāo),根據(jù)線段最短可知點(diǎn)P是BD與對(duì)稱軸的交點(diǎn).
【詳解】解:(1)拋物線的對(duì)稱軸為直線,且拋物線交軸于點(diǎn),
解得
拋物線的表達(dá)式為;
(2)令,解得,,
,,
設(shè)直線的解析式為,
將,代入得,
解得
直線的解析式為.
如解圖①,過點(diǎn)作軸于點(diǎn),延長交的延長線于點(diǎn),
設(shè),則,,
與的函數(shù)關(guān)系式為;
(3)存在.如解圖②,連接,交對(duì)稱軸于點(diǎn),
拋物線對(duì)稱軸為直線,
設(shè),直線的解析式為,將,代入得,
解得
直線的解析式為,
,
點(diǎn)在對(duì)稱軸和直線上,
點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
將代入直線的解析式為得,
點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),的值最小,最小長度為的長,即為.
【點(diǎn)睛】本題考查的是已知點(diǎn)求二次函數(shù)式,及根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求出三角形的面積的解析式,還考查了根據(jù)線段最短求出符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo)及最短線段長.用含m的代數(shù)式表示三角形的面積是本題的難點(diǎn).
【變式5-3】如圖,點(diǎn),以點(diǎn)為圓心、2為半徑的圓與軸交于點(diǎn).已知拋物線過點(diǎn)和點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求點(diǎn)的坐標(biāo),并畫出拋物線的大致圖象.
(2)點(diǎn)在拋物線上,點(diǎn)為此拋物線對(duì)稱軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求的最小值.
【答案】(1)C(0,2),圖象詳見解析;(2)
【分析】(1)由拋物線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)可知拋物線的解析式為y=(x?2)(x?6),然后再進(jìn)行整理即可;
(2)連結(jié)AQ交直線x=4與點(diǎn)P,連結(jié)PB,先求得點(diǎn)Q的坐標(biāo),然后再依據(jù)軸對(duì)稱的性質(zhì)可知當(dāng)點(diǎn)A、Q、P在一條直線上時(shí),PQ+PB有最小值
【詳解】(1)∵點(diǎn)M(4,0),以點(diǎn)M為圓心、2為半徑的圓與x軸交于點(diǎn)A、B,
∴A(2,0),B(6,0),
∵拋物線y=x2+bx+c過點(diǎn)A和B,
∴y=(x?2)(x?6)

∵當(dāng)
∴C(0,2)
拋物線的大致圖象如圖下所示:
(2)如下圖所示:連結(jié)AQ交直線x=4與點(diǎn)P,連結(jié)PB.
∵A、B關(guān)于直線x=4對(duì)稱,
∴PA=PB,
∴PB+PQ=AP+PQ,
∴當(dāng)點(diǎn)A、P、Q在一條直線上時(shí),PQ+PB有最小值.
∵Q(8,m)拋物線上,
∴m=2.
∴Q(8,2)

∴.
【點(diǎn)睛】本題主要考查的是二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解答本題主要應(yīng)用了待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式、軸對(duì)稱?最短路徑問題.
題型六 求面積最值
【例11】如圖,動(dòng)點(diǎn)P在線段上(不與點(diǎn)A,B重合),.分別以為直徑作半圓,記圖中所示的陰影部分面積為y,線段的長為x.當(dāng)點(diǎn)P從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B時(shí),y隨x的變化而變化,則陰影面積的最大值是( )

A.B.C.D.
【答案】D
【分析】,則,然后根據(jù)求出y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式即可得到答案.
【詳解】解:∵,
∴,


,
,
∵,
∴當(dāng)時(shí),最大,最大值為,
故選D.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)在幾何圖形中的應(yīng)用,正確求出y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式是解題的關(guān)鍵.
【例12】如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過、兩點(diǎn),其頂點(diǎn)為,連接,點(diǎn)是線段上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與、重合).

(1)求拋物線的函數(shù)解析式,并寫出頂點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)過點(diǎn)作軸于點(diǎn),連接.求面積的最大值.
【答案】(1)拋物線的函數(shù)解析式為,頂點(diǎn)的坐標(biāo)為
(2)面積的最大值為
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法即可求解;
(2)根據(jù)題意先求出直線的解析式,設(shè),則,用含的式子表示,,,根據(jù),可得與的關(guān)系式,運(yùn)用配方法即可求解.
【詳解】(1)解:∵拋物線經(jīng)過、兩點(diǎn),
∴,解得,,
∴拋物線的函數(shù)解析式為,
將拋物線解析式變?yōu)轫旤c(diǎn)式得,,
∴頂點(diǎn)的坐標(biāo)為.
(2)解:拋物線的函數(shù)解析式為,、,,
設(shè)所在直線的解析式為,
∴,解得,,
∴直線的解析式為,
∵點(diǎn)是線段上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與、重合),,
∴設(shè),則,
∴,,,
∴,
∵,,
∴,
∴當(dāng)時(shí),有最大面積,且最大面積為,
∴面積的最大值為.
【點(diǎn)睛】本題主要考查二次函數(shù)圖象與幾何圖形的綜合,掌握待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)與幾何圖形面積的計(jì)算方法是解題的關(guān)鍵.
【變式6-1】在長方形中,cm,cm,點(diǎn)P從點(diǎn)A開始沿邊向終點(diǎn)B以1cm/s的速度移動(dòng),與此同時(shí),點(diǎn)Q從點(diǎn)B開始沿邊 BC向終點(diǎn)C以2cm/s的速度移動(dòng).如果、分別從、同時(shí)出發(fā),當(dāng)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C時(shí),兩點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng).設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為秒,的面積為(cm2).
(1)填空: , (用含的代數(shù)式表示);
(2)求關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式,并寫出的取值范圍;
(3)求的面積的最大值.
【答案】(1)cm,cm
(2)
(3)
【分析】(1)規(guī)劃局路程,速度,時(shí)間的關(guān)系解決問題即可;
(2)利用三角形的面積公式求解即可;
(3)利用二次函數(shù)的性質(zhì)求出最大值即可.
【詳解】(1)解:cm,cm
故答案為:cm,cm
(2)解:∵四邊形是矩形,
,

(3)解:,,
時(shí),y的值最大,最大值為.
的面積的最大值為.
【點(diǎn)睛】本題主要考查矩形的性質(zhì),四邊形的面積,二次函數(shù)的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)構(gòu)建二次函數(shù)解決最值問題.
【變式6-2】如圖,直線與x軸,y軸分別交于B,C兩點(diǎn),拋物線過B,C兩點(diǎn),與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為A,點(diǎn)D是在直線上方的拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接,,.
(1)求b、c的值;
(2)設(shè)四邊形的面積為S,求S的最大值.
【答案】(1)
(2)18
【分析】(1)先求出,坐標(biāo),再把,坐標(biāo)代入拋物線解析式即可;
(2)由圖形可知,當(dāng)?shù)拿娣e最大時(shí),最大,過點(diǎn)作軸交于,設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,,則,得出,然后由三角形面積公式得出關(guān)于的解析式,再由函數(shù)的性質(zhì)求最值即可.
【詳解】(1)解:對(duì)于直線,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
,,
拋物線過,兩點(diǎn),
,
解得,
,;
(2)由(1)知,拋物線解析式為,
令,則,
解得,,

,
的面積為定值,
當(dāng)?shù)拿娣e最大時(shí),最大,
過點(diǎn)作軸交于,
設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,,則,
,

,
當(dāng)時(shí),最大,最大值為8,
,
的最大值為.
【點(diǎn)睛】本題考查了拋物線與軸的交點(diǎn),一次函數(shù)的性質(zhì),二次函數(shù)的性質(zhì),二次函數(shù)的最值,用待定系數(shù)法求函數(shù)表達(dá)式等知識(shí),求出關(guān)于的解析式是解題關(guān)鍵.
【變式6-3】已知函數(shù)y=-x2+(m-1) x+m (m為常數(shù)),其頂點(diǎn)為M.
(1)請(qǐng)判斷該函數(shù)的圖像與x軸公共點(diǎn)的個(gè)數(shù),并說明理由;
(2)當(dāng)-2≤m≤3時(shí),求該函數(shù)的圖像的頂點(diǎn)M縱坐標(biāo)的取值范圍;
(3)在同一坐標(biāo)系內(nèi)兩點(diǎn)A(-1,-1)、B(1,0),△ABM的面積為S,當(dāng)m為何值時(shí),S的面積最?。坎⑶蟪鲞@個(gè)最小值.
【答案】(1) 該函數(shù)的圖像與軸公共點(diǎn)的個(gè)數(shù)是1個(gè)或2個(gè);(2) 當(dāng)-2≤m≤3時(shí),該函數(shù)圖像的頂點(diǎn)縱坐標(biāo)的取值范圍是0≤y≤4;(3) 當(dāng)時(shí),面積有最小值
【分析】(1)計(jì)算判別式△的大小,比較與0的大小關(guān)系,即可得到根的個(gè)數(shù),進(jìn)而得到函數(shù)的圖像與x軸公共點(diǎn)的個(gè)數(shù);
(2)把函數(shù)的解析式化成頂點(diǎn)式,結(jié)合m的取值范圍,即可得到圖像的頂點(diǎn)M縱坐標(biāo)的取值范圍;
(3) 列出關(guān)于△ABM的面積為S的表達(dá)式,求其根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求其最小值即可得到答案.
【詳解】(1)由題意得:△=
∴該函數(shù)的圖像與軸公共點(diǎn)的個(gè)數(shù)是1個(gè)或2個(gè) ;
(2)將y=-x2+(m-1) x+m化成頂點(diǎn)式得到
頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)是y=,
當(dāng)m=-1時(shí),y有最小值為0;
當(dāng)m<﹣1時(shí),y隨m的增大而減小,
當(dāng)m>﹣1時(shí),y隨m的增大而增大,
當(dāng)m=-2時(shí),y=0.25;
當(dāng)m=3時(shí),y=4,
則當(dāng)-2≤m≤3時(shí),該函數(shù)圖像的頂點(diǎn)縱坐標(biāo)的取值范圍是0≤y≤4 ;
(3)根據(jù)題意,經(jīng)過點(diǎn)M、點(diǎn)A的直線斜率
經(jīng)過點(diǎn)M、點(diǎn)A的直線可表示為:
令可得直線與x軸交點(diǎn)橫坐標(biāo)為
則△ABM的面積為
故當(dāng)時(shí),面積有最小值.
【點(diǎn)睛】本題考查的是拋物線與x軸的交點(diǎn)即根的判別式的問題以及二次函數(shù)圖像的性質(zhì)和三角形的面積計(jì)算,熟練掌握各知識(shí)點(diǎn)并靈活運(yùn)用是解題的關(guān)鍵.
1.(2022·河北滄州·統(tǒng)考二模)如圖,點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn)坐標(biāo)為,為上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),分別以、為斜邊在的同側(cè)作兩個(gè)等腰直角三角形和,連結(jié).
(1)線段的長為 .
(2)則長的最小值是 .
【答案】 7 3.5
【分析】(1)利用坐標(biāo)直接計(jì)算即可;
(2))作于M,于N,連接DE,作于H,根據(jù)題意可推出DM=CM,EN=CN,可得,在中,可得由此即可判斷出DE的最小值.
【詳解】解:(1),
故答案為:7;
(2)作于,于,連接,作于,
在中,,
∴,,
∴DM=CM,
同理可證:,EN=CN,

在中,,,
∴當(dāng)重合時(shí),即時(shí),
即為中點(diǎn)時(shí),最小為3.5,
故答案為:3.5.
【點(diǎn)睛】本題考查了等腰三角形的性質(zhì),直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,二次函數(shù)最值問題,得出DE的表達(dá)式是解題關(guān)鍵.
2.(2023春·山東東營·九年級(jí)東營市實(shí)驗(yàn)中學(xué)??计谥校┤鐖D,矩形的兩邊長,,點(diǎn)M、N分別從A、B同時(shí)出發(fā).M在邊上沿方向以每秒的速度勻速運(yùn)動(dòng),N在邊上沿方向以每秒的速度的勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)N到達(dá)C點(diǎn)時(shí),M、N停止運(yùn)動(dòng).當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間 秒時(shí),的面積最大,最大值為 .

【答案】 4 20
【分析】,,根據(jù),結(jié)合得出當(dāng)時(shí),的面積最大,且最大值為.
【詳解】解:∵N在邊上沿方向以每秒的速度的勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)N到達(dá)C點(diǎn)時(shí),M、N停止運(yùn)動(dòng),
∴,
∵M(jìn)在邊上沿方向以每秒的速度勻速運(yùn)動(dòng),N在邊上沿方向以每秒的速度的勻速運(yùn)動(dòng),
∴,,


∴當(dāng)時(shí),的面積最大,且最大值為:

故答案為:4;20.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意得出.
3.(2023秋·福建廈門·九年級(jí)??计谥校┮阎瘮?shù),當(dāng)時(shí),函數(shù)有最大值,最小值3,則m的取值范圍是 .
【答案】
【分析】根據(jù)函數(shù)表達(dá)式可求出對(duì)稱軸,再根據(jù)函數(shù)圖象開口向下可得函數(shù)性質(zhì),確定最值范圍即可求解.
【詳解】解:,
對(duì)稱軸為直線,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
因此時(shí),,
當(dāng)時(shí),隨值的增大而增大,當(dāng)時(shí),隨值的增大而減小,
時(shí),有最大值,最小值3,
,
故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì),二次函數(shù)的最值問題,掌握性質(zhì)及圖象、運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想是解題的關(guān)鍵.
4.(2023秋·廣東深圳·九年級(jí)??计谀┤鐖D,線段,點(diǎn)在線段上,在的同側(cè)分別以、為邊長作正方形和,點(diǎn)、分別是、的中點(diǎn),則的最小值是 .
【答案】5
【分析】設(shè),,根據(jù)正方形的性質(zhì)和勾股定理列出關(guān)于x的二次函數(shù)關(guān)系式,求二次函數(shù)的最值即可.
【詳解】解:作于,如圖所示:
設(shè),,
根據(jù)題意得:,,
在中,由勾股定理得:,
即.
∵,
∴當(dāng),即時(shí),,
∴.即MN的最小值為5;
故答案為5.
【點(diǎn)睛】本題考查了正方形的性質(zhì)、勾股定理、二次函數(shù)的最值.熟練掌握勾股定理和二次函數(shù)的最值是解決問題的關(guān)鍵.
5.(2023秋·四川德陽·九年級(jí)期中)如圖,在△ABC中,AB=AC=5,BC=4,D為邊AB上一動(dòng)點(diǎn)(B點(diǎn)除外),以CD為一邊作正方形CDEF,連接BE,則△ABC的面積是 ,△BDE面積的最大值為 .
【答案】 10
【分析】如圖,過點(diǎn)作于,過點(diǎn)作于,過點(diǎn)作于,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)以及三角形的面積可求出,繼而根據(jù)勾股定理求出,從而求得的長,然后證明,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)可得,設(shè),則,繼而根據(jù)三角形的面積公式可得,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)即可求得答案.
【詳解】如圖,過點(diǎn)作于,過點(diǎn)作于,過點(diǎn)作于,
,,,
,

,
即,
,
在中,,
,

四邊形是正方形,
,,

,
又,

,
設(shè),則,
,
,
的最大值為,
故答案為,.
【點(diǎn)睛】本題考查了等腰三角形的性質(zhì),正方形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),二次函數(shù)的應(yīng)用等,綜合性較強(qiáng),有一定的難度,正確添加輔助線,熟練運(yùn)用相關(guān)知識(shí)是解題的關(guān)鍵.
6.(2022·新疆和田·二模)如圖,在矩形中,,點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)沿邊向點(diǎn)以1個(gè)單位每秒的速度移動(dòng),同時(shí)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)沿邊向點(diǎn)以2個(gè)單位每秒的速度移動(dòng)。如果兩點(diǎn)在分別到達(dá)兩點(diǎn)后就停止移動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為秒,回答下列問題:
(1)運(yùn)動(dòng)開始后第幾秒時(shí),的面積等于;
(2)設(shè)五邊形的面積為,寫出與的函數(shù)關(guān)系式,當(dāng)為何值時(shí)最小?求的最小值.
【答案】(1)運(yùn)動(dòng)開始后第2秒或第4秒時(shí),的面積等于;(2),當(dāng)t=3時(shí),S有最小值63.
【分析】(1)分別用t表示出PB和BQ,根據(jù)的面積等于,列出方程解出t即可;
(2)用矩形減去的面積即為五邊形的面積,寫出五邊形面積的代數(shù)式,從而求出S最小值時(shí)對(duì)應(yīng)的t值.
【詳解】(1)由題知PB=6-t,BQ=2t,
的面積等于,則,
解得,
則運(yùn)動(dòng)開始后第2秒或第4秒時(shí),的面積等于;
(2)由題知矩形減去的面積即為五邊形的面積,

當(dāng)t=3時(shí),S有最小值63.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的最值在解決面積問題中的運(yùn)用關(guān)鍵是根據(jù)t,表示相關(guān)線段的長度,再計(jì)算面積,把所得的代數(shù)式看作二次函數(shù)求最值.
7.(2023秋·江蘇南通·九年級(jí)南通田家炳中學(xué)??计谥校┮阎P(guān)于x的二次函數(shù).
(1)若,兩點(diǎn)在該二次函數(shù)的圖象上,直接寫出與的大小關(guān)系;
(2)若將拋物線沿y軸翻折得到新拋物線,當(dāng)時(shí),新拋物線對(duì)應(yīng)的函數(shù)有最小值3,求m的值.
【答案】(1)
(2)m的值是和
【分析】(1)抓住二次函數(shù)圖象的特征:開口向上,因此離對(duì)稱軸越近的點(diǎn)的縱坐標(biāo)越小,據(jù)此求解即可;
(2)先利用對(duì)稱的規(guī)律求出新函數(shù)的解析式,分析新函數(shù)的圖象及性質(zhì),再分三種情況求解即可.
【詳解】(1)解:∵二次函數(shù)的開口向上,對(duì)稱軸是直線,
∴距離對(duì)稱軸越近的點(diǎn)的縱坐標(biāo)越小,
∵,,,
∴;
(2)解:將拋物線沿y軸翻折得到新拋物線的解析式為:,
∴新拋物線的開口向上,對(duì)稱軸是直線,
分三種情況討論:
①當(dāng),即時(shí),在范圍內(nèi),隨的增大而增大,
則時(shí),函數(shù)有最小值,即,
解得:,(舍去);
②當(dāng),即時(shí),在范圍內(nèi),隨的增大而減小,
則時(shí),函數(shù)有最小值,即,
解得:,(舍去)
③當(dāng),即時(shí),在范圍內(nèi), 時(shí),函數(shù)有最小值,不合題意;
綜合所述:m的值是和.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),解題的關(guān)鍵是恰當(dāng)分類,靈活運(yùn)用二次函數(shù)的圖象及性質(zhì).
8.(2022·貴州遵義·九年級(jí)期中)如圖,在矩形ABCD中,AB=10cm,BC=5cm,點(diǎn)P,點(diǎn)Q分別以2cm/s和1cm/s的速度從A,B沿AB,BC方向運(yùn)動(dòng).設(shè)t秒(t≤5)時(shí),△PBQ的面積為y.
(1)試寫出y與t的函數(shù)關(guān)系式.
(2)當(dāng)t為何值時(shí),S△PBQ=6cm2?
(3)在P、Q運(yùn)動(dòng)過程中,四邊形APQC的面積是否有最小值?如果有,直接寫出S四邊形APQC= .
【答案】(1)y=﹣t2+5t(2)當(dāng)t為2秒或3秒時(shí),S△PBQ=6cm2(3)18.75cm2
【分析】(1)根據(jù)題意求出BQ,PB的長度即可列出函數(shù)關(guān)系式.
(2)把y=6帶入函數(shù)解析式解出t.
(3)將y的解析式配方后求出△PBQ面積最大值,從而得到四邊形APQC面積最小值.
【詳解】(1)∵四邊形ABCD是矩形,AB=10cm,BC=5cm,
根據(jù)題意,AP=2t,BQ=t,
∴PB=10﹣2t,
∵S△PBQ=PB?QB,
∴y=﹣t2+5t,
(2)把y=6cm2代入解析式,可得:6=﹣t2+5t,
解得:t1=2,t2=3,
答:當(dāng)t為2秒或3秒時(shí),S△PBQ=6cm2;
(3)∵y=﹣t2+5t=﹣(t﹣2.5)2+6.25,
∴當(dāng)t=2.5時(shí),y有最大值,最大值為6.25,
∴△PBQ的面積的最大值為6.25cm2,所以四邊形APQC的面積此時(shí)最小,S四邊形APQC=cm2,
故答案為18.75cm2
【點(diǎn)睛】本題考查的知識(shí)點(diǎn)是一元二次方程的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是熟練的掌握一元二次方程的應(yīng)用.
9.(2022秋·天津河西·九年級(jí)??计谀┤鐖D,在中,,cm,cm,點(diǎn)P由點(diǎn)A出發(fā),沿方向向點(diǎn)B勻速運(yùn)動(dòng),速度為1cm/s,點(diǎn)Q由點(diǎn)B出發(fā),沿方向向點(diǎn)C勻速運(yùn)動(dòng),速度為2cm/s.如果動(dòng)點(diǎn)P,Q同時(shí)從A,B兩點(diǎn)出發(fā),一個(gè)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一個(gè)點(diǎn)也停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t(s),
(1)______cm,______cm(用含t的代數(shù)式表示)
(2)求的面積S關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式及自變量t的取值范圍
(3)經(jīng)過幾秒,的面積最大?并求出面積的最大值.
【答案】(1),
(2),
(3)當(dāng)秒時(shí),的面積最大,且最大面積為
【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)P,Q的運(yùn)行速度分別列出代數(shù)式即可得到答案;
(2)先分別計(jì)算出點(diǎn)P從點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B的時(shí)間和點(diǎn)P從點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C的時(shí)間,得到,再即可得到S關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式;
(3)根據(jù)(2)的關(guān)系式進(jìn)行配方得到,即可得到答案.
【詳解】(1)解:∵cm,
∴cm,
∵cm,
故答案為:,.
(2)解:∵點(diǎn)P的速度為1cm/s,cm,
∴點(diǎn)P從點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B的時(shí)間為:,
∵點(diǎn)Q的速度為2cm/s,cm,
∴點(diǎn)P從點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C的時(shí)間為:,
∵一個(gè)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一個(gè)點(diǎn)也停止運(yùn)動(dòng),
∴,
∵,
∴,;
(3)解:∵,
∴,

∴當(dāng)秒時(shí),的面積最大,且最大面積為.
【點(diǎn)睛】本題考查一元二次函數(shù)的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意列出函數(shù)關(guān)系式.
10.(2022秋·四川自貢·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,線段,點(diǎn)是線段上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),分別以和為邊在線段的同側(cè)構(gòu)造菱形和菱形,且,是菱形的對(duì)角線交點(diǎn)、是菱形的對(duì)角線交點(diǎn),連接,則線段的最小值為 .

【答案】
【分析】首先證明∠MPN=90°,設(shè)PA=2a,則PB=10-2a,PM=a,PN=(5-a),構(gòu)建二次函數(shù),利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可解決問題.
【詳解】∵四邊形APCD、四邊形PBFE是菱形,
∵是菱形的對(duì)角線交點(diǎn)、是菱形的對(duì)角線交點(diǎn)

設(shè)PA=2a,則PB=10-2a,PM=a,PN=(5-a),

∴時(shí),MN有最小值,最小值為,
故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題考查了線段的最值問題,掌握菱形的性質(zhì)、二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
11.(2022秋·山西呂梁·九年級(jí)統(tǒng)考期末)綜合與探究
如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線分別與軸,軸交于點(diǎn)和點(diǎn),拋物線經(jīng)過兩點(diǎn),并且與軸交于另一點(diǎn).點(diǎn)為第四象限拋物線上一動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn)重合),過點(diǎn)作軸,垂足為,交直線于點(diǎn),連接.設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.

(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)時(shí),求出此時(shí)的值;
(3)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)的過程中,的周長是否存在最小值?若存在,求出此時(shí)的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1) ;(2)當(dāng)時(shí),;(3)存在.時(shí),的周長最小.
【分析】(1)易求,根據(jù)待定系數(shù)法,即可得到答案;
(2)過點(diǎn)作軸,垂足為,易得:點(diǎn),進(jìn)而可知:,,根據(jù)時(shí),,列出方程,即可求解;
(3)易證:的周長=,可知:當(dāng)最小,即時(shí),的周長最小,進(jìn)而可求出的周長最小時(shí),m的值.
【詳解】(1)在中,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
.
把代入中, 得:
,解得,
拋物線的解析式是;
(2)過點(diǎn)作軸,垂足為.
,
,
.
點(diǎn),
,,
當(dāng)時(shí),,
,
解得:(舍去),.
當(dāng)時(shí),;
(3)存在.
在拋物線中,
當(dāng)時(shí),,解得,
點(diǎn)坐標(biāo)為.
,
.
設(shè)的周長為,
則,
的值不變,
當(dāng)最小,即時(shí),的周長最小.
當(dāng)時(shí),,
,
,
時(shí),的周長最小.

【點(diǎn)睛】本題主要考查二次函數(shù)與平面幾何的綜合問題,把動(dòng)點(diǎn)E的坐標(biāo)用未知數(shù)m表示出來,是解題的關(guān)鍵,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想方法.
12.(2022·廣東汕頭·統(tǒng)考一模)如圖,正方形ABCD的邊長為3a,兩動(dòng)點(diǎn)E,F(xiàn)分別從頂點(diǎn)B,C同時(shí)開始以相同速度沿邊BC,CD運(yùn)動(dòng),與△BCF相應(yīng)的△EGH在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持△EGH≌△BCF,對(duì)應(yīng)邊EG=BC,B,E,C,G在一條直線上.
(1)若BE=a,求DH的長;
(2)當(dāng)E點(diǎn)在BC邊上的什么位置時(shí),△DHE的面積取得最小值?并求該三角形面積的最小值.
【答案】(1)a;(2)E為BC的中點(diǎn)時(shí),a2
【分析】(1)可通過構(gòu)建直角三角形求解.連接FH,則FH∥BE且FH=BE,F(xiàn)H⊥CD.因此三角形DFH為直角三角形.
點(diǎn)E、F分別從頂點(diǎn)B、C同時(shí)開始以相同速度沿BC、CD運(yùn)動(dòng),那么DF=3a-a=2a,DF=2a,F(xiàn)H=a,根據(jù)勾股定理就求出了DH的長.
(2)設(shè)BE=x,△DHE的面積為y,通過三角形DHE的面積=三角形CDE的面積+梯形CDHG的面積-三角形EGH的面積,來得出關(guān)于x,y的函數(shù)關(guān)系式,然后根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)求出y取最小值時(shí)x的值,并求出此時(shí)y的值.
【詳解】解:(1)連接FH,
∵△EGH≌△BCF,
∴HG=FC,∠G=∠BCF,
∴HG∥FC,
∴四邊開FCGH是平行四邊形,
∴FH∥CG,且FH=CG,
又∵EG=BC,
∴EG-EC=BC-EC,即CG=BE,
∴FH=BE,
∵FH∥CG,
∴∠DFH=∠DCG=90°,
由題意可知:CF=BE=a,
在Rt△DFH中,DF=3a-a=2a,F(xiàn)H=a,
∴DH==a;
(2)設(shè)BE=x,△DHE的面積為y,根據(jù)題意得:
y=S△CDE+S梯形CDHG-S△EGH=×3a(3a-x)+ (3a+x)x-×3a×x,
∴y=x2-ax+a2=(x-a)2+a2,
∴當(dāng)x=a,即E為BC的中點(diǎn)時(shí),y取得最小值,即△DHE的面積取得最小值,最小值是a2.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了正方形的性質(zhì),二次函數(shù)的綜合應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn).
13.(2022·安徽六安·統(tǒng)考一模)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-3),且OA=OC=3OB,拋物線圖象經(jīng)過A,B,C三點(diǎn),D點(diǎn)是該拋物線的頂點(diǎn).
(1)求拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式;
(2)判斷△ADC的形狀,并求△ADC的面積;
(3)如圖2,點(diǎn)P是該拋物線位于第三象限的部分上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過P點(diǎn)作PE⊥AC于點(diǎn)E,PE的值是否存在最大值?如果存在,請(qǐng)求出PE的最大值;如果不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)三角形ACD是直角三角形,3
(3)PE有最大值為
【分析】(1)根據(jù)C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-3),且OA=OC= 3OB,得出A, B點(diǎn)的坐標(biāo),用待定系數(shù)法求解析式即可;
(2)根據(jù)坐標(biāo)求出三角形各邊的長,利用勾股定理判斷其為直角三角形,再用三角形面積公式求面積即可;
(3)求出直線AC的解析式,過點(diǎn)P作PH//y軸交AC于H,設(shè)出P點(diǎn)和H點(diǎn)坐標(biāo),用含x的代數(shù)式求出PE的值,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)求最值即可.
【詳解】(1)解:∵C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-3),且OA=OC=3OB,
∴A(-3,0),B(1,0),將A,B兩點(diǎn)坐標(biāo)分別代入解析式得,
,解得,
∴拋物線的解析式為:;
(2)解:由(1)知拋物線的解析式為,
∴D點(diǎn)的坐標(biāo)為(-1,-4),
∴,
,,
∵,即,
∴三角形ACD是直角三角形,
∴;
(3)PE的值存在最大值,理由如下:
設(shè)直線AC的解析式為,把A,C點(diǎn)的坐標(biāo)分別代入,
得,解得,
∴直線AC的解析式為,
如圖,過點(diǎn)P作y軸的平行線交AC于點(diǎn)H,
∵OA=OC,∴∠OAC=∠OCA=45°,
∵,∴∠PHE=∠OCA=45°,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
∴,
∴,
∴PE有最大值為.
【點(diǎn)睛】本題主要考查二次函數(shù)的綜合,一次函數(shù),勾股定理等知識(shí),熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì),用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,利用二次函數(shù)性質(zhì)求最值是解題的關(guān)鍵.
14.(2019·內(nèi)蒙古赤峰·九年級(jí)期中)如圖,直線與軸、軸分別交于兩點(diǎn),拋物線經(jīng)過點(diǎn),與軸另一交點(diǎn)為,頂點(diǎn)為.
(1)求拋物線的解析式;
(2)在軸上找一點(diǎn),使的值最小,求的最小值;
(3)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn),使得?若存在,求出點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2);(3)(1,2+2)或(1,?2?2).
【分析】(1)直線y=?x+3與x軸、y軸分別交于B、C兩點(diǎn),則點(diǎn)B、C的坐標(biāo)分別為(3,0)、(0,3),將點(diǎn)B、C的坐標(biāo)代入二次函數(shù)表達(dá)式,即可求解;
(2)如圖1,作點(diǎn)C關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)C′,連接CD′交x軸于點(diǎn)E,則此時(shí)EC+ED為最小,即可求解;
(3)分點(diǎn)P在x軸上方、點(diǎn)P在x軸下方兩種情況,分別求解.
【詳解】解:(1)直線與軸、軸分別交于兩點(diǎn),則點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入二次函數(shù)表達(dá)式得:,解得:,
故函數(shù)的表達(dá)式為:,
令,則或3,故點(diǎn);
(2)如圖1,作點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn),連接交軸于點(diǎn),則此時(shí)為最小,
函數(shù)頂點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn),
將的坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式并解得:
直線的表達(dá)式為:,
當(dāng)時(shí), ,
故點(diǎn);
(3)①當(dāng)點(diǎn)在軸上方時(shí),如下圖2,
∵,則,
過點(diǎn)作,設(shè),
則,
由勾股定理得:,
,解得:m2=8+4,
則PB2=2m2=16+8
則yP=
∴P(1,);
②當(dāng)點(diǎn)P在x軸下方時(shí),
則yP=?(2+2);
故點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,2+2)或(1,?2?2).
【點(diǎn)睛】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)、等腰三角形性質(zhì)、點(diǎn)的對(duì)稱性等,其中(3),要注意分類求解,避免遺漏.

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