★二次函數(shù)最值求解方法★
★二次函數(shù)區(qū)間最值問題分析★
★求解步驟★
①確定頂點坐標:通過公式計算得到頂點坐標(h, k)。
②判斷函數(shù)開口方向:根據(jù)a的正負確定。
③分析區(qū)間與對稱軸的關(guān)系:
1.定軸定區(qū)間:直接利用單調(diào)性或數(shù)形結(jié)合求最值。
2.定軸動區(qū)間:分類討論區(qū)間與對稱軸的位置關(guān)系,考慮單調(diào)性求最值。
3.動軸定區(qū)間:同樣需要分類討論,考慮軸是否穿過區(qū)間及單調(diào)性。
④計算最值:結(jié)合上述分析,確定區(qū)間上的最大值和最小值。
一、定軸定區(qū)間
例1.(2024?溫州模擬)已知二次函數(shù)y=x2﹣2x+k,當﹣3≤x≤2時,y的最大值為9,則k的值為 ﹣6 .
【解答】解:由題意,∵y=x2﹣2x+k=x2﹣2x+1+k﹣1=(x﹣1)2+k﹣1,
∴拋物線的對稱軸是直線x=1.
又∵﹣3≤x≤2,拋物線開口向上,
∴當x=﹣3時,y取最大值,最大值y=16+k﹣1=15+k.
又此時y的最大值為9,
∴15+k=9.
∴k=﹣6.
故答案為:﹣6.
對應(yīng)練習(xí):
1.(2024?東河區(qū)二模)二次函數(shù)y=x2﹣2x﹣2中,當3≤x≤4時,y的最小值是 1 .
【解答】解:∵二次函數(shù)y=x2﹣2x﹣2=(x﹣1)2﹣3,
∴當x>1時,y隨x的增大而增大,
∵3≤x≤4,
∴當x=3時,y取得最小值1,
故答案為:1.
2.(2024?肥城市一模)已知二次函數(shù)y=x2﹣4x﹣7,當﹣2≤x≤3時,函數(shù)的最大值為 5 .
【解答】解:由二次函數(shù)的表達式為y=x2﹣4x﹣7可知,
拋物線開口向上,對稱軸為直線x=2,
又2﹣(﹣2)>3﹣2,
所以當x=﹣2時,函數(shù)取得最大值,
y=(﹣2)2﹣4×(﹣2)﹣7=5.
故答案為:5.
3.(2024秋?武昌區(qū)期中)已知二次函數(shù)y=ax2+4ax+3a在﹣3≤x≤1時有最大值3,則a的值為 或﹣3 .
【解答】解:y=ax2+4ax+3a=a(x+2)2﹣a,
∵二次函數(shù)在﹣3≤x≤1時有最大值3,
①當a>0 時,開口向上,
∴當x=1時,y有最大值8a,
∴8a=3,
∴a=;
②當a<0 時,開口向下,
∴當x=﹣2時,y有最大值﹣a,
∴﹣a=3,
∴a=﹣3,
綜上,a=或a=﹣3.
故答案為:或﹣3.
4.(2024?鹿城區(qū)校級三模)已知二次函數(shù)y=a(x﹣1)2﹣a(a≠0),當﹣1≤x≤4時,y的最小值為﹣4,則a的值為( )
A.或4B.4或C.或4D.或
【解答】解:y=a(x﹣1)2﹣a的對稱軸為直線x=1,
頂點坐標為(1,﹣a),
當a>0時,在﹣1≤x≤4,函數(shù)有最小值﹣a,
∵y的最小值為﹣4,
∴﹣a=﹣4,
∴a=4;
當a<0時,在﹣1≤x≤4,當x=4時,函數(shù)有最小值,
∴9a﹣a=﹣4,
解得a=﹣;
綜上所述:a的值為4或﹣,
故選:B.
5.(2024秋?姑蘇區(qū)校級月考)已知二次函數(shù)y=ax2+4ax+3a(a為常數(shù)).
(1)若二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(2,3),則a= .
(2)在(1)的條件下,當﹣1≤x≤2時,則y的取值范圍是 0≤y≤3 .
(3)若二次函數(shù)在﹣3≤x≤1時有最大值8,求a的值.
【解答】解:(1)∵二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(2,3),
∴3=4a+8a+3a,
∴a=,
故答案為:;
(2)由(1)知:該二次函數(shù)y的表達式為y=x2+x+.
∵y=x2+x+=(x+2)2﹣,
∴拋物線開口向上,頂點為(﹣2,﹣),
∴x=﹣1時,y=(﹣1+2)2﹣=0,
當x=2時,y=(2+2)2﹣=3,
∴當﹣1≤x≤2時,y的取值范圍是:0≤y≤3.
故答案為:0≤y≤3;
(3)∵y=ax2+4ax+3a=a(x+2)2﹣a,
∴拋物線對稱軸為直線x=﹣2,
∵二次函數(shù)在﹣3≤x≤1時有最大值8,
∴x=1時,y=8或﹣a=8,
∴a+4a+3a=8,
∴a=1或a=﹣8.
∴a的值是1或﹣8.
6.已知二次函數(shù)y=ax2﹣2ax+b(a≠0).
(1)若a<0,當﹣4≤x≤2時,y的最小值為﹣21,y的最大值為4,求a+b的值;
(2)若該二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點A(1,0)和B(2,3),當m﹣2≤x≤m時,y的最大值與最小值的差8,求m的值.
【解答】解:(1)∵a<0,對稱軸x=﹣=1,﹣4≤x≤2,
∴當x=﹣4時,y有最小值,
當x=1時,y有最大值,
即,
解得:,
∴a+b=﹣1+3=2;
(2)由題意可知,
,
解得:,
則二次函數(shù)的表達式為y=3x2﹣6x+3=3(x﹣1)2,
則對稱軸x=1,頂點坐標為(1,0),
∵m﹣2≤x≤m,
∴①當m﹣2≤x≤m在對稱軸的左側(cè)時,即m<1時,
∵y的最大值與最小值的差8,
∴3(m﹣2﹣1)2﹣3(m﹣1)2=8,
解得:m=(舍去),
②當m﹣2≤x≤m在對稱軸的右側(cè)時,即m>3時,
∵y的最大值與最小值的差8,
∴3(m﹣1)2﹣3(m﹣2﹣1)2=8,
解得:m=(舍去),
③當m﹣2≤x≤m在對稱軸的兩側(cè)時,即1<m<3時,
∵y的最大值與最小值的差8,
∴3(m﹣2﹣1)2﹣0=8,或3(m﹣1)2﹣0=8,
解得:m1=3﹣,m2=3+,(舍去),或m3=1+,m4=1﹣(舍去),
綜上所述,m的值為3﹣或1+.
7.已知,二次函數(shù)y=ax2﹣2ax+3(a≠0).
(1)若該圖象過點(3,6),求a的值;
(2)當0≤x≤3時,y的最大值是,求a的值;
(3)當a>0時,若A(m,y1),B(m+1,y2),C(m+3,y3)在函數(shù)圖象上,且y2<y1<y3,求m的取值范圍.
【解答】解:(1)把點(3,6)代入y=ax2﹣2ax+3中,得6=9a﹣6a+3,
∴解得a=1.
(2)拋物線的對稱軸為直線,
①當a>0時,
∵當0≤x≤3時,y的最大值是,
∴當x=3時,y=,
∴把(3,)代入y=ax2﹣2ax+3中,得a=;
②當a<0時,
∵當0≤x≤3時,y的最大值是,
∴當x=1時,y=,
∴把(1,)代入y=ax2﹣2ax+3中,得a=﹣;
∴綜上所述,a的值為或﹣;
(3)y=ax2﹣2ax+3=a(x﹣1)2﹣a+3,
∴二次函數(shù)對稱軸為直線x=1,
∵當a>0時,
∴當x<1時,y隨x的增大而減小,x>1時,y隨x的增大而增大,
∵m<m+1<m+3,且y2<y1<y3,
∴點C距離對稱軸最遠,點B距離對稱軸最近,
∴,
解得:﹣<m<.
∴m的取值范圍為﹣<m<.
二、定軸動區(qū)間
例2(2024?陽春市二模)已知二次函數(shù)y=2x2﹣4x﹣1在0≤x≤a時,y取得的最大值為15,則a的值為 4 .
【解答】解:∵二次函數(shù)y=2x2﹣4x﹣1=2(x﹣1)2﹣3,
∴拋物線的對稱軸為x=1,頂點(1,﹣3),
∴當y=﹣3時,x=1,
當y=15時,2(x﹣1)2﹣3=15,
解得x=4或x=﹣2,
∵當0≤x≤a時,y的最大值為15,
∴a=4,
故答案為:4.
對應(yīng)練習(xí):
1.(2024秋?濱海新區(qū)期中)二次函數(shù)y=﹣(x﹣1)2+5,當m≤x≤n且m<0時,y的最小值為5m,最大值為5n,則m+n的值為( )
A.0B.﹣3C.﹣1D.﹣2
【解答】解:y=﹣(x﹣1)2+5,頂點坐標(1,5),開口向下,對稱軸x=1,
①當m<0,n≤1時,x=n時,y取最大值,
即﹣(n﹣1)2+5=5n,
解得n=1或n=﹣4(舍),
x=m時,y取最小值,
即﹣(m﹣1)2+5=5m,
解得m=1(舍去)或m=﹣4,
∴m+n=﹣3,
②當m<0,n>1時,
y=5n=5,n=1(舍去),
∴m+n=﹣3,
故選:B.
2.(2024?廣東模擬)當a≤x≤a+1時,函數(shù)y=x2﹣2x+1的最小值為1,則a的值為 2或﹣1 .
【解答】解:當y=1時,有x2﹣2x+1=1,
解得:x1=0,x2=2.
∵當a≤x≤a+1時,函數(shù)有最小值1,
∴a=2或a+1=0,
∴a=2或a=﹣1,
故答案為:2或﹣1.
3.在平面直角坐標系中,已知拋物線C:y=ax2+2x﹣1(a≠0)
(1)當a=﹣1,二次函數(shù)y=ax2+2x﹣1的自變量x滿足m≤x≤m+2時,函數(shù)y的最大值為﹣4,求m的值;
(2)已知點A(﹣3,﹣3),B(1,﹣1),若拋物線C與直線AB有兩個不同的交點,請直接寫出a的取值范圍.
【解答】解:(1)根據(jù)題意可得,y=﹣x2+2x﹣1,
∵a<0,
∴拋物線開口向下,對稱軸x=1,
∵m≤x≤m+2時,y有最大值﹣4,
∴當y=﹣4時,有﹣x2+2x﹣1=﹣4,
∴x=﹣1或x=3,
①在x=1左側(cè),y隨x的增大而增大,
∴x=m+2=﹣1時,y有最大值﹣4,
∴m=﹣3;
②在對稱軸x=1右側(cè),y隨x最大而減小,
∴x=m=3時,y有最大值﹣4;
綜上所述:m=﹣3或m=3;
(2)由點A、B的坐標得,直線AB的解析式為y=x﹣,
拋物線與直線聯(lián)立:ax2+2x﹣1=x﹣,
∴ax2+x+=0,
△=﹣2a>0,
∴a<,
∴a<且a≠0.
4.(2024?湖北)在平面直角坐標系中,已知拋物線C:y=ax2+2x﹣1(a≠0)和直線l:y=kx+b,點A(﹣3,﹣3),B(1,﹣1)均在直線l上.
(1)若拋物線C與直線l有交點,求a的取值范圍;
(2)當a=﹣1,二次函數(shù)y=ax2+2x﹣1的自變量x滿足m≤x≤m+2時,函數(shù)y的最大值為﹣4,求m的值;
(3)若拋物線C與線段AB有兩個不同的交點,請直接寫出a的取值范圍.
【解答】解:(1)點A(﹣3,﹣3),B(1,﹣1)代入y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=x﹣;
聯(lián)立y=ax2+2x﹣1與y=x﹣,則有2ax2+3x+1=0,
∵拋物線C與直線l有交點,
∴Δ=9﹣8a≥0,
∴a≤且a≠0;
(2)根據(jù)題意可得,y=﹣x2+2x﹣1,
∵a<0,
∴拋物線開口向下,對稱軸為直線x=1,
∵m≤x≤m+2時,y有最大值﹣4,
∴當y=﹣4時,有﹣x2+2x﹣1=﹣4,
∴x=﹣1或x=3,
①在對稱軸直線x=1左側(cè),y隨x的增大而增大,
∴x=m+2=﹣1時,y有最大值﹣4,
∴m=﹣3;
②在對稱軸直線x=1右側(cè),y隨x增大而減小,
∴x=m=3時,y有最大值﹣4;
綜上所述:m=﹣3或m=3;
(3)①a<0時,x=1時,y≤﹣1,
即a≤﹣2;
②a>0時,x=﹣3時,y≥﹣3,
即a≥,
直線AB的解析式為y=x﹣,
拋物線與直線聯(lián)立:ax2+2x﹣1=x﹣,
∴ax2+x+=0,
Δ=﹣2a>0,
∴a<,
∴a的取值范圍為≤a<或a≤﹣2;
5.(2023?蓮都區(qū)一模)已知二次函數(shù)y=ax2+bx﹣3a(a,b是常數(shù),a≠0),它的圖象過點(1,1).
(1)用含a的代數(shù)式表示b;
(2)若a=﹣1,此二次函數(shù)的自變量x滿足m≤x≤m+2時,函數(shù)y的最大值為3,求m的值;
(3)若該函數(shù)圖象的頂點在第二象限,當a<b時,求a+2b的取值范圍.
【解答】解:(1)將(1,1)代入函數(shù)表達式得1=a+b﹣3a,
∴b=2a+1.
(2)∵a=﹣1,
∴b=2a+1=﹣1,
∴y=﹣x2﹣x+3,
∵a=﹣1<0,
∴拋物線開口向下,對稱軸為:,
∵y有最大值為3,
∴當y=3時,有﹣x2﹣x+3=3,
解得:x1=0,x2=﹣1,
∵m≤x≤m+2,
又∵在的左側(cè),y隨x的增大而增大,
∴當m+2=﹣1時,y有最大值為3,
∴m=﹣3.
∵在的右側(cè),y隨x的增大而減小,
∴當m=0時,y有最大值為3,
∴m=0.
綜上所述,m=﹣3或m=0.
(3)∵a<b,
∴a<2a+1,
∴a>﹣1,
∵二次函數(shù)為:y=ax2+(2a+1)x﹣3a,
∴Δ=(2a+1)2﹣4×a×(﹣3a)=(2a+1)2+12a2>0,
∴函數(shù)圖象與x軸有2個不同的交點,
∵圖象頂點在第二象限,
∴拋物線開口向下,即a<0,

∴,
∴,
∴,
∵a+2b=a+2(2a+1)=5a+2,
∴.
三.動軸定區(qū)間
例3 (2024?蔡甸區(qū)月考)已知關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2﹣2ax+3,當1≤x≤3時,函數(shù)有最小值2a,則a的值為 1 .
【解答】解:函數(shù)對稱軸為直線x=﹣=﹣=a,
∵當1≤x≤3時,函數(shù)有最小值2a,
∴①a≤1時,x=1函數(shù)取得最小值,1﹣2a+3=2a,
解得a=1,
②1≤a≤3時,x=a函數(shù)取得最小值,a2﹣2a?a+3=2a,
整理得,a2+2a﹣3=0,
解得a1=1,a2=﹣3(舍去)
③a≥3時,x=3函數(shù)取得最小值,9﹣6a+3=2a,
解得a=(舍去),
綜上所述,a的值為1.
故答案為:1.
對應(yīng)練習(xí):
1.已知關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2﹣2mx+m2﹣1.
(1)若M(m﹣1,y1),N(m+2,y2)兩點在該二次函數(shù)的圖象上,直接寫出y1與y2的大小關(guān)系;
(2)若將拋物線沿y軸翻折得到新拋物線,當﹣1≤x≤3時,新拋物線對應(yīng)的函數(shù)有最小值3,求m的值.
【解答】解:(1)∵y=x2﹣2mx+m2﹣1=(x﹣m)2﹣1,
∴拋物線開口向上,對稱軸為直線x=m.
∵m﹣(m﹣1)<m+2﹣m,
∴點M到拋物線距離小于點N到拋物線距離.
∴y1<y2.
(2)∵拋物線y=x2﹣2mx+m2﹣1=(x﹣m)2﹣1,
∴沿y軸翻折后的函數(shù)解析式為y=(x+m)2﹣1.
∴該拋物線的對稱軸為直線x=﹣m.
①若﹣m<﹣1,即m>1,則當x=﹣1時,y有最小值.
∴(﹣1+m)2﹣1=3.
解得m1=3,m2=﹣1.
∵m>1,
∴m=3.
②若﹣1≤﹣m≤3,即﹣3≤m≤1,則當x=﹣m時,y有最小值﹣1.
不合題意,舍去.
③若﹣m>3,m<﹣3,則當x=3時,y有最小值.
∴(3+m)2﹣1=3.
解得m1=﹣1,m2=﹣5.
∵m<﹣3,
∴m=﹣5.
綜上所述,m的值為3或﹣5.
2.函數(shù)y=x2﹣2ax﹣2在﹣1≤x≤4有最小值﹣5,則實數(shù)a的值是 ﹣2或 .
【解答】解:∵y=x2﹣2ax﹣2,
∴拋物線開口向上,對稱軸為直線x=﹣=a,
當a≤﹣1時,則x=﹣1時,函數(shù)有最小值﹣5,
∴此時y=1+2a﹣2=﹣5,解得a=﹣2;
當a≥4時,則x=4時,函數(shù)有最小值﹣5,
∴此時y=16﹣8a﹣2=﹣5,解得a=(不合題意,舍去);
當﹣1<a<4時,則x=a時,函數(shù)有最小值﹣5,
∴此時y=a2﹣2a2﹣2=﹣5,
解得a1=,a2=﹣(舍去),
綜上,實數(shù)a的值是﹣2或,
故答案為:﹣2或.
3.(2024?拱墅區(qū)校級開學(xué))0≤x≤1時,函數(shù)y=x2﹣2ax+a的最小值為﹣2,則實數(shù)a的值為 ﹣2或3 .
【解答】解:∵函數(shù)y=x2﹣2ax+a,
∴對稱軸x=a,
∵開口方向向上,
∴當x>a時,y隨x增大而增大,當x<a時,y隨x增大而減小,
①當a<0時,x=0時y有最小值,
∴0﹣0+a=﹣2,
∴a=﹣2;
②當a>1時,x=1時有最小值,
∴1﹣2a+a=﹣2,
∴a=3;
③當0≤a≤1時,x=a有最小值,
∴a2﹣2a2+a=﹣2,即a2﹣a﹣2=0,
解得a=2或﹣1,
∵0≤a≤1,
∴此種情況不存在a值滿足題意;
綜上,a的值為﹣2或3.
故答案為:﹣2或3.
4.(2021?江夏區(qū)校級自主招生)y=x2+(1﹣a)x+1是關(guān)于x的二次函數(shù),當x的取值范圍是﹣1≤x≤3時,y只在x=﹣1時取得最大值,則實數(shù)a的取值范圍是 a>3 .
【解答】解:∵﹣1≤x≤3時,y只在x=﹣1時取得最大值,
∴﹣>,
解得a>3.
故答案為:a>3.
方法名稱
描述
適用范圍
頂點法
通過求二次函數(shù)的頂點得到最值
所有二次函數(shù)
公式法
直接代入公式求解
已知二次函數(shù)一般式
配方法
將二次函數(shù)化為頂點式求解
可配方的二次函數(shù)
對稱軸法
根據(jù)對稱軸和定義域判斷最值
定義域在對稱軸兩側(cè)或包含對稱軸
區(qū)間位置
對稱軸位置
最值判斷
求解方法
區(qū)間內(nèi)
對稱軸在區(qū)間內(nèi)
頂點為最值點
頂點法或公式法
區(qū)間外
對稱軸在區(qū)間外
端點為最值點
比較區(qū)間端點函數(shù)值
包含對稱軸
區(qū)間包含對稱軸
頂點為最值點之一,另一端點可能也為最值點
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全國通用 中考數(shù)學(xué) 二次函數(shù)壓軸題專題練習(xí) 01區(qū)間最值問題(不含答案版)

專題5二次函數(shù)與面積最值定值問題-(學(xué)生版)-拔尖2023中考數(shù)學(xué)壓軸題突破(全國通用)

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