
“將軍飲馬”問題主要利用構(gòu)造對稱圖形解決求兩條線段和差、三角形周長、四邊形周長等 一類最值問題,會與直線、角、三角形、四邊形、圓、拋物線等圖形結(jié)合,在近年的中考和競賽中經(jīng)常出現(xiàn),而且大多以壓軸題的形式出現(xiàn)。
“兩點定點一定長”
模型一:當(dāng)兩定點 A、B 在直線l異側(cè)時,在直線l上找一點 P,使 PA+PB 最小。
作法:連接AB交直線l 于點 P,點P即為所求 作的點。
結(jié)論:PA+PB值最小
模型二:
作法:作點B關(guān)于直線l的對稱點B’,連接AB’與直線l相交的點P即為所求
結(jié)論:AP+PB’值最小
模型三:
當(dāng)兩定點 A、B 在直線l同側(cè)時,在直線l上找一點 P,使 最大。
作法:接 AB并延長交直線l于點 P,點P即為所求作的點。
結(jié)論: 的最大值為 AB。
當(dāng) l 兩B定點 A、B 在直線l 異側(cè)時,在直線l 上找一點 P,使 最 大。
作法:作點B關(guān)于直線l的對稱點 B′,連接 AB′并延長交直線于點 P,點P即為所求作的點。
結(jié)論: 的最 大值為 AB′
模型四:
當(dāng) l 兩定點 A、B 在直線l同側(cè)時,在 直線l上找一點 P,使 最小。
作法:連接 AB,作AB的垂直平分 線交直線l于點 P,點 P 即為 所求作的點。
結(jié)論: 的最小值為 0
【考點1 線段最值問題】
【典例1】(盤錦)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線y=ax2+bx+4交y軸于點C,交x軸于A、B兩點,A(﹣2,0),a+b=,點M是拋物線上的動點,點M在頂點和B點之間運動(不包括頂點和B點),ME∥y軸,交直線BC于點E.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求線段ME的最大值;
【解答】解:(1)將點A的坐標代入拋物線表達式得:0=4a﹣2b+4,
則,解得:,
故拋物線的表達式為:y=﹣x2+x+4;
(2)y=﹣x2+x+4,令x=0,則y=4,令y=0,則x=4或﹣2,
故點A、B、C的坐標分別為:(﹣2,0)、(4,0)、(0,4),
設(shè)直線BC的表達式為:y=kx+b,則,解得:,
故直線BC的表達式為:y=﹣x+4,
設(shè)點M(x,﹣x2+x+4),則點E(x,﹣x+4),
則ME=(﹣x2+x+4)﹣(x﹣4)=﹣x2+2x,
∵,故ME有最大值,當(dāng)x=2時,ME的最大值為2;
【變式1-1】(2021?柳南區(qū)校級模擬)如圖,已知二次函數(shù)圖象的頂點坐標為C(1,0),直線y=x+m與該二次函數(shù)的圖象交于A、B兩點,其中A點的坐標為(3,4),B點在軸y上.
(1)求m的值及這個二次函數(shù)的關(guān)系式;
(2)P為線段AB上的一個動點(點P與A、B不重合),過P作x軸的垂線與這個二次函數(shù)的圖象交于點E點,設(shè)線段PE的長為h,點P的橫坐標為x.
①求h與x之間的函數(shù)關(guān)系式,并寫出自變量x的取值范圍;
②線段PE的長h是否存在最大值?若存在,求出它的最大值及此時的x值;若不存在,請說明理由?
【解答】解:(1)∵點A(3,4)在直線y=x+m上,
∴4=3+m.
∴m=1.
設(shè)所求二次函數(shù)的關(guān)系式為y=a(x﹣1)2.
∵點A(3,4)在二次函數(shù)y=a(x﹣1)2的圖象上,
∴4=a(3﹣1)2,
∴a=1.
∴所求二次函數(shù)的關(guān)系式為y=(x﹣1)2.
即y=x2﹣2x+1.
(2)①設(shè)P、E兩點的縱坐標分別為yP和yE.
∴PE=h=y(tǒng)P﹣yE
=(x+1)﹣(x2﹣2x+1)
=﹣x2+3x.
即h=﹣x2+3x(0<x<3).
②存在.∵h=﹣(x﹣)2+,
又∵a=﹣1<0,
∴x=時,h的值最大,最大值為.
【變式1-2】(2022春?豐城市校級期末)如圖,已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象與x軸相交于A(﹣1,0),B(3,0)兩點,與y軸相交于點C(0,﹣3).
(1)求這個二次函數(shù)的表達式;
(2)若P是第四象限內(nèi)這個二次函數(shù)的圖象上任意一點,PH⊥x軸于點H,與BC交于點M,連接PC.求線段PM的最大值;
【解答】解:(1)將A,B,C代入函數(shù)解析式得,
,
解得,
∴這個二次函數(shù)的表達式y(tǒng)=x2﹣2x﹣3;
(2)設(shè)BC的解析式為y=kx+b,
將B,C的坐標代入函數(shù)解析式得,
,
解得,
∴BC的解析式為y=x﹣3,
設(shè)M(n,n﹣3),P(n,n2﹣2n﹣3),
PM=(n﹣3)﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+3n=﹣(n﹣)2+,
當(dāng)n=時,PM最大=,
∴線段PM的最大值;
【典例2】(2020秋?椒江區(qū)校級月考)如圖,已知拋物線y=ax2+bx+3(a≠0)經(jīng)過點A(1,0)和點B(3,0),與y軸交于點C.
(1)求此拋物線的解析式;
(2)若點T為對稱軸直線x=2上一點,則TC﹣TB的最大值為多少?
【解答】解:(1)設(shè)拋物線的表達式為y=a(x﹣x1)(x﹣x2)=a(x﹣1)(x﹣3)=a(x2﹣4x+3)=ax2+bx+3,
解得a=1,
故拋物線的表達式為y=x2﹣4x+3①;
(2)點B關(guān)于函數(shù)對稱軸的對稱點為點A,連接CA交函數(shù)對稱軸于點T,則點T為所求點,
則TC﹣TB=TC﹣TA=AC為最大,
故TC﹣TB的最大值為AC==,
故答案為;
【變式2】(2020?連云港)在平面直角坐標系xOy中,把與x軸交點相同的二次函數(shù)圖象稱為“共根拋物線”.如圖,拋物線L1:y=x2﹣x﹣2的頂點為D,交x軸于點A、B(點A在點B左側(cè)),交y軸于點C.拋物線L2與L1是“共根拋物線”,其頂點為P.
(1)若拋物線L2經(jīng)過點(2,﹣12),求L2對應(yīng)的函數(shù)表達式;
(2)當(dāng)BP﹣CP的值最大時,求點P的坐標;
【解答】解:(1)當(dāng)y=0時,x2﹣x﹣2=0,解得x=﹣1或4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣2),
由題意設(shè)拋物線L2的解析式為y=a(x+1)(x﹣4),
把(2,﹣12)代入y=a(x+1)(x﹣4),
﹣12=﹣6a,
解得a=2,
∴拋物線的解析式為y=2(x+1)(x﹣4)=2x2﹣6x﹣8.
(2)∵拋物線L2與L1是“共根拋物線”,A(﹣1,0),B(4,0),
∴拋物線L1,L2的對稱軸是直線x=,
∴點P在直線x=上,
∴BP=AP,如圖1中,當(dāng)A,C,P共線時,BP﹣PC的值最大,
此時點P為直線AC與直線x=的交點,
∵直線AC的解析式為y=﹣2x﹣2,
∴P(,﹣5)
【典例3】(2022?澄海區(qū)模擬)如圖,拋物線y=ax2+bx+c交x軸于A、B兩點,交y軸于點C,點A的坐標為(﹣1,0),點C坐標為(0,3),對稱軸為x=1.點M為線段OB上的一個動點(不與兩端點重合),過點M作PM⊥x軸,交拋物線于點P,交BC于點Q.
(1)求拋物線及直線BC的表達式;
(2)過點P作PN⊥BC,垂足為點N.求線段PN的最大值;
【解答】解:(1)∵拋物線對稱軸為x=1,點B與A(﹣1,0)關(guān)于直線x=1對稱,
∴B(3,0),
設(shè)y=a(x﹣3)(x+1),把C(0,3)代入得:﹣3a=3,
解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣3)(x+1)=﹣x2+2x+3,
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+d,則,
解得:,
∴直線BC的解析式為y=﹣x+3,
故拋物線解析式為y=﹣x2+2x+3,直線BC的解析式為y=﹣x+3;
(2)設(shè)P(t,﹣t2+2t+3),則Q(t,﹣t+3),
∴PQ=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,
∵OB=OC=3,∠BOC=90°,
∴∠BCO=45°,
∵PQ⊥x軸,
∴PQ∥y軸,
∴∠PQN=∠BCO=45°,
∵PN⊥BC,
∴PN=PQ?sin∠PQN=(﹣t2+3t)?sin45°=﹣(t﹣)2+,
∵<0,
∴當(dāng)t=時,PN的最大值為;
【變式3】(2022?廣元)在平面直角坐標系中,直線y=﹣x﹣2與x軸交于點A,與y軸交于點B,拋物線y=ax2+bx+c(a>0)經(jīng)過A,B兩點,并與x軸的正半軸交于點C.
(1)求a,b滿足的關(guān)系式及c的值;
(2)當(dāng)a=1時,若點Q是直線AB下方拋物線上的一個動點,過點Q作QD⊥AB于點D,當(dāng)QD的值最大時,求此時點Q的坐標及QD的最大值.
【解答】解:(1)直線y=﹣x﹣2中,當(dāng)x=0時,y=﹣2,
∴B(0,﹣2),
當(dāng)y=0時,﹣x﹣2=0,
∴x=﹣2,
∴A(﹣2,0),
將A(﹣2,0),B(0,﹣2)代入拋物線y=ax2+bx+c(a>0)中,得,
,
∴2a﹣b=1,c=﹣2;
(2)當(dāng)a=1時,2×1﹣b=1,
∴b=1,
∴y=x2+x﹣2,
∴A(﹣2,0),B(0,﹣2),C(1,0),
∴OA=OB,
∴△AOB是等腰直角三角形,
∴∠OAB=45°,
如圖2,過點Q作QF⊥x軸于F,交AB于E,則△EQD是等腰直角三角形,
設(shè)Q(m,m2+m﹣2),則E(m,﹣m﹣2),
∴QE=(﹣m﹣2)﹣(m2+m﹣2)=﹣m2﹣2m=﹣(m+1)2+1,
∴QD=QE=﹣(m+1)2+,
當(dāng)m=﹣1時,QD有最大值是,
當(dāng)m=﹣1時,y=1﹣1﹣2=﹣2,
綜上,點Q的坐標為(﹣1,﹣2)時,QD有最大值是.
【考點2 線段和最小】
【典例4】(2019秋?東莞市校級期末)已知,拋物線y=ax2+bx+c,過A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,﹣3),M為頂點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)在該拋物線的對稱軸上找一點P,使得PA+PC的值最小,并求出P的坐標;
【解答】解:(1)設(shè)拋物線解析式為y=a(x+1)(x﹣3),
把C(0,﹣3)代入得a×(0+1)×(0﹣3)=﹣3,解得a=1,
∴拋物線解析式為y=(x+1)(x﹣3),
即y=x2﹣2x﹣3;
(2)拋物線的對稱軸為直線x=1,點A與點B關(guān)于直線x=1對稱,
連接BC交直線x=1于P點,則PA=PB,
∵PA+PC=PB+PC=BC,
∴此時PA+PC的值最小,
設(shè)直線BC的解析式為y=mx+n,
把B(3,0),C(0,﹣3)代入得,解得,
∴直線BC的解析式為y=x﹣3,
當(dāng)x=1時,y=x﹣3=﹣2,則滿足條件的P點坐標為(1,﹣2);
【變式4-1】(2019?赤峰)如圖,直線y=﹣x+3與x軸、y軸分別交于B、C兩點,拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過點B、C,與x軸另一交點為A,頂點為D.
(1)求拋物線的解析式;
(2)在x軸上找一點E,使EC+ED的值最小,求EC+ED的最小值;
【解答】解:(1)直線y=﹣x+3與x軸、y軸分別交于B、C兩點,則點B、C的坐標分別為(3,0)、(0,3),
將點B、C的坐標代入二次函數(shù)表達式得:,解得:,
故函數(shù)的表達式為:y=﹣x2+2x+3,
令y=0,則x=﹣1或3,故點A(﹣1,0);
(2)如圖1中,作點C關(guān)于x軸的對稱點C′,連接CD′交x軸于點E,則此時EC+ED為最小,
函數(shù)頂點D坐標為(1,4),點C′(0,﹣3),
將C′、D的坐標代入一次函數(shù)表達式并解得:
直線C′D的表達式為:y=7x﹣3,
當(dāng)y=0時,x=,
故點E(,0),
則EC+ED的最小值為DC′=;
【變式4-2】(2016?黑龍江二模)如圖,拋物線y=x2+bx﹣2與x軸交于A、B兩點,與y軸交于C點,且A(﹣1,0).
(1)求拋物線的解析式及頂點D的坐標;
(2)點M(m,0)是x軸上的一個動點,當(dāng)CM+DM的值最小時,求m的值.
【解答】解:(1)∵點A(﹣1,0)在拋物線y=x2+bx﹣2上,
∴×(﹣1)2+b×(﹣1)﹣2=0,
解得:b=﹣,
∴拋物線的解析式為:y=x2﹣x﹣2.
∵y=x2﹣x﹣2=( x2﹣3x﹣4 )=,
∴頂點D的坐標為 (,﹣).
(2)設(shè)點C關(guān)于x軸的對稱點為C′,直線C′D的解析式為y=kx+n,
則,
解得:.
∴y=﹣x+2.
∴當(dāng)y=0時,﹣x+2=0,
解得:x=.
∴m=.
【典例5】(2022?恩施州模擬)如圖1,已知拋物線.點A(﹣1,2)在拋物線的對稱軸上,是拋物線與y軸的交點,D為拋物線上一動點,過點D作x軸的垂線,垂足為點C.
(1)直接寫出h,k的值;
(2)如圖1,若點D的坐標為(3,m),點Q為y軸上一動點,直線QK與拋物線對稱軸垂直,垂足為點K.探求DK+KQ+QC的值是否存在最小值,若存在,求出這個最小值及點Q的坐標;若不存在,請說明理由;
【解答】解:(1)∵點A(﹣1,2)在拋物線的對稱軸上,
∴拋物線的對稱軸為直線x=﹣1,
∴h=1,
∴y=(x+1)2+k,
∵是拋物線與y軸的交點,
∴+k=,
∴k=1;
(2)存在最小值,理由如下:
由(1)可知y=(x+1)2+1,
作C點關(guān)于直線x=﹣的對稱點C',連接C'D交拋物線對稱軸于點K,連接CQ,
由對稱性可知C'K=CQ,
∴CQ+KQ+KD=C'K+KD+KQ≥C'D+KQ,
當(dāng)C'、K、D三點共線時,CQ+KQ+KD的值最小,
∵拋物線的對稱軸為直線x=﹣1,
∴KQ=1,
∵D(3,5),CD⊥x軸,
∵C(3,0),
∴C'(﹣4,0),
∴C'D=,
∴CQ+KQ+KD的最小值為+1,
設(shè)直線C'D的解析式為y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=x+,
∴K(﹣1,),
∴Q(0,);
【變式5】(2022?桂林)如圖,拋物線y=﹣x2+3x+4與x軸交于A,B兩點(點A位于點B的左側(cè)),與y軸交于C點,拋物線的對稱軸l與x軸交于點N,長為1的線段PQ(點P位于點Q的上方)在x軸上方的拋物線對稱軸上運動.
(1)直接寫出A,B,C三點的坐標;
(2)求CP+PQ+QB的最小值;
【解答】解:(1)在y=﹣x2+3x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x=﹣1或x=4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),C(0,4);
(2)將C(0,4)向下平移至C',使CC'=PQ,連接BC'交拋物線的對稱軸l于Q,如圖:
∵CC'=PQ,CC'∥PQ,
∴四邊形CC'QP是平行四邊形,
∴CP=C'Q,
∴CP+PQ+BQ=C'Q+PQ+BQ=BC'+PQ,
∵B,Q,C'共線,
∴此時CP+PQ+BQ最小,最小值為BC'+PQ的值,
∵C(0,4),CC'=PQ=1,
∴C'(0,3),
∵B(4,0),
∴BC'==5,
∴BC'+PQ=5+1=6,
∴CP+PQ+BQ最小值為6;
【考點3 周長最值問題】
【典例6】(2020春?五華區(qū)校級期末)如圖,拋物線y=x2+bx﹣3與x軸交于A,B兩點,與y軸交于C點,且A(﹣1,0).
(1)求拋物線的解析式及頂點D的坐標;
(2)點M是對稱軸上的一個動點,當(dāng)△ACM的周長最小時,求點M的坐標.
【解答】解:(1)∵點A(﹣1,0)在拋物線y=x2+bx﹣3上,
∴b=﹣2,
∴拋物線解析式y(tǒng)=x2﹣2x﹣3,
∵拋物線y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴頂點D的坐標(1,﹣4);
(2)對于y=x2﹣2x﹣3,
當(dāng)x=0時,y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
當(dāng)y=0時,0=x2﹣2x﹣3,解得:x=3或﹣1,
∴B(3,0),
由拋物線的性質(zhì)可知:點A和B是對稱點,
∴連接BC交函數(shù)的對稱軸于點M,此時AM+CM=BC為最小值,而BC的長度是常數(shù),故此時△ACM的周長最小,
設(shè)直線BC的表達式為y=mx+n,則,解得,
故直線BC的表達式為y=x﹣3,
當(dāng)x=1時,y=﹣2,故點M(1,﹣2).
【變式6-1】(2021?富拉爾基區(qū)模擬)如圖,已知拋物線y=ax2+bx+3(a≠0)與x軸交于點A(1,0)和點B(﹣3,0),與y軸交于點C.
(1)求拋物線解析式;
(2)若M是拋物線對稱軸上的一點,則△ACM周長的最小值為 多少?
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+3(a≠0)與x軸交于點A(1,0)和點B(﹣3,0),
∴,
解得,
∴拋物線解析式為y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵△ACM周長的值最小,
∴MC+AM的值最小,
即點M即為直線BC與拋物線對稱軸的交點,
∴△ACM周長的最小值為BC+AC,
∵點B(﹣3,0),C(0,3),
∴BC==3,AC==,
∴△ACM周長的最小值為,
故答案為:;
【變式6-2】(2022?齊河縣模擬)如圖1,拋物線y=ax2+bx+3過A(1,0)、B(3,0)兩點,交y軸于點C.
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;
(2)在拋物線的對稱軸上是否存在點M,使△ACM的周長最小?若存在,求出△ACM周長的最小值;若不存在,請說明理由.
(3)如圖2,連接BC,拋物線上是否存在一點P,使得∠BCP=∠ACB?若存在,求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+3過A(1,0)、B(3,0)兩點,
∴方程ax2+bx+3=0的兩根為x=1或x=3,
∴1+3=﹣,1×3=,
∴a=1,b=﹣4,
∴二次函數(shù)解析式是y=x2﹣4x+3;
(2)∵二次函數(shù)解析式是y=x2﹣4x+3,
∴拋物線的對稱軸為直線x=2,C(0,3).
∵點A、B關(guān)于對稱軸對稱,
∴點M為BC與對稱軸的交點時,MA+MC=BC的值最小.
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+t(k≠0),
則,
解得:.
∴直線BC的解析式為y=﹣x+3.
∵拋物線的對稱軸為直線x=2.
∴當(dāng)x=2時,y=1.
∴拋物線對稱軸上存在點M(2,1)符合題意,
∵A(1,0)、B(3,0),C(0,3).
∴AC==,BC==3,
∴AC+BC=+3,
∴在拋物線的對稱軸上存在點M,使△ACM的周長最小,△ACM周長的最小值為+3;
【典例7】(2022春?衡陽期中)如圖,直線y=﹣x+3與x軸交于點A,與y軸交于點B,拋物線y=ax2+x+c經(jīng)過A、B兩點.
(1)求二次函數(shù)解析式;
(2)如圖1,點E在線段AB上方的拋物線上運動(不與A、B重合),過點E作ED⊥AB,交AB于點D,作EF⊥AC,交AC于點F,交AB于點M,求△DEM的周長的最大值;
【解答】解:(1)∵直線y=﹣x+3與x軸交于點A,與y軸交于點B,
∴A(4,0),B(0,3).
∵拋物線y=ax2+x+c經(jīng)過A、B兩點,
∴,
解得.
∴二次函數(shù)的解析式為:y=﹣x2+x+3.
(2)∵A(4,0),B(0,3).
∴OA=4,OB=3,
∴AB=5.
∵ED⊥AB,
∴∠EDM=∠AOB=90°,
∵∠DEM+∠EMD=∠FMA+∠BAO=90°,∠FMA=∠EMD,
∴∠DEM=∠BAO,
∴△AOB∽△EDM,
∴AO:OB:AB=ED:DM:EM=4:3:5,
設(shè)E的橫坐標為t,則E(t,﹣t2+t+3),
∴M(t,﹣t+3),
∴EM=﹣t2+t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+t.
∴△DEM的周長為:ED+DM+EM=EM=﹣(t﹣2)2+,
∴當(dāng)t=2時,△DEM的周長的最大值為.
【變式7】(2022春?北碚區(qū)校級期中)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線C1:y=ax2+bx+2交x軸于A、B兩點(點A在點B的左側(cè)),交y軸于點C,一次函數(shù)y=﹣x﹣1交拋物線于A,D兩點,其中點D(3,﹣4).
(1)求拋物線C1的解析式;
(2)點G為拋物線上一點,且在線段BC上方,過點G作GH∥y軸交BC于H,交x軸于點N,作GM⊥BC于點M,求△GHM周長的最大值;
【解答】解:(1)∵一次函數(shù)y=﹣x﹣1交拋物線于A點,且點A在x軸上,
∴A(﹣1,0);
將A(﹣1,0)和D(3,﹣4)代入拋物線C1:y=ax2+bx+2,
∴,解得,
∴拋物線C1:y=﹣x2+x+2.
(2)由(1)知拋物線C1:y=﹣x2+x+2.
令y=0,解得x=﹣1或x=2,
∴B(2,0);
令x=0,則y=2,
∴C(0,2).
∴OB=OC=2,直線BC的解析式為:y=﹣x+2;
∴△OBC是等腰直角三角形,且∠OBC=∠OCB=45°;
∵GH∥y軸,
∴∠GNB=90°,
∴∠BHN=45°,
∵GM⊥BC,
∴∠GMH=90°,
∵∠MGH=∠GHM=45°,
∴GM=MH=GH;
設(shè)點G的橫坐標為t,則G(t,﹣t2+t+2),H(t,﹣t+2),
∴GH=﹣t2+2t=﹣(t﹣1)2+1.
∵﹣1<0,
∴當(dāng)t=1時,GH有最大值1;
∵△GHM的周長為:GM+MH+GH=(+1)GH,
∴△GHM周長的最大值為+1.
1.(2022春?豐城市校級期末)如圖,已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象與x軸相交于A(﹣1,0),B(3,0)兩點,與y軸相交于點C(0,﹣3).
(1)求這個二次函數(shù)的表達式;
(2)若P是第四象限內(nèi)這個二次函數(shù)的圖象上任意一點,PH⊥x軸于點H,與BC交于點M,連接PC.求線段PM的最大值;
【解答】解:(1)將A,B,C代入函數(shù)解析式得,
,
解得,
∴這個二次函數(shù)的表達式y(tǒng)=x2﹣2x﹣3;
(2)①設(shè)BC的解析式為y=kx+b,
將B,C的坐標代入函數(shù)解析式得,
,
解得,
∴BC的解析式為y=x﹣3,
設(shè)M(n,n﹣3),P(n,n2﹣2n﹣3),
PM=(n﹣3)﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+3n=﹣(n﹣)2+,
當(dāng)n=時,PM最大=,
∴線段PM的最大值;
2.(2022?寧遠縣模擬)如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A,B兩點,其中點A的坐標為(﹣3,0),與y軸交于點C,點D(﹣2,﹣3)在拋物線上.
(1)求拋物線的解析式;
(2)拋物線的對稱軸上有一動點P,求出PA+PD的最小值;
【解答】解:(1)∴二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過A(﹣3,0),D(﹣2,﹣3),
∴,
解得:.
∴二次函數(shù)解析式為y=x2+2x﹣3;
(2)∵拋物線y=x2+2x﹣3的對稱軸x=﹣=﹣1,D(﹣2,﹣3),C(0,﹣3),
∴C、D關(guān)于拋物線的對稱軸x=﹣1對稱,
連接AC與對稱軸的交點就是點P,
此時PA+PD=PA+PC=AC===3.
∴PA+PD的最小值為3;
3.(2022?昭平縣二模)如圖1,對稱軸為直線x=1的拋物線經(jīng)過B(3,0)、C(0,4)兩點,拋物線與x軸的另一交點為A.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點P為拋物線對稱軸上的一點,使PA+PC取得最小值,求點P的坐標;
【解答】解:(1)由對稱性得:A(﹣1,0),
設(shè)拋物線的解析式為:y=a(x+1)(x﹣3),
把C(0,4)代入:4=﹣3a,
a=﹣,
∴y=﹣(x+1)(x﹣3),
∴拋物線的解析式為:y=﹣x2+x+4;
(2)如圖,點A與點B關(guān)于對稱軸直線x=1對稱,連接BC,交拋物線對稱軸于點P,連接PA,即點P為所求點,此時PA+PC=PB+PC=BC的值最小,
∵B(3,0)、C(0,4),
設(shè)直線BC的函數(shù)解析式為y=kx+b,
∴,解得,
∴直線BC的函數(shù)解析式為y=﹣x+4,
當(dāng)x=1時,y=,
∴P點的坐標為(1,);
4.(2022春?石鼓區(qū)校級月考)已知:二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于A,B兩點,其中A點坐標為(﹣3,0),與y軸交于點C,點D(﹣2,﹣3)在拋物線上.
(1)求拋物線的解析式;
(2)拋物線的對稱軸上有一動點P,求△PAD周長的最小值.
【解答】解:(1)將(﹣3,0),(﹣2,﹣3)代入y=x2+bx+c得,
解得,
∴拋物線解析式為y=x2+2x﹣3.
(2)∵y=x2+2x﹣3,
∴拋物線對稱軸為直線x=﹣1,
連接BD,交對稱軸于點P,
∵點A坐標為(﹣3,0),拋物線對稱軸為直線x=﹣1,
∴點B坐標為(1,0),
∴BD==3,
又∵AD==,
∴△PAD周長的最小值為3+.
5.(2022?江陰市校級一模)如圖1,在平面直角坐標系xOy中,拋物線y=ax2+bx+c與x軸分別相交于A(﹣1,0)、B(3,0)兩點,與y軸相交于點C(0,3).
(1)求出這條拋物線的解析式及頂點M的坐標;
(2)PQ是拋物線對稱軸上長為1的一條動線段(點P在點Q上方),求AQ+QP+PC的最小值;
【解答】解:(1)∵拋物線過點A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),
∴設(shè)拋物線解析式為y=a(x+1)(x﹣3),
將C(0,3)代入,得:3=a(0+1)(0﹣3),
解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴該拋物線解析式為y=﹣x2+2x+3,頂點坐標為M(1,4).
(2)如圖1,將點C沿y軸向下平移1個單位得C′(0,2),連接BC′交拋物線對稱軸x=1于點Q′,
過點C作CP′∥BC′,交對稱軸于點P′,連接AQ′,
∵A、B關(guān)于直線x=1對稱,
∴AQ′=BQ′,
∵CP′∥BC′,P′Q′∥CC′,
∴四邊形CC′Q′P′是平行四邊形,
∴CP′=C′Q′,Q′P′=CC′=1,
在Rt△BOC′中,BC′=,
=
=.
∴AQ′+Q′P′+P′C=BQ′+C′Q′+Q′P′=BC′+Q′P′=+1,
此時,C′、Q′、B三點共線,BQ′+C′Q′的值最小,
∴AQ+QP+PC的最小值為 +1.
6.(2022?常德)如圖,已知拋物線過點O(0,0),A(5,5),且它的對稱軸為x=2,點B是拋物線對稱軸上的一點,且點B在第一象限.
(1)求此拋物線的解析式;
(2)當(dāng)△OAB的面積為15時,求B的坐標;
(3)在(2)的條件下,P是拋物線上的動點,當(dāng)PA﹣PB的值最大時,求P的坐標以及PA﹣PB的最大值.
【解答】解:(1)∵拋物線過點O(0,0),A(5,5),且它的對稱軸為x=2,
∴拋物線與x軸的另一個交點坐標為(4,0),
設(shè)拋物線解析式為y=ax(x﹣4),把A(5,5)代入,得5a=5,
解得:a=1,
∴y=x(x﹣4)=x2﹣4x,
故此拋物線的解析式為y=x2﹣4x;
(2)∵點B是拋物線對稱軸上的一點,且點B在第一象限,
∴設(shè)B(2,m)(m>0),
設(shè)直線OA的解析式為y=kx,
則5k=5,
解得:k=1,
∴直線OA的解析式為y=x,
設(shè)直線OA與拋物線對稱軸交于點H,則H(2,2),
∴BH=m﹣2,
∵S△OAB=15,
∴×(m﹣2)×5=15,
解得:t=8,
∴點B的坐標為(2,8);
(3)設(shè)直線AB的解析式為y=cx+d,把A(5,5),B(2,8)代入得:,
解得:,
∴直線AB的解析式為y=﹣x+10,
當(dāng)PA﹣PB的值最大時,A、B、P在同一條直線上,
∵P是拋物線上的動點,
∴,
解得:,(舍去),
∴P(﹣2,12),
此時,PA﹣PB=AB==3.
7.(2022?玉州區(qū)一模)如圖,拋物線y=﹣x2x+4交x軸于A,B兩點(點B在A的右邊),與y軸交于點C,連接AC,BC.點P是第一象限內(nèi)拋物線上的一個動點,點P的橫坐標為m,過點P作PM⊥x軸,垂足為點M,PM交BC于點Q.
(1)求A、B兩點坐標;
(2)過點P作PN上BC,垂足為點N,請用含m的代數(shù)式表示線段PN的長,并求出當(dāng)m為何值時PN有最大值,最大值是多少?
【解答】解:(1)當(dāng)y=0,﹣x2+x+4=0,解得x1=﹣3,x2=4,
∴A(﹣3,0),B(4,0),
(2)設(shè)點P(m,﹣m2+m+4),則點 Q(m,﹣m+4),
∵OB=OC,
∴∠ABC=∠OCB=45°=∠PQN,
P~N=PQ?sin∠PQN=(﹣m2+m+4+m﹣4)=﹣(m﹣2)2+,
∵﹣<0,
∴PN有最大值,
當(dāng)m=2時,PN的最大值為.
8.(2022?懷化)如圖一所示,在平面直角坐標中,拋物線y=ax2+2x+c經(jīng)過點A(﹣1,0)、B(3,0),與y軸交于點C,頂點為點D.在線段CB上方的拋物線上有一動點P,過點P作PE⊥BC于點E,作PF∥AB交BC于點F.
(1)求拋物線和直線BC的函數(shù)表達式.
(2)當(dāng)△PEF的周長為最大值時,求點P的坐標和△PEF的周長.
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+2x+c經(jīng)過點A(﹣1,0)、B(3,0),
∴,
解得,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3,
令x=0,可得y=3,
∴C(0,3),
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,則,
∴,
∴直線BC的解析式為y=﹣x+3;
(2)如圖一中,連接PC,OP,PB.設(shè)P(m,﹣m2+2m+3),
∵B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴∠OBC=45°,
∵PF∥AB,
∴∠PFE=∠OBC=45°,
∵PE⊥BC,
∴△PEF是等腰直角三角形,
∴PE的值最大時,△PEF的周長最大,
∵S△PBC=S△POB+S△POC﹣S△OBC
=×3×(﹣m2+2m+3)+×3×m﹣×3×3
=﹣m2+m
=﹣(m﹣)2+,
∵﹣<0,
∴m=時,△PBC的面積最大,面積的最大值為,此時PE的值最大,
∵×3×PE=,
∴PE=,
∴△PEF的周長的最大值=++=+,此時P(,);
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