2024年中考数学专题训练 专题02 二次函数与将军饮马最值问题(知识解读)
展开【专题说明】
“将军饮马”问题主要利用构造对称图形解决求两条线段和差、三角形周长、四边形周长等 一类最值问题,会与直线、角、三角形、四边形、圆、抛物线等图形结合,在近年的中考和竞赛中经常出现,而且大多以压轴题的形式出现。
【知识点梳理】
考点1:两条线段和最小值问题
一)、已知两个定点一个动点:(对称轴为:动点所在的直线上)
1、在一条直线m上,求一点P,使PA+PB最小;
(1)点A、B在直线m两侧:
(2)点A、B在直线同侧:
A’ 是关于直线m的对称点。
考点2:三条线段和最小值问题
在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。
(1)两个点都在直线外侧:
(2)一个点在内侧,一个点在外侧:
(3)两个点都在内侧:
(4)台球两次碰壁模型
变式一:已知点A、B位于直线m,n 的内侧,在直线n、m分别上求点D、E点,使得围成的四边形ADEB周长最短.
变式二:已知点A位于直线m,n 的内侧, 在直线m、n分别上求点P、Q点PA+PQ+QA周长最短.
考点3:两条线段差最大值问题
求两线段差的最大值问题 (运用三角形两边之差小于第三边)
基本图形解析:
1、在一条直线m上,求一点P,使PA与PB的差最大;
(1)点A、B在直线m同侧:
解析:延长AB交直线m于点P,根据三角形两边之差小于第三边,P’A—P’B<AB,而PA—PB=AB此时最大,因此点P为所求的点。
(2)点A、B在直线m异侧:
解析:过B作关于直线m的对称点B’,连接AB’交点直线m于P,此时PB=PB’,PA-PB最大值为AB’
【典例分析】
【考点1 两条线段和最小值问题】
【典例1】(2019秋•东莞市校级期末)已知,抛物线y=ax2+bx+c,过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,﹣3),M为顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在该抛物线的对称轴上找一点P,使得PA+PC的值最小,并求出P的坐标;
【变式1】(2019•赤峰)如图,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于B、C两点,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B、C,与x轴另一交点为A,顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上找一点E,使EC+ED的值最小,求EC+ED的最小值;
【考点2两条线段和最小值问题】
【典例2】(2022•恩施州模拟)如图1,已知抛物线.点A(﹣1,2)在抛物线的对称轴上,是抛物线与y轴的交点,D为抛物线上一动点,过点D作x轴的垂线,垂足为点C.
(1)直接写出h,k的值;
(2)如图1,若点D的坐标为(3,m),点Q为y轴上一动点,直线QK与抛物线对称轴垂直,垂足为点K.探求DK+KQ+QC的值是否存在最小值,若存在,求出这个最小值及点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
【变式2】(2022•桂林)如图,抛物线y=﹣x2+3x+4与x轴交于A,B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于C点,抛物线的对称轴l与x轴交于点N,长为1的线段PQ(点P位于点Q的上方)在x轴上方的抛物线对称轴上运动.
(1)直接写出A,B,C三点的坐标;
(2)求CP+PQ+QB的最小值;
【考点3两条线段差最大值问题】
【典例3】(2020秋•椒江区校级月考)如图,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点T为对称轴直线x=2上一点,则TC﹣TB的最大值为多少?
【变式1】(2020•连云港)在平面直角坐标系xOy中,把与x轴交点相同的二次函数图象称为“共根抛物线”.如图,抛物线L1:y=x2﹣x﹣2的顶点为D,交x轴于点A、B(点A在点B左侧),交y轴于点C.抛物线L2与L1是“共根抛物线”,其顶点为P.
(1)若抛物线L2经过点(2,﹣12),求L2对应的函数表达式;
(2)当BP﹣CP的值最大时,求点P的坐标;
专题02 二次函数与将军饮马最值问题(知识解读)
【专题说明】
“将军饮马”问题主要利用构造对称图形解决求两条线段和差、三角形周长、四边形周长等 一类最值问题,会与直线、角、三角形、四边形、圆、抛物线等图形结合,在近年的中考和竞赛中经常出现,而且大多以压轴题的形式出现。
【知识点梳理】
考点1:两条线段和最小值问题
一)、已知两个定点一个动点:(对称轴为:动点所在的直线上)
1、在一条直线m上,求一点P,使PA+PB最小;
(1)点A、B在直线m两侧:
(2)点A、B在直线同侧:
A’ 是关于直线m的对称点。
考点2:三条线段和最小值问题
在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。
(1)两个点都在直线外侧:
(2)一个点在内侧,一个点在外侧:
(3)两个点都在内侧:
(4)、台球两次碰壁模型
变式一:已知点A、B位于直线m,n 的内侧,在直线n、m分别上求点D、E点,使得围成的四边形ADEB周长最短.
变式二:已知点A位于直线m,n 的内侧, 在直线m、n分别上求点P、Q点PA+PQ+QA周长最短.
考点3:两条线段差最大值问题
求两线段差的最大值问题 (运用三角形两边之差小于第三边)
基本图形解析:
1、在一条直线m上,求一点P,使PA与PB的差最大;
(1)点A、B在直线m同侧:
解析:延长AB交直线m于点P,根据三角形两边之差小于第三边,P’A—P’B<AB,而PA—PB=AB此时最大,因此点P为所求的点。
(2)点A、B在直线m异侧:
解析:过B作关于直线m的对称点B’,连接AB’交点直线m于P,此时PB=PB’,PA-PB最大值为AB’
【典例分析】
【考点1 两条线段和最小值问题】
【典例1】(2019秋•东莞市校级期末)已知,抛物线y=ax2+bx+c,过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,﹣3),M为顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在该抛物线的对称轴上找一点P,使得PA+PC的值最小,并求出P的坐标;
【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
把C(0,﹣3)代入得a×(0+1)×(0﹣3)=﹣3,解得a=1,
∴抛物线解析式为y=(x+1)(x﹣3),
即y=x2﹣2x﹣3;
(2)抛物线的对称轴为直线x=1,点A与点B关于直线x=1对称,
连接BC交直线x=1于P点,则PA=PB,
∵PA+PC=PB+PC=BC,
∴此时PA+PC的值最小,
设直线BC的解析式为y=mx+n,
把B(3,0),C(0,﹣3)代入得,解得,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
当x=1时,y=x﹣3=﹣2,则满足条件的P点坐标为(1,﹣2);
【变式1】(2019•赤峰)如图,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于B、C两点,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B、C,与x轴另一交点为A,顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上找一点E,使EC+ED的值最小,求EC+ED的最小值;
【解答】解:(1)直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于B、C两点,则点B、C的坐标分别为(3,0)、(0,3),
将点B、C的坐标代入二次函数表达式得:,解得:,
故函数的表达式为:y=﹣x2+2x+3,
令y=0,则x=﹣1或3,故点A(﹣1,0);
(2)如图1中,作点C关于x轴的对称点C′,连接CD′交x轴于点E,则此时EC+ED为最小,
函数顶点D坐标为(1,4),点C′(0,﹣3),
将C′、D的坐标代入一次函数表达式并解得:
直线C′D的表达式为:y=7x﹣3,
当y=0时,x=,
故点E(,0),
则EC+ED的最小值为DC′=;
【考点2两条线段和最小值问题】
【典例2】(2022•恩施州模拟)如图1,已知抛物线.点A(﹣1,2)在抛物线的对称轴上,是抛物线与y轴的交点,D为抛物线上一动点,过点D作x轴的垂线,垂足为点C.
(1)直接写出h,k的值;
(2)如图1,若点D的坐标为(3,m),点Q为y轴上一动点,直线QK与抛物线对称轴垂直,垂足为点K.探求DK+KQ+QC的值是否存在最小值,若存在,求出这个最小值及点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
【解答】解:(1)∵点A(﹣1,2)在抛物线的对称轴上,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
∴h=1,
∴y=(x+1)2+k,
∵是抛物线与y轴的交点,
∴+k=,
∴k=1;
(2)存在最小值,理由如下:
由(1)可知y=(x+1)2+1,
作C点关于直线x=﹣的对称点C',连接C'D交抛物线对称轴于点K,连接CQ,
由对称性可知C'K=CQ,
∴CQ+KQ+KD=C'K+KD+KQ≥C'D+KQ,
当C'、K、D三点共线时,CQ+KQ+KD的值最小,
∵抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
∴KQ=1,
∵D(3,5),CD⊥x轴,
∵C(3,0),
∴C'(﹣4,0),
∴C'D=,
∴CQ+KQ+KD的最小值为+1,
设直线C'D的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=x+,
∴K(﹣1,),
∴Q(0,);
【变式2】(2022•桂林)如图,抛物线y=﹣x2+3x+4与x轴交于A,B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于C点,抛物线的对称轴l与x轴交于点N,长为1的线段PQ(点P位于点Q的上方)在x轴上方的抛物线对称轴上运动.
(1)直接写出A,B,C三点的坐标;
(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)将C(0,4)向下平移至C',使CC'=PQ,连接BC'交抛物线的对称轴l于Q,如图:
∵CC'=PQ,CC'∥PQ,
∴四边形CC'QP是平行四边形,
∴CP=C'Q,
∴CP+PQ+BQ=C'Q+PQ+BQ=BC'+PQ,
∵B,Q,C'共线,
∴此时CP+PQ+BQ最小,最小值为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最小值为6
【考点3两条线段差最大值问题】
【典例3】(2020秋•椒江区校级月考)如图,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点T为对称轴直线x=2上一点,则TC﹣TB的最大值为多少?
【解答】解:(1)设抛物线的表达式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2)=a(x﹣1)(x﹣3)=a(x2﹣4x+3)=ax2+bx+3,
解得a=1,
故抛物线的表达式为y=x2﹣4x+3①;
(2)点B关于函数对称轴的对称点为点A,连接CA交函数对称轴于点T,则点T为所求点,
则TC﹣TB=TC﹣TA=AC为最大,
故TC﹣TB的最大值为AC==,
故答案为;
【变式1】(2020•连云港)在平面直角坐标系xOy中,把与x轴交点相同的二次函数图象称为“共根抛物线”.如图,抛物线L1:y=x2﹣x﹣2的顶点为D,交x轴于点A、B(点A在点B左侧),交y轴于点C.抛物线L2与L1是“共根抛物线”,其顶点为P.
(1)若抛物线L2经过点(2,﹣12),求L2对应的函数表达式;
(2)当BP﹣CP的值最大时,求点P的坐标;
【解答】解:(1)当y=0时,x2﹣x﹣2=0,解得x=﹣1或4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣2),
由题意设抛物线L2的解析式为y=a(x+1)(x﹣4),
把(2,﹣12)代入y=a(x+1)(x﹣4),
﹣12=﹣6a,
解得a=2,
∴抛物线的解析式为y=2(x+1)(x﹣4)=2x2﹣6x﹣8.
(2)∵抛物线L2与L1是“共根抛物线”,A(﹣1,0),B(4,0),
∴抛物线L1,L2的对称轴是直线x=,
∴点P在直线x=上,
∴BP=AP,如图1中,当A,C,P共线时,BP﹣PC的值最大,
此时点P为直线AC与直线x=的交点,
∵直线AC的解析式为y=﹣2x﹣2,
∴P(,﹣5)
2024年中考数学专题训练 专题12 两之间线段最短求最值(四大类型含将军饮马)(知识解读): 这是一份2024年中考数学专题训练 专题12 两之间线段最短求最值(四大类型含将军饮马)(知识解读),共27页。
2024年中考数学专题训练 专题02 二次函数与将军饮马最值问题(专项训练)(原卷版+解析): 这是一份2024年中考数学专题训练 专题02 二次函数与将军饮马最值问题(专项训练)(原卷版+解析),共14页。
专题02 二次函数与将军饮马最值问题(知识解读)-备战中考数学《重难点解读•专项训练》(全国通用): 这是一份专题02 二次函数与将军饮马最值问题(知识解读)-备战中考数学《重难点解读•专项训练》(全国通用),文件包含专题02二次函数与将军饮马最值问题知识解读-备战中考数学《重难点解读•专项训练》全国通用解析版docx、专题02二次函数与将军饮马最值问题知识解读-备战中考数学《重难点解读•专项训练》全国通用原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共16页, 欢迎下载使用。