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专题2-7 二次函数中的最值问题 备考2024年中考数学—模型·方法·技巧专题突破(全国通用)
展开\l "_Tc153829372" 题型一 【铅垂高系列】
\l "_Tc153829373" 2023·四川凉山·中考真题
\l "_Tc153829374" 2022·天津·中考真题
\l "_Tc153829375" 2022·湖北襄阳·统考中考真题
\l "_Tc153829376" 2023·湖南娄底·中考真题
\l "_Tc153829377" 2023·湖南中考真题
\l "_Tc153829378" 2023·青海西宁·中考真题
\l "_Tc153829379" 2023·四川广安·中考真题
\l "_Tc153829380" 2023·湖南永州·中考真题
\l "_Tc153829381" 2022·四川广元·中考真题
\l "_Tc153829382" 题型二 【线段和差最值篇】
\l "_Tc153829383" 2023·湖南张家界中考真题
\l "_Tc153829384" 2022·山东淄博·统考中考真题
\l "_Tc153829385" 2022·四川遂宁中考真题
\l "_Tc153829386" 题型三 【构造二次函数模型求最值】
\l "_Tc153829387" 2023·山东东营·中考真题
\l "_Tc153829388" 2023·四川巴中·中考真题
\l "_Tc153829389" 2023·湖南张家界中考真题
\l "_Tc153829390" 2023·山东聊城·中考真题
\l "_Tc153829391" 2022·湖北襄阳中考真题
\l "_Tc153829392" 2023·湖北荆州中考真题
\l "_Tc153829393" 2022·江苏连云港中考真题
\l "_Tc153829394" 2022·湖南岳阳·中考真题
\l "_Tc153829395" 2023·宁夏·中考真题
\l "_Tc153829396" 2023·湖北襄阳中考真题
\l "_Tc153829397" 题型四 【加权线段最值】
\l "_Tc153829398" 2023·四川内江·中考真题
\l "_Tc153829399" 2023·黑龙江绥化·中考真题
\l "_Tc153829400" 题型五 【几何构造最值篇】
\l "_Tc153829401" 2022·天津·统考中考真题
一题可破万题山——二次函数最值常见模型小结,一题20问
母题:如图,已知抛物线过A(4,0)、B(0,4)、C(-2,0)三点,P是抛物线上一点
求抛物线解析式
【答案】
【铅垂高系列】
本来这个属于构造二次函数型最值问题,但是比较特殊所以单独拿出来
(☆)若P在直线AB上方,求四边形PBCA面积最大值,
【答案】16 补充二级结论
【思路分析】先分离出面积为定值的△ABC,△ABC面积为12
设P,
(上面的点减去下面的点)
当时,PH取最大值2,此时△APB面积为:(AO是△PBH,△PAH两个三角形高之和)
(☆)若P在直线AB上方,作PF⊥AB,F在线段AB上,求PF最大值
【答案】
【思路分析】过P作PH平行y轴,H在AB上
导角可知△PFH~△AOB为等腰直角三角形,PH取最大时,PF也取到最大
(★)若P在直线AB上方,作PF⊥AB,交线段AB于F,作PE∥y轴交AB于E,求△PEF周长和面积的最大值
【答案】2+2和1
【思路分析】△PEF形状固定,
若P在直线AB上方,连接OP,交AB于D,求的最大值
【答案】
【思路分析】化斜为直,平行线,构造8字相似转换
(★☆)若P在直线AB上方,连接CP,交AB于D,△PDA面积为S1,△CDA面积为S2,求的最小值
【答案】
【思路分析】化斜为自
第一步:面积比转换为共线的边之比
第二步:构造,共线的边之比转换成平行边之比
(★☆)点D是点B关于关于x轴的对称点,连接CD,点P是第一象限上一点,求△PCD面积最大值
【答案】12
【思路分析】
过动点P作y轴平行线交对边(延长)于点H
推导过程如下:以PH为底,设△PHC的高为h1,△PDH的高为
【几何构造最值篇】
(☆)点E是对称轴与x轴交点,过E作一条任意直线l,(点B、C分别在直线l的异侧),设C、B两点到直线l的距离分别为m、n,求m+n的最大值
【答案】2
【思路分析】
特殊位置时有最小值,大多数题目都是共线时有最值,所以要重点去分析共线时的情况
(☆)已知线段BC上有两点E(1,3),F(3, 1),试在x,y轴上有两动点M和N,使得四边形FMNE周长最小。
【答案】
【思路分析】作两次对称即可,普通将军饮马问题,
(★)若y轴上有两点M(0,a)和N(0,a+2),求△CMN周长的最小值
【答案】
【思路分析】造桥选址问题,C点向上平移2个单位,得到平行四边形,
故,接下来就是常规的将军饮马了
(★☆)点D为抛物线顶点,直线AD上有一点Q,连接BQ,将△BDQ沿BQ折叠得△BD’Q,
求OD’的最小值
连接OD’,M是线段OD’的中点,求AM的最小值
【答案】①4-;②
【思路分析】(1)D’轨迹为圆(2)把A点变为中点,则AM是中位线,点圆最值问题
(★★☆)(隐圆)若在第一象限的抛物线下方有一动点D,满足DA=OA,过D作DE⊥x轴于点E,设△ADE的内心为I,试求BI的最小值.
【答案】
【思路分析】易知△ADI≌△AOI(SAS),∠AID=∠AIO=135°,而OA为定线段
则点I在以OA为弦,所含的圆周角等于135°的圆弧上,设该圆的圆心为F,连接FO,FA,∠OFA=90°,故,
【构造二次函数模型求最值】
(☆)P在第一象限,作PQ∥x轴交抛物线于Q,过P、Q作x轴垂线交x轴于H、G两点,求矩形PQGH周长的最大值
【答案】
【思路分析】设点坐标,用字母表示长和宽
设,则,而P和Q点到对称轴的距离为,则,PQGH的周长为:
(★)在线段AC上有一点D,AB上有一点E,且DE∥BC,求△BDE面积的最大值
【答案】3
【思路分析】易知△ADE∽△ACB,利用相似比得出高之比
设AD=3m,则E点到x轴的距离为2m,△BDE的面积为:
(★★☆)P是第一象限上一点,线段PC交BC于点D,交y轴于点E,△ADP和△BDE的面积分别为S1、S2,求S1-S2的最大值
【答案】
设,
则
(★★☆)抛物线对称交抛物线于点D,交x轴于点E,M是线段DE上的动点,
N(n,0)为x轴上一点,且BM⊥NM.
求n的变化范围
当n取最大值时,将直线BN向上平移t个单位,使线段BN与抛物线有两个交点,求t的取值范围.
【答案】(1),(2)
【思路分析】①由勾股定理构造出关于n的函数模型,
【详解】①设M坐标为(1,m)
∵,
整理得:,由可知,
②⇒设平移后:
分析:向上平移当N点落在抛物线上时,恰好有2个交点,
此时N点坐标为,则
继续向上平移,当△=0,此时只有一个交点
综上
【加权线段最值】
(★) 若y轴上有一动点M,求AM+BM的最小值及M点坐标
【答案】,M(0,2)
【思路分析】胡不归问题,作垂直代换加权线段即可
作MH⊥BC于H,则,AG即所求
【法一:等面积】,再由相似求出M点坐标
法二:,再由三角函数求M点坐标
法三:求出AG解析式
(★)若动点 D 从点 A 出发先以V1的速度朝 x 轴负方向运动到 G,再以V2的速度向B 点运动,且V1= 2V2,当运动时间最短时,求点 G 的坐标(V1为定值)
【答案】
【思路分析】还是胡不归问题,只不过需要翻译成加权线段和
【简析】设运动总时间为t,
以A为顶点,在x轴下方构造一个30°的角,作垂线即可进行代换,,当时取到最小值.
(☆☆)将线段CO绕O点进行旋转,得线段C’O,在旋转过程中,求+的最小值.
【答案】
【思路分析】通过构造子母型相似代换,阿氏圆模型
取点,通过SAS可知,相似比为2,故,
+=
(★☆)点D(3,4),G是x轴上一动点,求GD-AG的最小值
【答案】
【思路分析】相减型胡不归,反方向构造相关角
如图,作于E,易知,,
当G,D,E三点共线时取到最小值,此时,,
题型一 【铅垂高系列】
2023·四川凉山·中考真题
如图,已知抛物线与轴交于和两点,与轴交于点.直线过抛物线的顶点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)若直线与抛物线交于点,与直线交于点,取得最大值时,求的值和的最大值
【答案】(1)
(2)①当时,有最大值,最大值为;②或或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出,进而求出直线的解析式为,则,进一步求出,由此即可利用二次函数的性质求出答案
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于和两点,
∴抛物线对称轴为直线,
在中,当时,,
∴抛物线顶点P的坐标为,
设抛物线解析式为,
∴,∴,
∴抛物线解析式为
(2)解:∵抛物线解析式为,点C是抛物线与y轴的交点,
∴,设直线的解析式为,
∴,∴,
∴直线的解析式为,
∵直线与抛物线交于点,与直线交于点
∴,
∴ ,
∵,∴当时,有最大值,最大值为;
2022·广东·统考中考真题)如图,抛物线(b,c是常数)的顶点为C,与x轴交于A,B两点,,,点P为线段上的动点,过P作//交于点Q.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)求面积的最大值,并求此时P点坐标.
【答案】(1)
(2)2;P(-1,0)
【分析】(1)用待定系数法将A,B的坐标代入函数一般式中,即可求出函数的解析式;
(2)分别求出C点坐标,直线AC,BC的解析式,PQ的解析式为:y=-2x+n,进而求出P,Q的坐标以及n的取值范围,由列出函数式求解即可.
【详解】(1)解:∵点A(1,0),AB=4,
∴点B的坐标为(-3,0),
将点A(1,0),B(-3,0)代入函数解析式中得:
,
解得:b=2,c=-3,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由(1)得抛物线的解析式为,
顶点式为:,
则C点坐标为:(-1,-4),
由B(-3,0),C(-1,-4)可求直线BC的解析式为:y=-2x-6,
由A(1,0),C(-1,-4)可求直线AC的解析式为:y=2x-2,
∵PQ∥BC,
设直线PQ的解析式为:y=-2x+n,与x轴交点P,
由解得:,
∵P在线段AB上,
∴,
∴n的取值范围为-6<n<2,
则
∴当n=-2时,即P(-1,0)时,最大,最大值为2.
2022·天津·中考真题
已知抛物线(a,b,c是常数,)的顶点为P,与x轴相交于点和点B.
(1)若,
①求点P的坐标;
②直线(m是常数,)与抛物线相交于点M,与相交于点G,当取得最大值时,求点M,G的坐标
【答案】(1)①;②点M的坐标为,点G的坐标为;
【分析】(1)①将b、c的值代入解析式,再将A点坐标代入解析式即可求出a的值,再用配方法求出顶点坐标即可;②先令y=0得到B点坐标,再求出直线BP的解析式,设点M的坐标为,则点G的坐标为,再表示出MG的长,配方求出最值得到M、G的坐标;
(2)根据,解析式经过A点,可得到解析式:,再表示出P点坐标,N点坐标,接着作点P关于y轴的对称点,作点N关于x轴的对称点,再把和的坐标表示出来,由题意可知,当取得最小值,此时,将字母代入可得:,求出a的值,即可得到E、F的坐标;
【详解】(1)①∵抛物线与x轴相交于点,
∴.又,得.
∴抛物线的解析式为.
∵,
∴点P的坐标为.
②当时,由,
解得.
∴点B的坐标为.
设经过B,P两点的直线的解析式为,
有解得
∴直线的解析式为.
∵直线(m是常数,)与抛物线相交于点M,与相交于点G,如图所示:
∴点M的坐标为,点G的坐标为.
∴.
∴当时,有最大值1.
此时,点M的坐标为,点G的坐标为.
2022·湖北襄阳·统考中考真题
在平面直角坐标系中,直线y=mx-2m与x轴,y轴分别交于A,B两点,顶点为D的抛物线y=-x2+2mx-m2+2与y轴交于点C.
(1)如图,当m=2时,点P是抛物线CD段上的一个动点.
①求A,B,C,D四点的坐标;
②当△PAB面积最大时,求点P的坐标;
【答案】(1)∵直线与x轴,y轴分别交于A,B两点,
∴A(2,0),B(0,-2m).
∵,
∴抛物线的顶点坐标是D(m,2).
令x=0,则,
∴.
①当m=2时,-2m=-4,则,
∴点B(0,-4),C(0,-2),D(2,2);
②由上可知,直线AB的解析式为,抛物线的解析式为,
如图,过点P作轴交直线AB于点E.
设点P的横坐标为t,
∴,,
∴,
∴△PAB的面积=,
∵-1<0,∴当t=1时,△PAB的面积的最大值为3,此时P(1,1)
2023·湖南娄底·中考真题
如图,抛物线过点、点,交y轴于点C.
(1)求b,c的值.
(2)点是抛物线上的动点,当取何值时,的面积最大?并求出面积的最大值.
【答案】(1),
(2)当时,的面积由最大值,最大值为
【分析】(1)将将、代入抛物线即可求解;
(2)由(1)可知:,得,可求得的解析式为,过点P作轴,交于点E,交轴于点,易得,根据的面积,可得的面积,即可求解;
【详解】(1)解:将、代入抛物线中,
可得:,解得:,
即:,;
(2)①由(1)可知:,
当时,,即,
设的解析式为:,
将,代入中,
可得,解得:,
∴的解析式为:,
过点P作轴,交于点E,交轴于点,
∵,则,
∴点E的横坐标也为,则纵坐标为,
∴,
的面积
,∵,∴当时,的面积有最大值,最大值为
2023·湖南中考真题
如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点和点,且与直线交于两点(点在点的右侧),点为直线上的一动点,设点的横坐标为.
(1)求抛物线的解析式.
(2)过点作轴的垂线,与拋物线交于点.若,求面积的最大值.
【答案】(1),(2)
【分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)根据题意,联立抛物线与直线,求得点的横坐标,表示出的长,根据二次函数的性质求得的最大值,根据即可求解;
【详解】(1)解:∵抛物线经过点和点,
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为:;
(2)解:∵抛物线与直线交于两点,(点在点的右侧)
联立,
解得:或,
∴,
∴,
∵点为直线上的一动点,设点的横坐标为.
则,,
∴,当时,取得最大值为,
∵,
∴当取得最大值时,最大,
∴,∴面积的最大值
2023·青海西宁·中考真题
如图,在平面直角坐标系中,直线l与x轴交于点,与y轴交于点,抛物线经过点A,B,且对称轴是直线.
(1)求直线l的解析式;(2)求抛物线的解析式;
(3)点P是直线l下方抛物线上的一动点,过点P作轴,垂足为C,交直线l于点D,过点P作,垂足为M.求的最大值及此时P点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)的最大值是,此时的P点坐标是
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)根据题意可设抛物线的解析式为,再利用待定系数法求解即可;
(3)由题意易证为等腰直角三角形,即得出.设点P的坐标为,则,从而可求出.再结合二次函数的性质可知:当时,有最大值是,此时最大,进而即可求解.
【详解】(1)解:设直线l的解析式为,
把A,B两点的坐标代入解析式,得,
解得:,
∴直线l的解析式为;
(2)解:设抛物线的解析式为,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴.
把A,B两点坐标代入解析式,得,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(3)解:∵ ,
∴.
∵在中,
∴.
∵轴,,
∴.
在中,,,
∴,
∴.
在中,,,
∴,
∴.
设点P的坐标为,则,
∴.
∵,∴当时,有最大值是,此时最大,
∴,
当时,, ∴,
∴的最大值是,此时的P点坐标是.
2023·四川广安·中考真题
如图,二次函数的图象交轴于点,交轴于点,点的坐标为,对称轴是直线,点是轴上一动点,轴,交直线于点,交抛物线于点.
(1)求这个二次函数的解析式.
(2)若点在线段上运动(点与点、点不重合),求四边形面积的最大值,并求出此时点的坐标.
【答案】(1)
(2)最大值为,此时
【分析】(1)先根据二次函数对称轴公式求出,再把代入二次函数解析式中进行求解即可;
(2)先求出,,则,,求出直线的解析式为,设,则,,则;再由得到,故当时,最大,最大值为,此时点P的坐标为;
【详解】(1)解:∵二次函数的对称轴为直线,
∴,
∴,
∵二次函数经过点,
∴,即,
∴,
∴二次函数解析式为;
(2)解:∵二次函数经过点,且对称轴为直线,
∴,
∴,
∵二次函数与y轴交于点C,
∴,∴;
设直线的解析式为,∴,∴,
∴直线的解析式为,
设,则,,
∴;
∵,
∴
,
∵,∴当时,最大,最大值为,∴此时点P的坐标为
2023·湖南永州·中考真题
如图,抛物线(,,为常数)经过点,顶点坐标为,点为抛物线上的动点,轴于H,且.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图,直线交于点,求的最大值;
【答案】(1),(2),(3)
【分析】(1)根据顶点式坐标公式和待定系数法分别求出,,值,即可求出抛物线解析式.
(2)利用抛物线的解析式可知道点坐标,从而求出直线的解析式,从而设,根据直线的解析式可推出,从而可以用表达长度,在观察图形可知,将其和长度代入,即可将面积比转化成二次函数的形式,根据横坐标取值范围以及此二次函数的图像性质即可求出的最大值.
【详解】(1)解:抛物线(,,为常数)经过点,顶点坐标为,
,,,
,,抛物线的解析式为:.
故答案为:.
(2)解:过点作轴于点,如图所示,
抛物线的解析式为:,且与轴交于,两点,
,,
设直线的解析式为:,则,,
直线的解析式为:.
在直线上,,
在直线上,的解析式为:,
,.
,
.
,
.
,,
当时, 有最大值,且最大值为: .故答案为:.
2022·四川广元·中考真题
在平面直角坐标系中,直线y=﹣x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)经过A,B两点,并与x轴的正半轴交于点C.
(1)求a,b满足的关系式及c的值;
(2)当a=时,若点P是抛物线对称轴上的一个动点,求△PAB周长的最小值;
(3)当a=1时,若点Q是直线AB下方抛物线上的一个动点,过点Q作QD⊥AB于点D,当QD的值最大时,求此时点Q的坐标及QD的最大值.
【答案】(1)2a=b+1,c=-2;(2)△PAB的周长最小值是2+2;(3)此时Q(-1,-2),DQ最大值为.
【分析】(1)先求得点A、点B的坐标,再利用待定系数法求解即可;
(2)先利用对称性找出△PAB周长最小时点P的位置,此时AP=CP,△PAB的周长最小值为:PB+PA+AB=BC+AB,根据勾股定理求出AB、BC的长即可求出△PAB最小值;
(3)过点Q作QF⊥x轴交于F点,交直线AB于点E,得到∠QED=∠EQD=45°,推出QD=ED=EQ,设Q(t,t2+t-2),E(t,-t-2),求得QE=-t2-2t,再利用二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵直线y=﹣x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,
∴点A的坐标为(-2,0),点B的坐标为(0,-2),
∵抛物线y=ax2+bx+c(a>0)经过A,B两点,
∴,∴2a=b+1,c=-2;
(2)解:当a=时,则b=-,∴抛物线的解析式为y=x2-x-2,
抛物线的对称轴为直线x=1,∵点A的坐标为(-2,0),∴点C的坐标为(4,0) ,
△PAB的周长为:PB+PA+AB,且AB是定值,
∴当PB+PA最小时,△PAB的周长最小,
∵点A、C关于直线x=1对称,
∴连接BC交直线x=1于点P,此时PB+PA值最小,
∵AP=CP,
∴△PAB的周长最小值为:PB+PA+AB=BC+AB,
∵A(-2,0),B(0,-2),C(4,0),
∴OA=2,OB=2,OC=4,
由勾股定理得BC=2,AB=2,
∴△PAB的周长最小值是:2+2.
(3)解:当a=1时,b=1,
∴抛物线的解析式为y=x2+x-2,
过点Q作QF⊥x轴交于F点,交直线AB于点E,
∵A(-2,0),B(0,-2),
∴OA=OB,
∴∠OAB=45°,
∵QD⊥AB,
∴∠AEF=∠QED=∠EQD=45°,
∴QD=ED=EQ,
设Q(t,t2+t-2),E(t,-t-2),
∴QE=-t-2-(t2+t-2)=-t2-2t,
∴DQ=QE=-(t2+2t)= -(t+1)2+,
当t=-1时,DQ有最大值,此时Q(-1,-2).
已知抛物线与x轴交于A、B两点,顶点为C,连接,点P在线段下方的抛物线上运动.
(1)如图1,连接,,若,求点P的坐标.
(2)如图2,过点P作轴交于点Q,交于点H,求周长的最大值.
【答案】(1)或;(2)最大值为;
【分析】(1)如图,作轴,交直线于点D,由,得,,待定系数法确定直线解析式为,设,则,,得,解得或3,于是或.
(2)如图,可证得是等腰直角三角形,,周长,同(1),设,周长,得当时,最大值为.
【详解】(1)解:如图,作轴,交直线于点D,
由,时,,得,
,则,解得或,得,
设直线解析式为,则,解得
∴
设,则,
∴,
解得,或3,或
∴或.
(2)解:如图,,
∴
∵轴
∴
∴
∴
∴周长
同(1),设,则,
∴周长
∴当时,点P在线段下方的抛物线上,此时周长有最大值,最大值为.
题型二 【线段和差最值篇】
2023·湖南张家界中考真题
如图,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与x轴交于点和点两点,与y轴交于点.点D为线段上的一动点.
(1)求二次函数的表达式;(2)如图,求周长的最小值;
【答案】(1),(2)
【分析】(1)根据题意设抛物线的表达式为,将代入求解即可;
(2)作点O关于直线的对称点E,连接,根据点坐特点及正方形的判定得出四边形为正方形,,连接AE,交于点D,由对称性,此时有最小值为AE的长,再由勾股定理求解即可
【详解】(1)解:由题意可知,设抛物线的表达式为,
将代入上式得:,
所以抛物线的表达式为;
(2)作点O关于直线的对称点E,连接,
∵,,,
∴,∵O、E关于直线对称,∴四边形为正方形,
∴, 连接,交于点D,由对称性,
此时有最小值为的长,
∵的周长为,
,的最小值为10,
∴的周长的最小值为;
2022·四川遂宁中考真题
如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A的坐标为,点C的坐标为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,E为边AB上的一动点,F为BC边上的一动点,D点坐标为,求周长的最小值
【答案】(1)
(2)周长的最小值为
【分析】(1)直接利用待定系数法求解即可;
(2)设为D关于直线的对称点,为D关于直线BC的对称点,连接、、,由对称的性质可知当、E、F、在同一直线上时,的周长最小,最小值为的长度,再证明为等腰直角三角形,再由勾股定理求解即可;
【详解】(1)∵,在上,
∴,∴,∴抛物线的解析式为.
(2)如图,设为D关于直线的对称点,为D关于直线BC的对称点,
连接、、,
由对称的性质可知,,
的周长为,
∴当、E、F、在同一直线上时,的周长最小,最小值为的长度.
令,则,解得,.
∴B的坐标为,
∴,为等腰直角三角形.
∵BC垂直平分,且D的坐标为,
∴.
又∵D、关于x轴对称,
∴,
∴,
∴周长的最小值为.
2022·山东淄博·统考中考真题
如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),顶点D(1,4)在直线l:y=x+t上,动点P(m,n)在x轴上方的抛物线上.
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)过点P作PM⊥x轴于点M,PN⊥l于点N,当1<m<3时,求PM+PN的最大值
【答案】(1)y =x²+2x+3
(2)最大值
【分析】(1)利用顶点式可得结论;
(2)如图,设直线l交x轴于点T,连接PT,BD,BD交PM于点J,设,,推出最大时,的值最大,求出四边形DTBP的面积的最大值,可得结论;
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点为D(1,4),
∴根据顶点式,抛物线的解析式为;
(2)解:如图,设直线l交x轴于点T,连接PT,BD,
BD交PM于点J,设,
点,在直线l:上,∴,∴,
∴直线DT的解析式为,
令,得到,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴最大时,的值最大,
∵,,∴直线BD的解析式为,
∴,∴,
∵
,
∵二次项系数,
∴时,最大,最大值为11,∴的最大值
题型三 【构造二次函数模型求最值】
2023·山东东营·中考真题
如图,抛物线过点,,矩形的边在线段上(点B在点A的左侧),点C,D在抛物线上,设,当时,.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当t为何值时,矩形的周长有最大值?最大值是多少?
【答案】(1)
(2)当时,矩形的周长有最大值,最大值为
【分析】(1)设抛物线的函数表达式为,求出点C的坐标,将点C的坐标代入即可求出该抛物线的函数表达式;
(2)由抛物线的对称性得,则,再得出,根据矩形的周长公式,列出矩形周长的表达式,并将其化为顶点式,即可求解;
【详解】(1)解:设抛物线的函数表达式为.
∵当时,,∴点C的坐标为.将点C坐标代入表达式,得,解得.
∴抛物线的函数表达式为.
(2)解:由抛物线的对称性得:,∴.
当时,.
∴矩形的周长为.
∵,∴当时,矩形的周长有最大值,最大值为.
2023·四川巴中·中考真题
在平面直角坐标系中,抛物线经过点和,其顶点的横坐标为.
(1)求抛物线的表达式.
(2)若直线与轴交于点,在第一象限内与抛物线交于点,当取何值时,使得有最大值,并求出最大值.
【答案】(1)
(2)当时,有最大值为
【分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)设,进而分别表示出,得出关于的二次函数,根据二次函数的性质,,即可求得最大值;
【详解】(1)解: 抛物线的顶点横坐标为
对称轴为
与x轴另一交点为
∴设抛物线为
∴抛物线的表达式为
(2)在抛物线上
∴设
在第一象限
∴当时,有最大值为
2023·湖南张家界中考真题
如图,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与x轴交于点和点两点,与y轴交于点.点D为线段上的一动点.
如图,过动点D作交抛物线第一象限部分于点P,连接,记与的面积和为S,当S取得最大值时,求点P的坐标,并求出此时S的最大值.
【答案】,
【分析】由待定系数法确定直线的表达式为,直线的表达式为,设,然后结合图形及面积之间的关系求解即可.
【详解】由已知点,,,
设直线的表达式为,
将,代入中,,解得,
∴直线的表达式为,
同理可得:直线的表达式为,
∵,
∴设直线表达式为,
由(1)设,代入直线的表达式
得:,
∴直线的表达式为:,
由,得,
∴,
∵P,D都在第一象限,
∴
,
∴当时,此时P点为.
.
2023·山东聊城·中考真题
如图①,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是x轴上任意一点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图②,当点从点A出发沿x轴向点B运动时(点P与点A,B不重合),自点P分别作,交AC于点E,作,垂足为点D.当m为何值时,面积最大,并求出最大值.
【答案】(1)
(2)时,有最大值,最大值为.
【分析】(1)将,代入,待定系数法确定函数解析式;
(2)如图,过点D作,过点E作,垂足为G,F,
可证,;运用待定系数法求直线解析式,直线 解析式;设点,,则,,,,运用解直角三角形,中,,,中,,可得,,;中,,可得,,,,于是,从而确定时,最大值为.
【详解】(1)将,代入,得,解得
∴抛物线解析式为:
(2)如图,过点D作,过点E作,垂足为G,F,
∵,
∴
∴
∵
∴,同理可得
设直线的解析式为:
则,解得
∴直线:
同理由点,,可求得直线 :
设点,,
则,,,
中,,
∴,
中,
∴,解得,
∴
∵
∴;
中,
∴,解得,
∴
∵
∴
∴,
即.
∵,∴时,,有最大值,最大值为.
2022·湖北襄阳中考真题
在平面直角坐标系中,直线y=mx-2m与x轴,y轴分别交于A,B两点,顶点为D的抛物线y=-x2+2mx-m2+2与y轴交于点C.
在y轴上有一点M(0,m),当点C在线段MB上时,
①求m的取值范围;②求线段BC长度的最大值.
【答案】(2)①或;②13
【分析】对于(2),由(1)可知,点B,C的坐标,再根据点C在线段MB上,分两种情况讨论,求出①的答案即可;对于②,根据①中的情况分别表示BC,再配方二次函数的性质求出答案即可.
【详解】知B(0,-2m),C(0,-m2+2),
①∵y轴上有一点,点C在线段MB上,
∴需分两种情况讨论:
当时,解得:,
当时,解得:,
∴m的取值范围是或;
②当时,
∵,
∴当m=1时,BC的最大值为3;
当时,
∴,
当m=-3时,点M与点C重合,BC的最大值为13,
∴BC的最大值是13.
2023·湖北荆州中考真题
已知:关于的函数.
(1)若函数的图象与坐标轴有两个公共点,且,则的值是___________;
(2)如图,若函数的图象为抛物线,与轴有两个公共点,,并与动直线交于点,连接,,,,其中交轴于点,交于点.设的面积为,的面积为.
①当点为抛物线顶点时,求的面积;
②探究直线在运动过程中,是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)0或2或
(2)①6,②存在,
【分析】(1)根据函数与坐标轴交点情况,分情况讨论函数为一次函数和二次函数的时候,按照图像的性质以及与坐标轴交点的情况即可求出值.
(2)①根据和的坐标点即可求出抛物线的解析式,即可求出顶点坐标,从而求出长度,再利用和的坐标点即可求出的直线解析式,结合即可求出点坐标,从而求出长度,最后利用面积法即可求出的面积.
②观察图形,用值表示出点坐标,再根据平行线分线段成比例求出长度,利用割补法表示出和,将二者相减转化成关于的二次函数的顶点式,利用取值范围即可求出的最小值.
【详解】(1)解:函数的图象与坐标轴有两个公共点,
,
,
,
当函数为一次函数时,,
.
当函数为二次函数时,
,
若函数的图象与坐标轴有两个公共点,即与轴,轴分别只有一个交点时,
,
.
当函数为二次函数时,函数的图象与坐标轴有两个公共点, 即其中一点经过原点,
,,.
综上所述,或0.故答案为:0或2或.
(2)解:①如图所示,设直线与交于点,直线与交于点.
依题意得:,解得:
抛物线的解析式为:.
点为抛物线顶点时,,,
,,
由,得直线的解析式为,
在直线上,且在直线上,则的横坐标等于的横坐标,
,
,,
,
.
故答案为:6.
②存在最大值,理由如下:
如图,设直线交轴于.
由①得:,,,,,
,
,,
,
,
即,
,,
,
,,,当时,有最大值,最大值为.
2022·江苏连云港中考真题
已知二次函数,其中.
(1)当该函数的图像经过原点,求此时函数图像的顶点的坐标;
(2)如图,在(1)的条件下,若平移该二次函数的图像,使其顶点在直线上运动,平移后所得函数的图像与轴的负半轴的交点为,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)最大值为
【分析】(1)先利用待定系数法求出二次函数解析式,再将二次函数解析式化为顶点式即可得到答案;
(2)先根据顶点坐标公式求出顶点坐标为,然后分别证明顶点坐标的横纵坐标都小于0即可;
(3)设平移后图像对应的二次函数表达式为,则其顶点坐标为,然后求出点B的坐标,根据平移后的二次函数顶点在直线上推出,过点作,垂足为,可以推出,由此即可求解.
【详解】(1)解:将代入,
解得.
由,则符合题意,
∴,
∴.
(2)解:由抛物线顶点坐标公式得顶点坐标为.
∵,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴二次函数的顶点在第三象限.
(3)解:设平移后图像对应的二次函数表达式为,则其顶点坐标为
当时,,
∴.
将代入,
解得.
∵在轴的负半轴上,
∴.
∴.
过点作,垂足为,
∵,
∴.
在中,
,
∴当时,此时,面积有最大值,最大值为.
2022·湖南岳阳·中考真题
如图1,在平面直角坐标系中,抛物线:经过点和点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,作抛物线,使它与抛物线关于原点成中心对称,请直接写出抛物线的解析式;
(3)如图3,将(2)中抛物线向上平移2个单位,得到抛物线,抛物线与抛物线相交于,两点(点在点的左侧).
①求点和点的坐标;
②若点,分别为抛物线和抛物线上,之间的动点(点,与点,不重合),试求四边形面积的最大值.
【答案】(1),(2),(3)①或;②16
【分析】(1)将点和点代入,即可求解;
(2)利用对称性求出函数顶点关于原点的对称点为,即可求函数的解析式;
(3)①通过联立方程组,求出点和点坐标即可;
②求出直线的解析式,过点作轴交于点,过点作轴交于点,设,,则,,可求,,由,分别求出的最大值4,的最大值4,即可求解.
【详解】(1)解:将点和点代入,
∴,解得,
∴.
(2)∵,
∴抛物线的顶点,
∵顶点关于原点的对称点为,
∴抛物线的解析式为,
∴.
(3)由题意可得,抛物线的解析式为,
①联立方程组,
解得或,
∴或;
②设直线的解析式为,
∴,解得,
∴,
过点作轴交于点,过点作轴交于点,如图所示:
设,,
则,,
∴,
,
∵,,
∴当时,有最大值,
当时,有最大值,
∵,
∴当最大时,四边形面积的最大值为16.
2023·宁夏·中考真题
如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.已知点的坐标是,抛物线的对称轴是直线.
(1)直接写出点的坐标;
(2)在对称轴上找一点,使的值最小.求点的坐标和的最小值;
(3)第一象限内的抛物线上有一动点,过点作轴,垂足为,连接交于点.依题意补全图形,当的值最大时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)点,的最小值为
(3)
【分析】(1)根据抛物线的对称性,进行求解即可;
(2)根据抛物线的对称性,得到,得到当三点共线时,的值最小,为的长,求出直线的解析式,解析式与对称轴的交点即为点的坐标,两点间的距离公式求出的长,即为的最小值;
(3)根据题意,补全图形,设,得到,,将的最大值转化为二次函数求最值,即可得解.
【详解】(1)解:∵点关于对称轴的对称点为点,对称轴为直线,
∴点为;
(2)当时,,
∴,
连接,
∵,
∴,
∵点关于对称轴的对称点为点,
∴,
∴当三点共线时,的值最小,为的长,
设直线的解析式为:,
则:,解得:,
∴,
∵点在抛物线的对称轴上,
∴;
∴点,的最小值为;
(3)过点作轴,垂足为,连接交于点,如图所示,
∵,
设抛物线的解析式为:,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,则:,
由(2)知:直线:,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当时,有最大值,此时.
在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=-x2+2mx+3m,点A(3,0).
(1)当抛物线过点A时,求抛物线的解析式;
(2)在(1)的条件下,抛物线与y轴交于点B,点P是抛物线上位于第一象限的点,连接AB,PD交于点M,PD与y轴交于点N.设S=S△PAM-S△BMN,问是否存在这样的点P,使得S有最大值?若存在,请求出点P的坐标,并求出S的最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=-x2+2x+3;(2)存在,点的坐标是(1,4),.过程见解析
【分析】(1)把x=3,y=0代入y=-x2+2mx+3m,从而求得m,进而求得抛物线的解析式;
(2)将抛物线的解析式变形为:y=-x2+m(2x+3),进而根据2x+3=0,求得x的值,进而求得结果;
(3)将S变形为:S=(S△PAM+S四边形AONM)-(S四边形AONM+S△BMN)=S四边形AONP-S△AOB,设P(m,-m2+2m+3),设PD的解析式为:y=kx+b,将点P和点D坐标代入,从而求得PD的解析式,进而求得点N的坐标,进而求得S关于m的解析式,进一步求得结果.
【详解】(1)解:把x=3,y=0代入y=-x2+2mx+3m得,
-9+6m+3m=0,
∴m=1,
∴y=-x2+2x+3;
(2)证明:∵y=-x2+m(2x+3),
∴当2x+3=0时,即时,,
∴无论m为何值,抛物线必过定点D,点D的坐标是;
(3)如图,
连接OP,
设点P(m,-m2+2m+3),
设PD的解析式为:y=kx+b,
∴,
∴,
∴PD的解析式为:y=,
当x=0时,y=,
∴点N的坐标是(0,),
∴,
∵S=S△PAM-S△BMN,
∴S=(S△PAM+S四边形AONM)-(S四边形AONM+S△BMN)=S四边形AONP-S△AOB,
∵
,
当x=0时,y=-x2+2x+3=3,
∴点B的坐标是(0,3),OB=3,
,
∴==,
∴当时,,
当时,,∴点的坐标是(1,4).
2023·湖北襄阳中考真题
在平面直角坐标系中,直线经过抛物线的顶点.
(1)如图,当抛物线经过原点时,其顶点记为.
①求抛物线的解析式并直接写出点的坐标;
②时,的最小值为2,求的值;
③当时.动点在直线下方的抛物线上,过点作轴交直线于点,令,求的最大值.
(2)当抛物线不经过原点时,其顶点记为.当直线同时经过点和(1)中抛物线的顶点时,设直线与抛物线的另一个交点为,与轴的交点为.若,直接写出的取值范围.
【答案】(1)①抛物线的解析式为,顶点的坐标为;②的值为或1;③取得最大值
(2)的取值范围为或
【分析】(1)由抛物线经过原点,可得,即可求得,①利用配方法将抛物线解析式化为顶点式即可求得答案;
②分三种情况:当,即时,随增大而减小,当时,则若时,的最小值为,不符合题意,当时,随增大而增大,分别列方程求解即可;
③把代入,可得,设点,可得,进而可得,利用二次函数的性质即可求得答案;
(2)利用配方法可得,运用待定系数法可得直线的解析式为,可得,,分两种情况:当时,点在第二象限,点在轴的负半轴上,作点关于点的对称点,则,,再由,即,可得,解不等式即可求得答案;当时,点在第一象限,点在、之间,作点关于点的对称点,同理可求得答案.
【详解】(1)∵抛物线经过原点,
∴,
解得:或,
∵,
∴,
①抛物线的解析式为,
∵,
∴顶点的坐标为;
②当,即时,随增大而减小,
由题意得:,
解得:,(舍去),
∴的值为,
当时,则若时,的最小值为,不符合题意,
当时,随增大而增大,
由题意得:,
解得:(舍去),,
∴的值为1,
综上所述,的值为或1;
③由题意得:当时,则,
∵经过点,
∴,可得,
∴,
由,可得,,
设点,且,
∵轴,
∴,
可得:,则,
∴,
∵,,
∴当时,取得最大值;
(2)∵,
∴,
∵直线:经过点、,
∴,解得:,
∴直线的解析式为,
令,得,
∴,
联立方程得:,
解得:,,
当时,,
∴,
当时,点在第二象限,点在轴的负半轴上,作点关于点的对称点,如图,
则,,
∵,
∴,
即,
∴,
化简得:,
令,
解得:(舍去),,
∴,
∵,
∴,
∴;
当时,点在第一象限,点在、之间,作点关于点的对称点,如图,
则,,
∵,
∴,
即,
∴,
化简得:,
令,
解得:,(舍去),∴,∵,
∴,∴;综上所述,的取值范围为或.
题型四 【加权线段最值】
2023·四川内江·中考真题
如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点.与y轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是直线下方抛物线上的一动点,过点P作x轴的平行线交于点K,过点P作y轴的平行线交x轴于点D,求与的最大值及此时点P的坐标;
【答案】(1)
(2)存在,的最大值为,
(3)或
【分析】(1)将、、代入抛物线解析式求解即可;
(2)可求直线的解析式为,设(),可求,从而可求,即可求解;
【详解】(1)解:由题意得 ,解得:,
抛物线的解析式为.
(2)解:设直线的解析式为,则有,解得:,
直线的解析式为;
设(),
,
解得:,
,
,
,
,
,
,
当时,的最大值为,,.
故的最大值为,.
2023·黑龙江绥化·中考真题
如图,抛物线的图象经过,,三点,且一次函数的图象经过点.
(1)求抛物线和一次函数的解析式.
(2)将抛物线的图象向右平移个单位长度得到抛物线,此抛物线的图象与轴交于,两点(点在点左侧).点是抛物线上的一个动点且在直线下方.已知点的横坐标为.过点作于点.求为何值时,有最大值,最大值是多少?
【答案】(1),
(2)当时,的最大值为
【分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)得出是等腰直角三角形,是等腰直角三角形,则,点在抛物线上,且横坐标为得出,进而可得,则,根据二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:把,,代入
得 ,解得
∴
把代入得
∴
(2)∵向右平移8个单位长度得到抛物线
当,即
解得:
∴,
∵过,,三点
∴
在直线下方的抛物线上任取一点,作轴交于点,过点作轴于点
∵,
∴
∴是等腰直角三角形
∵,
∴
又
∴是等腰直角三角形
∴
∵点在抛物线上,且横坐标为
∴
∴
∵
∴
∴
∴
∴
∴当时,的最大值为.
题型五 【几何构造最值篇】
2022·天津·统考中考真题
已知抛物线(a,b,c是常数,)的顶点为P,与x轴相交于点和点B.
若,直线与抛物线相交于点N,E是x轴的正半轴上的动点,F是y轴的负半轴上的动点,当的最小值为5时,求点E,F的坐标.
【答案】(1)①;②点M的坐标为,点G的坐标为;
(2)点和点;
【分析】(1)①将b、c的值代入解析式,再将A点坐标代入解析式即可求出a的值,再用配方法求出顶点坐标即可;②先令y=0得到B点坐标,再求出直线BP的解析式,设点M的坐标为,则点G的坐标为,再表示出MG的长,配方求出最值得到M、G的坐标;
(2)根据,解析式经过A点,可得到解析式:,再表示出P点坐标,N点坐标,接着作点P关于y轴的对称点,作点N关于x轴的对称点,再把和的坐标表示出来,由题意可知,当取得最小值,此时,将字母代入可得:,求出a的值,即可得到E、F的坐标;
【详解】(1)①∵抛物线与x轴相交于点,
∴.又,得.
∴抛物线的解析式为.
∵,
∴点P的坐标为.
(2)由(1)知,又,
∴.
∴抛物线的解析式为.
∵,
∴顶点P的坐标为.
∵直线与抛物线相交于点N,
∴点N的坐标为.
作点P关于y轴的对称点,作点N关于x轴的对称点,如图所示:
得点的坐标为,点的坐标为.
当满足条件的点E,F落在直线上时,取得最小值,
此时,.
延长与直线相交于点H,则.
在中,.
∴.
解得(舍).
∴点的坐标为,点的坐标为.
则直线的解析式为.
∴点和点.
专题2-5 最值模型之阿氏圆与胡不归 备考2024年中考数学—模型·方法·技巧专题突破(全国通用): 这是一份专题2-5 最值模型之阿氏圆与胡不归 备考2024年中考数学—模型·方法·技巧专题突破(全国通用),文件包含专题2-5最值模型之阿氏圆与胡不归原卷版docx、专题2-5最值模型之阿氏圆与胡不归解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共56页, 欢迎下载使用。
专题2-3 八种隐圆类最值问题,圆来如此简单 备考2024年中考数学—模型·方法·技巧专题突破(全国通用): 这是一份专题2-3 八种隐圆类最值问题,圆来如此简单 备考2024年中考数学—模型·方法·技巧专题突破(全国通用),文件包含专题2-3八种隐圆类最值问题圆来如此简单原卷版docx、专题2-3八种隐圆类最值问题圆来如此简单解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共105页, 欢迎下载使用。
专题2-1 将军饮马等8类常见最值问题 备考2024年中考数学—模型·方法·技巧专题突破(全国通用): 这是一份专题2-1 将军饮马等8类常见最值问题 备考2024年中考数学—模型·方法·技巧专题突破(全国通用),文件包含专题2-1将军饮马等8类常见最值问题原卷版docx、专题2-1将军饮马等8类常见最值问题解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共93页, 欢迎下载使用。