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面积最值问题(二次函数综合类)

 悟道谈风水 2020-02-25

原题如下:如图,二次函数y=x²+bx+c的图像与 x轴交于A、B两点,A点在原点的左侧,B(3,0),

与y轴交于点C(0,-3),点P是直线BC下方抛物线上一动点;

(1)求此二次函数解析式;

(2)求△BCP面积的最大值,并求此时点P的坐标.

01
转化为函数最值问题

∵点P在二次函数y=x²-2x-3的图像上

∴可设点P(m,m²-2x-3)

接下来我们要做的就是将△BCP的面积与m建立函数关系,并利用函数最值问题求得面积最值问题.

如下图所示

△BCP显然常用的求解此面积的方法便是割补法:我们可采取如下割补形式:

①补成可求四边形面积

如上图所示该四边形OCPB的面积可通过连接线段OP分割成两个简单易求得三角形面积之和(体现平面直角坐标系中“化斜为正”的思想)

同学们思考一下:此时△BPC的面积可以用含m的代数式表示成          .

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由于点P所在的曲线段(0<Px<3)包含二次函数(面积表达式)的顶点坐标(3/2,27/8),因此,当点P为(3/2,27/8)时,△BCP面积达到最大值,最大值为8.

②补成一个矩形面积

同学们思考一下:此时△BPC的面积可以怎么求解?

(当然答案肯定与第一种情况一样,此处老师不在赘述)

③割成两个达到“化斜为正”效果的小三角形(铅锤法求面积

(此处点G的作用很关键,点G在直线BC:y=x-3上,且点G的横坐标与点P的横坐标相同,都为m,代入直线BC的表达式即可求得点G的坐标.)

02
转化为线段最值问题

我们发现△BCP的一条边BC是一条定线段,即长度是确定的,则唯一影响其面积大小的就只剩下BC边上的高了. 换一句话说,把面积最值问题转化成寻找一个点P使得点P到直线BC的距离最大即可.

什么时候满足已知条件的点P会离直线BC最远呢,只需要将直线BC向下平移直到与抛物线只有一个交点(即直线PE与抛物线相切于点P),那么这个切点可以怎么求呢?利用“交轨法”。

我们直到直线PE//BC,所以直线PE的斜率K与直线BC的斜率k相等,即k=1, 故而可设直线PE:y=x+m

又点P还在抛物线y=x²-2x-3(0<x<3)这一部分函数图像上,故而我们可令y=y求点P的坐标.

令y=y之后,得到一元二次方程:x²-3x-3-m=0,由于直线PE与抛物线只要一个交点,所以该一元二次方程只能有两个相同的实数根,即△=0,即可求得m的值,然后在代入该一元二次方程,最终求得点P的坐标.

(当然,大家发现了,如果是求点P的坐标,这种方法还是挺快的,但若还要求面积的最大值,这种方法就没有利用函数最值就面积最值来得快速了。)

生活是一首欢乐的歌

叮铃铃”,下课声响了,我又上了一节妙趣横生的课,自从上次学会好好做笔记,上课也容易静下心来听老师讲课这个重要的道理之后,我每次都跟着老师的步伐听讲,虽然有时偶尔会去做下面的笔记。

生活需要无处不在的掌声

生活中掌声无处不在,无论是成功和失败,前进和后退,这生活中每一处细节都需要掌声。

生活在当下最重要

昨天已经成为历史,翻过了就无须再遗憾;明天尚未到来,尽管它充满着无限的可能,毕竟还是个未知数。

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