专题33最值问题(教师版) 备战2020中考数学复习点拨(共34讲)
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1、 1 专题专题 33 最值问题最值问题 在中学数学题中,最值题是常见题型,围绕最大(小)值所出的数学题是各种各样,就其解法,主要 为以下几种: 1.二次函数的最值公式 二次函数yaxbxc 2 (a、b、c 为常数且a 0)其性质中有 若a 0当x b a 2 时,y 有最小值。y acb a min 4 4 2 ; 若a 0当x b a 2 时,y 有最大值。y acb a max 4 4 2 。 2.一次函数的增减性 一次函数ykxb k()0的自变量 x 的取值范围是全体实数, 图象是一条直线, 因而没有最大 (小) 值;但当mxn时,则一次函数的图象是一条线段,根据一次函数的增减性,就
2、有最大(小)值。 3. 判别式法 根据题意构造一个关于未知数 x 的一元二次方程;再根据 x 是实数,推得 0,进而求出 y 的取值范 围,并由此得出 y 的最值。 4.构造函数法 “最值”问题中一般都存在某些变量变化的过程,因此它们的解往往离不开函数。 5. 利用非负数的性质 在实数范围内,显然有abkk 22 ,当且仅当ab 0时,等号成立,即abk 22 的最小值 为 k。 6. 零点区间讨论法 用“零点区间讨论法”消去函数 y 中绝对值符号,然后求出 y 在各个区间上的最大值,再加以比较, 从中确定出整个定义域上的最大值。 7. 利用不等式与判别式求解 在不等式xa中,xa是最大值,在
3、不等式xb中,xb是最小值。 8. “夹逼法”求最值 在解某些数学问题时,通过转化、变形和估计,将有关的量限制在某一数值范围内,再通过解不等式 获取问题的答案,这一方法称为“夹逼法” 。 专题知识回顾专题知识回顾 专题典型题考法及解析专题典型题考法及解析 2 【例题【例题 1 1】 (经典题)】 (经典题)二次函数 y=2(x3) 24 的最小值为 【答案】4 【解析】题中所给的解析式为顶点式,可直接得到顶点坐标,从而得出解答 二次函数 y=2(x3) 24 的开口向上,顶点坐标为(3,4) , 所以最小值为4 【例题【例题 2 2】(】(20182018 江西)江西)如图,AB 是O 的弦,
4、AB=5,点 C 是O 上的一个动点,且ACB=45,若点 M、 N 分别是 AB、AC 的中点,则 MN 长的最大值是 【答案】 【解析】根据中位线定理得到 MN 的最大时,BC 最大,当 BC 最大时是直径,从而求得直径后就可以求得最 大值 如图,点 M,N 分别是 AB,AC 的中点, MN=BC, 当 BC 取得最大值时,MN 就取得最大值,当 BC 是直径时,BC 最大, 连接 BO 并延长交O 于点 C,连接 AC, BC是O 的直径, BAC=90 ACB=45,AB=5, ACB=45, 3 BC=5, MN最大= 【例题【例题 3 3】 (】 (20192019 湖南张家界)
5、湖南张家界)已知抛物线yax 2bxc(a0)过点 A(1,0),B(3,0)两点,与y轴交 于点C,OC3 (1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标; (2)过点A作AMBC,垂足为M,求证:四边形ADBM为正方形; (3)点P为抛物线在直线BC下方图形上的一动点,当PBC面积最大时,求P点坐标及最大面积的值; (4)若点Q为线段OC上的一动点,问AQ1 2QC 是否存在最小值?若存在,求岀这个最小值;若不存在,请 说明理由 【思路分析】【思路分析】 (1)将A、B、C三点坐标代入抛物线的解析式即可求出a、b、c的值(当然用两根式做更方 便) ; (2)先证四边形AMBD为矩形,再证该矩形有一组
6、邻边相等,即可证明该四边形为正方形; (3)如答 图 2,过点P作PFAB于点F,交BC于点E,令P(m,m 24m3),易知直线 BC的解析式为yx3, 则E(m,m3),PE(m3)(m 24m3)m23m再由 SPBCSPBESCPE,转化为1 2PEOB 1 23 (m 23m),最后将二次函数化为顶点式即可锁定 SPBC的最大值与点P坐标; (4)解决本问按两步走: 一找(如答图 3,设OQt,则CQ3t,AQ1 2QC 2 1 1(3) 2 tt ,取CQ的中点G,以点Q为圆心, QG的长为半径作Q,则当Q过点A时,AQ1 2QCQ 的直径最小) 、二求(由 AQ1 2QC,解关于
7、 t 的方 程即可) 【解题过程】【解题过程】 (1)抛物线yax 2bxc(a0)过点 A(1,0),B(3,0)两点, -2 -1 -1 3 2 1 321 y x O M D C BA 4 令抛物线解析为ya(x1)(x3) 该抛物线过点C(0,3), 3a(01)(03),解得a1 抛物线的解析式为y(x1)(x3),即yx 24x3 yx 24x3(x2)21, 抛物线的顶点D的坐标为(2,1) 综上,所求抛物线的解析式为yx 24x3,顶点坐标为(2,1) (2)如答图 1,连接AD、BD,易知DADB OBOC,BOC90, MBA45 D(2,1),A(3,0), DBA45
8、DBM90 同理,DAM90 又AMBC, 四边形ADBM为矩形 又DADB, 四边形ADBM为正方形 (3)如答图 2,过点P作PFAB于点F,交BC于点E,令P(m,m 24m3),易知直线 BC的解析式为y x3,则E(m,m3),PE(m3)(m 24m3)m23m -2 -1 -1 3 2 1 321 y x O M D C BA 图 1 5 SPBCSPBESCPE1 2PEBF 1 2PEOF 1 2PEOB 1 23(m 23m) 3 2 (m 3 2) 227 8 , 当m3 2时,SPBC有最大值为 27 8 ,此时 P 点的坐标为(3 2, 3 4) (4)如答图 3,设
9、OQt,则CQ3t,AQ1 2QC 2 1 1(3) 2 tt , 取CQ的中点G,以点Q为圆心,QG的长为半径作Q,则当Q过点A时,AQ1 2QCQ 的直径最小, 此时,2+ 1 = 1 2(3 ),解得 t26 3 1, 于是AQ1 2QC 的最小值为 3t3(26 3 1)426 3 1.1.(20182018 河南)河南)要使代数式2 3有意义,则 x 的( ) A.最大值为2 3 B.最小值为 2 3 C.最大值为3 2 D.最大值为 3 2 【答案】A. 【解析】要使代数式2 3有意义,必须使 2-3x0,即 x2 3,所以 x 的最大值为 2 3。 2.2.(20182018 四
10、川绵阳)四川绵阳)不等边三角形ABC的两边上的高分别为 4 和 12 且第三边上的高为整数,那么此高 的最大值可能为_。 【答案】5 【解析】设 a、b、c 三边上高分别为 4、12、h 图 2 F E P -2 -1 -1 3 2 1 3 21 y x O M D C BA G Q -2 -1 -1 3 2 1 3 21 y x O D C BA 图 3 专题典型训练题 专题典型训练题 6 因为2412Sabch ABC ,所以ab 3 又因为cabb 4,代入12bch 得124bbh,所以h 3 又因为cabb 2,代入12bch 得122bbh,所以h 6 所以 3h6,故整数 h 的
11、最大值为 5。 3.3.(20182018 齐齐哈尔)齐齐哈尔)设 a、b 为实数,那么aabbab 22 2的最小值为_。 【答案】-1 【解析】aabbab 22 2 ababb a b bb a b b 22 22 22 12 1 2 3 4 3 2 1 4 1 2 3 4 111 () () ()() 当a b 1 2 0,b 10,即ab01,时, 上式等号成立。故所求的最小值为1。 4.4.(20182018 云南)云南)如图,MN 是O 的直径,MN=4,AMN=40,点 B 为弧 AN 的中点,点 P 是直径 MN 上的一 个动点,则 PA+PB 的最小值为 【答案】2 【解析
12、】过 A 作关于直线 MN 的对称点 A,连接 AB,由轴对称的性质可知 AB 即为 PA+PB 的最小值, 由对称的性质可知=,再由圆周角定理可求出AON 的度数,再由勾股定理即可求解过 A 作关 于直线 MN 的对称点 A,连接 AB,由轴对称的性质可知 AB 即为 PA+PB 的最小值, 7 连接 OB,OA,AA, AA关于直线 MN 对称, =, AMN=40, AON=80,BON=40, AOB=120, 过 O 作 OQAB 于 Q, 在 RtAOQ 中,OA=2, AB=2AQ=2, 即 PA+PB 的最小值 2 5.5.(20182018 海南)海南)某水果店在两周内,将标
13、价为 10 元/斤的某种水果,经过两次降价后的价格为 8.1 元/斤, 并且两次降价的百分率相同 (1)求该种水果每次降价的百分率; (2)从第一次降价的第 1 天算起,第x天(x为正数)的售价、销量及储存和损耗费用的相关信息如表所示. 已知该种水果的进价为 4.1 元/斤,设销售该水果第x(天)的利润为y(元),求y与x(1x15)之间的函数 关系式,并求出第几天时销售利润最大? 时间(天) 1x9 9x15 x15 售价(元/斤) 第 1 次降价后的价格 第 2 次降价后的价格 销量(斤) 803x 120 x 储存和损耗费用(元) 403x 3x 264x400 (3)在(2)的条件下,
14、若要使第 15 天的利润比(2)中最大利润最多少 127.5 元,则第 15 天在第 14 天的价格基础上最多可降多少元? 【答案】看解析。 【解析】 (1)设该种水果每次降价的百分率为x,则第一次降价后的价格为 10(1x),第二次降价后的价格为 10(1x) 2,进而可得方程; (2)分两种情况考虑,先利用“利润(售价进价)销量储存和损耗费用” , 再分别求利润的最大值, 比较大小确定结论;(3) 设第 15 天在第 14 天的价格基础上降a元, 利用不等关系 “ (2) 中最大利润(8.1a4.1)销量储存和损耗费用127.5”求解 解答: (1)设该种水果每次降价的百分率为x,依题意得
15、: 10(1x) 28.1 8 解方程得:x10.110%,x21.9(不合题意,舍去) 答:该种水果每次降价的百分率为 10% (2)第一次降价后的销售价格为:10(110%)9(元/斤), 当 1x9 时,y(94.1)(803x)(403x)17.7x352; 当 9x15 时,y(8.14.1)(120 x)(3x 264x400)3x260 x80, 综上,y与x的函数关系式为:y 17.7x352(1x9,x为整数), 3x260 x80(9x15,x为整数) 当 1x9 时,y17.7x352,当x1 时,y最大334.3(元); 当 9x15 时,y3x 260 x803(x1
16、0)2380,当 x10 时,y最大380(元); 334.3380,在第 10 天时销售利润最大 (3)设第 15 天在第 14 天的价格上最多可降a元,依题意得: 380(8.1a4.1)(12015)(315 26415400)127.5, 解得:a0.5, 则第 15 天在第 14 天的价格上最多可降 0.5 元 6.6. (20182018 湖北荆州)湖北荆州) 某玩具厂计划生产一种玩具熊猫, 每日最高产量为 40 只, 且每日产出的产品全部售出, 已知生产 x 只玩具熊猫的成本为 R (元) , 售价每只为 P (元) , 且 R、 P 与 x 的关系式分别为Rx50030, Px
17、1702。 (1)当日产量为多少时,每日获得的利润为 1750 元; (2)当日产量为多少时,可获得最大利润?最大利润是多少? 【答案】看解析。 【解析】 (1)根据题意得: ()()1702500301750 x xx 整理得xx 2 7011250 解得x125,x245(不合题意,舍去) (2)由题意知,利润为 PxRxxx 21405002351950 22 () 所以当x 35时,最大利润为 1950 元。 7.7.(20182018 吉林)吉林)某工程队要招聘甲、乙两种工种的工人 150 人,甲、乙两种工种的工人的月工资分别是 600 元和 1000 元,现要求乙种工种的人数不少于
18、甲种工种人数的 2 倍,问甲、乙两种工种各招聘多少人时可使 得每月所付的工资最少? 【答案】看解析。 9 【解析】设招聘甲种工种的工人为 x 人,则乙种工种的工人为()150 x人, 由题意得: 1502xx 所以050 x 设所招聘的工人共需付月工资 y 元, 则有: yxxx 6001000 150400150000()(050 x) 因为 y 随 x 的增大而减小 所以当x 50时,ymin 130000(元) 8.8.(经典题)(经典题)求 xx xx 2 2 1 1 的最大值与最小值。 【答案】最大值是 3,最小值是。 【解析】此题要求出最大值与最小值,直接求则较困难,若根据题意构造
19、一个关于未知数 x 的一元二次方 程;再根据 x 是实数,推得 0,进而求出 y 的取值范围,并由此得出 y 的最值。 设 xx xx y 2 2 1 1 ,整理得 即 因为 x 是实数,所以 即()()14 10 22 yy 解得 1 3 3y 所以 xx xx 2 2 1 1 的最大值是 3,最小值是。 9.9.(经典题)(经典题)求代数式xx1 2 的最大值和最小值。 【答案】最大值为 1/2,最小值为-1/2. 【解析】设yxx1 2 , 11x,再令x sin, 22 ,则有 yxx11 1 2 2 22 sinsinsincossin 所以得 y 的最大值为 1/2,最小值为-1/
20、2. 10.10.(经典题)(经典题)求函数yxx | |14 5的最大值。 【答案】0 【解析】本题先用“零点区间讨论法”消去函数 y 中绝对值符号,然后求出 y 在各个区间上的最大值,再 加以比较,从中确定出整个定义域上的最大值。 易知该函数有两个零点、 当x 4时 10 yxx ()()1450 当 41x时 当x 4时,得 10280yx 当x 1时,yxx ()()14510 综上所述,当x 4时,y 有最大值为 11. 11. (20182018 山东济南)山东济南)已知 x、y 为实数,且满足xym 5,xyymmx 3,求实数 m 最大值与 最小值。 【答案】 m 的最大值是
21、13 3 ,m 的最小值是1。 【解析】由题意得 xym xym xymmmm 5 33553 2 ()() 所以 x、y 是关于 t 的方程tm tmm 22 5530()()的两实数根, 所以 ()()54530 22 mmm 即310130 2 mm 解得 1 13 3 m m 的最大值是 13 3 ,m 的最小值是1。 12.12.(20192019 年黑龙江省大庆市)年黑龙江省大庆市)如图,在 RtABC中,A90AB8cm,AC6cm,若动点D从B出发, 沿线段BA运动到点A为止(不考虑D与B,A重合的情况) ,运动速度为 2cm/s,过点D作DEBC交AC于 点E,连接BE,设动
22、点D运动的时间为x(s) ,AE的长为y(cm) (1)求y关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围; (2)当x为何值时,BDE的面积S有最大值?最大值为多少? 【答案】见解析。 【解析】本题主要考查相似三角形的判定、三角形的面积及涉及到二次函数的最值问题,找到等量比是解 11 题的关键 (1)由平行线得ABCADE,根据相似形的性质得关系式. 动点D运动x秒后,BD2x 又AB8,AD82x DEBC, , , y关于x的函数关系式为y(0 x4) (2)由SBDAE;得到函数解析式,然后运用函数性质求解 SBDE(0 x4) 当时,SBDE最大,最大值为 6cm 2 13.13.(2
23、0192019 年宁夏)年宁夏)如图,在ABC中,A90,AB3,AC4,点M,Q分别是边AB,BC上的动点(点 M不与A,B重合) ,且MQBC,过点M作BC的平行线MN,交AC于点N,连接NQ,设BQ为x (1)试说明不论x为何值时,总有QBMABC; (2)是否存在一点Q,使得四边形BMNQ为平行四边形,试说明理由; (3)当x为何值时,四边形BMNQ的面积最大,并求出最大值 【答案】见解析。 【解析】本题考查的是相似三角形的判定和性质、平行四边形的判定、二次函数的性质,掌握相似三角形 的判定定理、二次函数的性质是解题的关键 (1)MQBC, MQB90, 12 MQBCAB,又QBMA
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