最值问题归纳
战胜困难的名言-出纳工作总结
武汉中考
数形结合求最值
最值问题是初中数学的重要内容,是一类综合性较强的问题,它贯穿初中数学的始终,
是中考的热点问题,无论是代数题还是几何题都有最值问题。数形结合的思想贯穿始终。
一、代数中的最值问题
1、代数求最值方法
①利用一次函数的增减性
一次函数
ykxb(k0)
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;实际问题中,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,就有最大(小)值。
1、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?
②配方法,利用非负数的性质
2、(1)求二次三项式
2xx3
的最小值
(2)设a、b为实数,那么
aabba2b
的最小值为_______。
③判别式法
22
2
x
2
x1<
br>3、(1)求
2
的最大值与最小值。
xx1
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武汉中考
数形结合求最值
(2)
x,y
为实数且
xym5
,
xyymmx3
,求实数m最大值与最小值。
④零点区间讨论法
4、求函数
y|x1||x4|5
的最大值。
⑤基本不等式性质
(ab)
2
0
a
2
2abb
2
0
即
ab2ab
,仅当
ab
时,等号成立
22
a
2
b
2
ab
由此可推出
ab
,或
ab(a0,b0)
2
2
⑥夹逼法
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。
5、不等边三角形的两边上的高分别为4和12且第三边上的高
h
为整数,那么
此高
h
的最
大值可能为________。
⑦二次函数模型(中考第23题,应用题)
该题基本来自课本3个探究例题不断的变化、加深:
探究1:商品定价
探究2:磁盘计算(含圆) 探究3:拱桥问题
变化趋势:前几年武汉中考主要考查经
济类问题,求最经济、最节约和最高效率等这种
类型的考题(探究1的演变);近2年变化为建立函数模
型解决实际问题(探究2、3的演
变),即利用二次函数的对称性及增减性,确定某范围内函数的最大或
最小值。
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武汉中考
数形结合求最值
函数概念回顾:
在某个变化过程中,有两个变量
x
和y
,对于
x
在某一范围内的每一个确定的值,变量
y
都有一个唯
一确定的值与它对应,那么我们称
y
是
x
的函数,其中
x
是
自变量,
y
是
x
的
函数。如果当
xa
时
yb
,那么
b
叫做当自变量的值为
a
时的函数值。
重要提示:对于函数的概念要牢记,一切从这里出发。解决实际问题其实就是建立数学
模型的过程,分析
变量间的变化关系后,剩下的就是选择哪种函数去解决问题。
结合解析式和图像讨论是数形结合解决实际问题的重要体现
(1)解析式精确的反映了某个变化过程中,变量之间的一种(函数)关系
(2)图像直观的反映了某个变化过程中,变量之间的一种变化趋势
(3)解决实际问题,要注意结合实际,也就是说自变量的取值范围要时刻关注
探索1、商品、经济类问题
6、(11四月调考23)杰瑞公司成立之初投资1500万元购
买新生产线生产新产品,此外,
生产每件该产品还需要成本60元。按规定,该产品售价不得低于100
元件且不得超过180
元件,该产品销售量
y
(万件)与产品售价
x
(元)之间的函数关系如图所示。
(1)求
y
与
x
之间的函数关系
式,并写出
x
的取值范围;
(2)第一年公司是盈利还是亏损?求出当盈利最大或者亏损最小时的产品售价;
(3)在(
2)的前提下,即在第一年盈利最大或者亏损最小时,第二年公司重新确定产品
售价,能否使两年共盈利
达1340万元,若能,求出第二年产品售价;若不能,请说明理由。
读题思考2个问题:
(1)题目涉及到哪些量?哪些是常量、哪些是自变量、哪些量
是因变量?(1500万、成本60元、售价、销售量、利润)
(2)选择哪种函数模型去解决问题?
(1)
y
1
x30(100x180)
10<
br>(2)设盈利W万元,则
w(x60)y1500
,
x180
元时,
亏损最小为60万元
(3)直接:第一年亏损+第二年盈利=1340
1
2
x36x1800601340
解得
x160
10
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武汉中考
数形结合求最值
7、(课本)某商品现在的售价为每件60元,每星期可卖出300件,市场调查反映
:每涨
价1元,每星期少卖出10件;每降价1元,每星期可多卖出18件,已知商品的进价为每
件40元,如何定价才能使利润最大?
8、(2011
中考)星光中学课外活动小组准备围建一个矩形生物苗圃园.其中一边靠墙,另
外三边用长为30米的篱
笆围成.已知墙长为18米(如图所示),设这个苗圃园垂直于墙的
一边的长为
x
米
(1)若平行于墙的一边的长为
y
米,直接写出
y
与
x之间的函数关系式
及其自变量
x
的取值范围;
(2)垂直于墙的一边的长为多少米时,这个苗圃园的面积最大,并求出
这个最大值;
(3)当这个苗圃园的面积不小于88平方米时,试结合函数图像,直接写出<
br>x
的取值范围.
9、(20
10中考)某宾馆有50个房间供游客住宿,当每个房间的房价为每天180元时,
房间会全部住满。当
每个房间每天的房价每增加10元时,就会有一个房间空闲。宾馆需对
游客居住的每个房间每天支出20
元的各种费用。根据规定,每个房间每天的房价不得高于
340元。设每个房间的房价每天增加
x
元(
x
为10的正整数倍).
(1) 设一天订住的房间数为
y
,直接写出
y
与
x
的函数关系式及自变量
x
的取值
范围;
(2)
设宾馆一天的利润为
w
元,求
w
与
x
的函数关系式;
(3) 一天订住多少个房间时,宾馆的利润最大? 最大利润是多少元?
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武汉中考
数形结合求最值
探索2、磁盘计算(含圆)问题
10、(课本)计算机把数据存储在磁盘上
,磁盘是带有磁性物质的圆盘,磁盘上有一些同心
圆轨道,叫做磁道,如图,现有一张半径为45mm磁
盘:
(1)磁盘最内磁道的半径为
r
mm
,其上每0.015
m
m
的弧长为1个存储单元,这条磁
道上有多少个存储单元?
(2)磁盘上各磁道之间
的宽度必须不小于0.3
mm
,磁盘的外圆周不是磁道,这张磁盘最
多有多少条磁道?
(3)如果各磁道的存储单元数目与最内磁道相同,最内磁道的半径
r
是多少时,磁盘
的存
储量最大?
11、(2012四
调)要修建一个圆形喷水池,在池中心竖直安装一根2.25
m
的水管,在水
管的顶端
安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1
m
处达到最高,
高度
为3
m
。
(1)建立适当的平面直角坐标系,使水管顶端的坐标为(0,2.25)
,水柱的最高点的坐标
为(1,3),求出此坐标系中抛物形水柱对应的函数关系式(不要求写取值范围
);
r
45mm
3
y(x1)
2
3
4
(2)如图,在水池底面上有一些同心圆轨道,每条轨道上安装排水地漏,相邻轨道之间的
宽度为0.3
m
,最内轨道的半径为
r
m
,其上每0.3
m
的弧长上安装一个地漏,其它轨道
上的个数相同,水柱落地处为最外轨道,其上不安装地漏。
求当
r
为多少时池中安装的地漏
的个数最多?(
r1.5
)
第23题图
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R
r
武汉中考
数形结合求最值
探索3、二次函数建模问题
12、(2012五调)某跳水运动员进行10
米跳台跳水训练时,身体(看成一点)在空中的
运动路线是如图所示坐标系下经过原点O的一条抛物线(
图中标出的数据为已知条件)。在
跳某个规定动作时,正常情况下,该运动员在空中的最高处距水面10
2
米,入水处距池边
3
的距离为4米,运动员在距水面高度为5米以
前,必须完成规定的翻腾动作,并调整好入
水姿势,否则就会出现失误。
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)在某次试跳中,测得运动员在空中的运动路线是(1)
中的抛物线,且运动员在空中
完成规定的翻腾动作并调整好入水姿势时,距池边的水平距离为
3
失误?并通过计算说明理由.
13、(2012中考)如图,小河上有一拱桥,拱桥及河道的截面轮廓线由抛物线的一部分
ACB
和矩形的三边AE,ED,DB组成,已知河底ED是水平的,ED=16米,AE=8米,
抛物线的顶
点C到ED的距离是11米,以ED所在的直线为x轴,抛物线的对称轴为y轴
建立平面直角坐标系。
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知从某时刻开始的40小时内,水面与河底ED的距离h
(单位:米)随时间t(单位:
1
小时)的变化满足函数关系h=-(t-19)
2
+8(0≤t≤40)且当水面到顶点C的距离不大
128
3
米,问此次跳水会不会
5
O
于5米时,需禁止船只通行,请通过计算说明:在这一时段内,需多少小时禁止船只通行?
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武汉中考
数形结合求最值
14、(2013元调)如图,利用一面墙(墙EF最长可利用25米),围成一个矩
形花园ABCD,
与围墙平行的一边BC上要预留3米宽的入口(如图中MN所示,不用砌墙),用砌4
6米
长的墙的材料,当矩形的长BC为多少米时,矩形花园的面积为299平方米。
15、(2013四调)
在一次羽毛球赛中,甲运动员在离地面
25m
E
A
3m
B
M
N
C
D
F
4
米的P点处发球,球的运动
3
轨迹PAN看作一个抛物线的一部分,当球运动到最高点A时,其高度为3米,离甲运动员
站立地点O的
水平距离为5米,球网BC离点O的水平距离为6米,以点O为圆点建立如
图所示的坐标系,乙运动员站
立地点M的坐标为(m,0)
(1)求抛物线的解析式(不要求写自变量的取值范围);
(2)求羽毛球落地点N离球网的水平距离(即NC的长);
(3)乙原地起跳后可接球的最
大高度为2.4米,若乙因为接球高度不够而失球,求m的
取值范围。
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武汉中考
数形结合求最值
二、几何中的最值问题
几何中的最值问题是指在一定的条件下,求平面几何
图形中某个确定的量(如线段长度、
角度大小、图形周长或面积)等的最大值或最小值,求几何最值问题
的基本方法有:
1、几何定理(公理)法; 2、特殊位置与极端位置法;
求最小值适用于:
(1)轴对称模型:两点之间,线段最短
(2)直角三角形模型:垂线段最短(直角三角形斜边大于直角边)
求最大值适用于:
a
2
b
2
ab
(1)不等式模型:
ab
,或
ab(a0,b0)
2
2
(2)三角形两边之差小于第三边
A、轴对称模型求最小值
模型理解
1、在直线
l
上找一点P,使得其到直线同侧两点A、B的距离之和最小。
2、直线
l
1
、l
2<
br>交于O、P是两直线间的一点,在直线
l
1
、l
2
上分别找一
点A、B,使得△PAB
的周长最短。
3、直
线
l
1
、l
2
交于O,A、B是两直线间的两点,从点A出发,先到
l
1
上一点P,再从P点
到
l
2
上一点Q,再回到
B点,求作P、Q两点,使四边形APQB周长最小。
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O
l
1
P
l
2
B
A
l
l
1
A
B
O
l
2
武汉
中考
数形结合求最值
4、从A点出发,先移动到直线
l
上的一点P,再在
l上移动一段固定的距离PQ,再回到点
B,求作点P,使移动的距离最短。
5、A、B是位于河两岸的两个村庄,要在这条宽度为d的
河上垂直建一座桥,使得从A村
庄经过桥到B村庄所走的路程最短。
模型运用
16、如图1,正方形
ABCD
的边长为2
,
E
为
AB
的中点,
AD
B
A
l
A
d
B
E
P
BC
P
是
AC
上一
动点,则
PBPE
的最小值是___________
17
、如图2,
⊙O
的半径为2,点
A、B、C
在
⊙O
上, <
br>A
C
O
P
B
OAOB
,
AOC60°
,
P
是
OB
上一动点,则
PAPC
的最小值是__________
<
br>18、如图3,
AOB45°
,
P
是
AOB
内
一点,
PO10
,
B
R
P
Q、R
分别是
OA、OB
上的动点,则
△PQR
周长的
最小值是__________
O
Q
A
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武汉中考
数形结合求最值
19、已知:抛物线
yaxbxc(a0)
的对称轴为x1
,与
x
轴交于A、B两点,与
2
y
轴交于点C
,其中
A(3,0)
,
C(0,2)
。
(1)求这条抛物线的函数表达式;
(2)已知在对称轴上存在一点P,使得
PBC
的周长最小,请求出点P的坐标。
x=-1
CAOBx
y
20、在平面角坐标系中,矩形OACB的顶点O在坐标原点,顶点A、B分别
在
x
轴、
y
轴
的正半轴上,OA=3,OB=4,D为边OB的中点
。
(1)若E为边OA上的一个动点,当
CDE
的周长最小时,求点E的坐标;
(2)若E、F为边OA上的两个动点,且EF=2,当四边形CDEF的周长最小时,求点E、
F的坐标。
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武汉中考
数形结合求最值
21、四边形ABCD是等腰梯形,A、B在
x
轴上,D在
y
轴上,
ABCD
,
ADBC17
,
AB=5,CD=
3,抛物线
yxbxc
过A、B两点。
(1)求抛物线解析式;
(2)设M是
x
轴上方抛物线上的一动点,它到
x
轴与
y
轴
的距离之和为
d
,求
d
的最大值;
(3)当(2)中M点运动到使
d
取最大值时,此时记点M为N,设线段AC与
y
轴交于点
E,F为
线段EC上一动点,求F到N点与到
y
轴的距离之和的最小值,并求此时F
点的坐标。
22、恩施到
张家界高速公路
Y
与沪渝高速公路
X
垂直,如图建立直角坐标系。著名的恩施
大峡谷(A)和世界级自然保护区星斗山(B)位于两高速公路同侧,AB=50
km
,A到直
线
X
的距离为10
km
,B到直线
X
和<
br>Y
的距离分别为40
km
和30
km
。请你在
X旁和
Y
旁各修建一服务区P、Q,使P、A、B、Q组成的四边形的周长最小,并求出这个
最小值。
O
A
x
y
B
AOBx
y
2
yN
D
DC
C
E
AO
B
x
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武汉中考
数形结合求最值
B、直角三角形模型:垂线段最短
A
A
C
C
B
DB
垂线段最短 斜边大于直角边
ABACBD
>
直角三角形斜边的两
条重要的线段,一是斜边上的高,另一个是斜边上的中线,从形状
上来说,直角三角形斜边上的高把直角
三角形分得两个小直角三角形,而斜边上的中线则把
它分为两个小等腰三角形;从长度上来说,直角三角
形斜边上的高是直角顶点到斜边上所有
点之中距离最短的,其长度可以用两直角边乘积除以斜边求得;而
斜边上的中线等于斜边的
一半。
23、如图,在平面直角坐标系中,以坐标原点O
为圆心,2为半径画⊙O,P是⊙O上一
动点,且P在第一象限内,过点P作⊙O的切线与
x<
br>轴相交于点A,与
y
轴相交于点B。
(1)点P在运动时,线段AB的长度在发生变化,请写出线段AB长度的最小值。
(2)在⊙O上
是否存在一点Q,使得以Q、O、A、P为顶点的四边形是平行四边形?若
存在,请求出Q点的坐标;若
不存在,请说明理由。
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OAx
B
P
y
y
B
P
OAx
武汉
中考
数形结合求最值
24、如图,在△ABC中,AB=10,AC=8,BC=6,经过点C且与边AB
相切的动圆与
CA、CB分别相交于点P、Q,则线段PQ长度的最小值是( )
B
A、4.75 B、4.8 C、5
D、
42
C
Q
O
PA
25、如图,在平面直角坐标系中,在
y
轴的正半轴(坐标原点除外)上给定两
点A(0,a)、
B(0,b),a>b,试在
x
轴的正半轴(坐标原点除外)上求
点C,使
ACB
取得最大值。
B
A
y
OCx
变式:某展览,墙壁上展柜AB离地2米高,AB之间摆放
展品,AB=1米,某个身高为
1.6米的人在什么角度,观看展览效果最佳?
26、(2013四调)如图∠BAC=60°,半径长1的⊙O与∠BAC的两边相切,P为⊙O上一动点,以P为圆心,PA长为半径的⊙P交射线AB、AC于D、E两点,连接DE,则
线段D
E长度的最大值为( )
A、3 B、6 C、
33
D、
33
2
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武汉中考
数形结合求最值
C、三角形两边之差小于第三边
27、如图,直线
y3x2
与
x
轴交于点C,与
y
轴交于点B,点A为
y
轴正
半轴上的
一点,⊙A经过点B和点O,直线BC交⊙A于点D。
(1)求点D的坐标; (2)过O、C、D三点作抛物线,在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使线段PO与PD
之差的
值最大?若存在,请求出这个最大值和点P的坐标。若不存在,请说明理由。
y
B
A
D
O
Cx
28、已知:如图,把矩形OCBA放置于直角坐标系中,OC=3,BC=2,取AB的中点M,
连结MC,把△MBC沿
x
轴的负方向平移OC的长度后得到△DAO。
(1)试直接写出点D的坐标;
(2)已知点B与点D在经过原点的抛物线上,试问在抛物线
的对称轴上是否存在一点T,
使得
|TOTB|
的值最大;
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OCx
D
AM
B
y
武汉中考
数形结合求最值
29、(2013四调24题)面积为24的△ABC中,矩形DEFG的边DE在A
B上运动,
点F、G分别在BC、AC上。
(1)若AB=8,DE=2EF,求GF的长;
(2)若∠ACB=90°,如图2,线段DM、EN分别为△ADG和△BEF的角平分线,
求证:MG=NF;
(3)请直接写出矩形DEFG的面积的最大值。
几何中的最值问题,当某几何元素在给定条件变动时,求某几何量(如线段的长度、图
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C
C
G
G
F
F
N
DE
B
M
ADEB
A
武汉中考
数形结合求最值
形的面积、角的度数)的最大值或最小值问题是常见题型。
最值问题的解决方法通常有两种:
(1) 应用几何性质:
①
三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;
② 两点间线段最短;
③ 连结直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短;
④
定圆中的所有弦中,直径最长。
⑵运用代数证法:
①
运用配方法求二次三项式的最值;
② 运用一元二次方程根的判别式。
最值问题大都归于两类基本模型:
①函数模型:即利用一次函数的增减性和二次函数的对称性及增减性,确定某范围内函
数的最大或最小值
②几何模型,这类模型又分为两种情况:
㈠ 归于“两点之间的
连线中,线段最短”。凡属于求“变动的两线段之和的最小值”时,大都
应用这一模型。
㈡
归于“三角形两边之差小于第三边”凡属于求“变动的两线段之差的最大值”时,大都应用
这一模型。
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武汉中考
数形结合求最值
几何中的定值问题,是指变动的图形中某些几何元素的几何量保持不变,或几何元素间
的某
些几何性质或位置关系不变的一类问题,解几何定值问题的基本方法是:分清问题的定量及
变量,运用特殊位置、极端位置,直接计算等方法,先探求出定值,再给出证明.
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