初中数学最值问题

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2020年10月20日 04:10
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2020年10月20日发(作者:汪克明)


最值问题
“最值”问题大都归于两类基本模型:
Ⅰ、归于函数模型:
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
Ⅱ、归于几何模型,这类模型又分为两种情况:
(1)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。
(2)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。
一、利用函数模型求最值
例1、如图,一边靠学校院墙,其它三边用40米长的篱笆围成一个 矩形花圃ABCD,设AB=x米,由于实
际需要矩形的宽只能在4m和7m之间。设花圃面积为y平方 米.求y与x之间的函数关系式和y的最值。


例2、如图(1),平行四边形 ABCD中,AB=4,BC=3,∠BAD=120°,E为BC上一动点(不与B重合),作
EF⊥ AB于F,设BE=x,△DEF的面积为S当
E
运动到何处时,S有最大值,最大值为多少?
A
D
F
B
二、利用几何模型求最值
例3、如图所 示,已知AB是⊙O中一条长为4的弦,P是⊙O上一动点,且cos∠
APB

的最 大值?





例4、如图,已知Rt△ABC≌Rt △DEF,∠C=∠F=30°,AB=DE=a。当两三角形沿着直线FC移动时,求图中
阴影部分的 面积的最大值。
E
C

1
,求△APB的面积
3

- 1 -


三、归入“两点之间的连线中,线段最短”
思路:不管在什么背景下 ,有关线段之和最短问题,总是化归到“两点之间的所有连线中,线段最短”,
而转化的方法大都是借助 于“轴对称点”。口诀:和最小,找对称。
例5、(1)如图所示,正方形ABCD的面积为12,△ ABE是等边三角形,点E在正方形
ABCD内,在对角线AC上有一点P,使PD+PE的和最小,则 这个最小值为( )
A.2
3
B.2
6
C.3 D.
6


(2)如图,AB、CD是半径为5的⊙O的两条弦,AB=8 ,CD=6,MN是直径,AB⊥
MN于点E,CD⊥MN于点F,P为EF上的任意一点,则PA+P C的最小值为___________.

例6、几何模型:
条件:如下左图,< br>A

B
是直线
l
同旁的两个定点.
问题:在直线< br>l
上确定一点
P
,使
PAPB
的值最小.
方法: 作点
A
关于直线
l
的对称点
A

,连结
A

B

l
于点
P
,则
PAPBA
B
的值最小(不必证明).
模型应用:
(1)如图1,正方形ABCD
的边长为2,
E

AB
的中点,
P

AC
上一动点.连结
BD
,由正方形对称
性可知,
B

D
关于直线
AC
对称.连结
ED

AC

P
,则
PBPE
的最小值是___________.
(2 )如图2,
⊙O
的半径为2,点
A、B、C

⊙O
上,OAOB

AOC60°

P

OB
上 一动点,

PAPC
的最小值___________.
(3)如图3,
AOB45°

P

AOB
内一点,
PO 10

Q、R
分别是
OA、OB
上的动点,求
△PQR周长的最小值___________.






P
A
l
A
B
B
A
C
R
B
B
P
E
P
图1
C
O
P
图2
A

D
O
Q

A
图3

例7、如图,锐角△ABC的边AB=4
2
,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M,N分别是AD和
AB上的动点,则 BM+MN的最小值是___________.
四、归于“三角形两边之差小于第三边”
例8、如图(1),直线
y3x2

x
轴交于点C,与
y< br>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

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。





- 2 -

y
B

A
D
O

C
x


五、路径最短问题(两点间连线中,直线段最短)
1.如图,圆柱形的桶外, 有一只蚂蚁从桶外的A点爬到桶内的B点处寻找食物,已知点A到桶口的距离AC
为12cm,点B到桶 口的距离BD为8cm,CD的长为15cm,那么蚂蚁爬行的最短路程是___________.
2.如图,是一个三级台阶,它的每一级的长、宽和高分别等于5cm,3cm和1cm,A和B是这个台阶的两
个相对的端点,A点上有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物.请你想一想,这只蚂蚁从A点出发,沿着 台
阶面爬到B点,最短线路是___________.
3.如图是一块长、宽、高分别是4 cm、2cm和1cm的长方体木块,一只蚂蚁要从顶点A出发,沿长方体的
表面爬到C
1处吃食物,那么它需要爬行的最短路线的长是___________.
4.如图所示,有一圆锥 形粮堆,其正视图是边长为6m的正三角形ABC,粮堆母线AC的中点P处有一只老
鼠正在偷吃粮食. 此时,小猫正在B处,它要沿圆锥侧面到达P处捕捉老鼠,则小猫所经过的最短路程是
________ ___米(结果不取近似值)

六、综合提高
< br>1.如图,(1),在△ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,P为BC边上一定点,(不与点 B,C重合),Q为AB
边上一动点,设BP的长为a(0<a<2),请写出CQ+PQ最小值,并说 明理由。









路MN的夹角∠AON=30°新开发区B到公路MN的距离BC=3千米。
(1)求新开发区A到公路MN的距离,
(2)现从MN上某点P处向新开发区A、B修两条公路PA、PB,使点P到新开发区A、B距离 < br>之和最短,请用尺规作图在图中找出点P的位置(不用证明,不写作法,保留作图痕迹),并求出此时PA +PB
的值。






- 3 -

A
Q
C
P
B
2.如图(1)所示, 在一笔直的公路MN的同一旁有两个新开发区A、B,已知AB=10千米,直线AB与公
A
B
M
N
C
O


3.已知:抛物线的 对称轴为x=-1,与x轴交于A,B两点,与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.
(3)若 点D是线段OC上的一个动点(不与点O、点C重合).过点D作DE∥PC交x轴于点E.连接PD、
PE.设CD的长为m,△PDE的面积为S.求S与m之间的函数关系式.试说明S是否存在最大值?若存在,
请求出最大值;若不存在,请说明理由.


- 4 -

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