二次函数动轴与动区间问题
二次函数动点问题的解题技巧

二次函数动点问题的解题技巧
以下是 8 条关于二次函数动点问题的解题技巧:
1. 大胆设未知数呀!比如在一个直角坐标系里,有个二次函数图像上有个动点 P,那咱就大大方方设它的坐标为(x,y),这样不就能更好地分析啦!就像给这个动点取了个名字,好指挥它呀!
2. 把条件都用上呀!可别漏了,像找到某个线段长度与动点坐标的关系,哎呀呀,这可是关键呢!比如已知一个线段的长度是 5,和动点 P 的横坐标有关,那可不能放过这个线索,得好好挖掘挖掘!
3. 找等量关系呀!这就好比寻宝,到处去找那些能关联起来的等量哦。
比如说一个三角形面积和另一个图形面积相等,这不就找到宝贝线索啦!
4. 注意特殊位置呀!嘿,动点有时候会跑到一些特殊的点呢,那可有意思啦。
比如它跑到对称轴上时,那说不定会有惊喜发现呢!像突然发现一些对称关系,多神奇呀!
5. 画画图呀!通过图形能更直观地看到动点的运动呀,这就像给你一双眼睛看着它怎么跑。
看看它跑到不同地方时整个图形发生的变化,多好玩呀!
6. 多试试分类讨论呀!有时候动点的情况不唯一呢,那咱就别怕麻烦,一种一种来。
难道还能被它难住不成?像动点在不同区间时可能有不同的结果,咱就一个个算清楚嘛!
7. 利用函数解析式呀!这可是个好宝贝,通过它能知道很多信息呢。
比如知道了二次函数的解析式,那动点在上面的一些性质不就清楚啦?
8. 要敢想敢做呀!别犹豫,大胆去尝试各种方法。
不试试看怎么知道行不行呢?就像冒险一样,多刺激呀!
总之,面对二次函数动点问题,别怕!勇敢地去探索,一定能找到答案的!。
二次函数专题——含参二次函数完整版题型汇总

二次函数专题——含参二次函数完整版题型汇总含参的二次函数在高中阶段考试中经常出现,因为参数的存在使得函数形成一种动态,随着参数的变化,函数也会不同。
这就使得本来简单的二次函数变得复杂起来。
例如,考虑求解$f(x)=x-2ax$在$[2,4]$上的最大值和最小值。
由于参数的存在,这个函数是动态的。
为了解决这个问题,我们需要考虑动轴定区间问题,即对称轴随着参数的变化而变化,但是在给定区间上问最大值和最小值。
对于这个问题,需要分类讨论。
在$[2,4]$这个区间上,可能出现对称轴不在这个区间里面的情况,对称轴就在区间里面的情况,或者对称轴在区间右侧的情况。
因此,我们需要分别考虑这些情况。
具体来说,我们需要找到在整个函数的区间上,哪个数离对称轴最远。
这个分界线就应该在$2$和$4$中间的位置上,即$3$。
当对称轴在$x=3$这条线左边的时候,对称轴离$2$就比较近,离$4$就比较远;对称轴在右边的时候,离$2$就比较近,离$4$就比较远。
因此,这个函数的最大值可以表示为:f_{\max}(x)=\begin{cases}f(4)=16-8a& (a\leq 3)\\f(2)=4-4a&(a>3)\end{cases}$$当$a=3$时,放在哪边都可以。
代入上面的式子,得到$f_{\max}(x)=-8$。
因此,最大值为$-8$。
接下来,我们来讨论含参的二次函数的最大值和最小值问题。
这类问题的重点在于能否清晰地做分类讨论,得到一个分段函数的解析式。
我们可以按照对称轴的位置进行分类讨论。
首先,对于对称轴在区间左侧,且$a\leq 2$的情况,函数在$x=2$处取得最小值,即$f_{min}(x)=f(2)=4-4a$。
其次,对于对称轴在区间中间,即$24$的情况,函数在$x=4$处取得最小值,即$f_{min}(x)=f(4)=16-8a$。
另外,还有一类问题叫做定轴动区间的问题。
对于这类问题,我们同样需要进行分类讨论,只不过区间在变化。
高一数学复习考点知识与题型讲解12---二次函数在闭区间上的最值问题

高一数学复习考点知识与题型讲解第12讲二次函数在闭区间上的最值问题二次函数在闭区间上的最值问题,核心是函数对称轴与给定区间的相对位置关系的讨论.一般分为:对称轴在区间的左边,中间,右边三种情况.设,求在上的最大值与最小值.分析:将配方,得顶点为、对称轴为;当时,它的图象是开口向上的抛物线,数形结合可得在上的最值:(1)当时,的最小值是的最大值是中的较大者.(2)当时,由在上是增函数,则的最小值是,最大值是.(3)当时,由在上是减函数,则的最大值是,最小值是.当时,可类比得结论.【题型一】定轴动区间已知是二次函数,不等式的解集是,且在区间上的最大值是.(1)求的解析式;(2)设函数在上的最小值为,求的表达式.【解析】(1)是二次函数,且的解集是,可设-.(待定系数法,二次函数设为交点式)在区间-上的最大值是.由已知得,,-.(2)由(1)得,函数图象的开口向上,对称轴为(讨论对称轴与闭区间的相对位置)①当时,即时,在上单调递减,(对称轴在区间右侧)此时的最小值;②当时,在上单调递增,(对称轴在区间左侧)此时的最小值;③当时,函数在对称轴处取得最小值(对称轴在区间中间)此时,-综上所述,得的表达式为:.【点拨】①利用待定系数法求函数解析式;②对于二次函数,对称轴是确定的,而函数的定义域不确定,则按照对称轴在区间的“左、中、右”分成三种情况进行讨论.【题型二】动轴定区间求在区间上的最大值和最小值.【解析】的对称轴为.①当时,如图①可知,在上递增,,.②当时,在上递减,在上递增,而,(此时最大值为和中较大者)当时,,如图,当时,,如图③,③当时,由图④可知,在上递减,,.综上所述,当时,,;当时,,;当时,,;当时,,.【点拨】①题目中的函数的对称轴是不确定的,定义域是确定的,在求最小值时与“定轴动区间”的思考一样分对称轴在区间的“左、中、右”分成三种情况(即)进行讨论.②在求最大值时,当,还需要判断和时谁离对称轴更远些,才能确定、哪个是最大值,则还有分类;【题型三】逆向题型已知函数在区间上最大值为,求实数的值.【解析】若,(注意函数不一定是二次函数)则而在上的最大值,(2)若则的对称轴为,则的最大值必定是、、这三数之一,若,解得,此时而为最大值与为最大值矛盾,故此情况不成立.若,解得,此时而距右端点较远,最大值符合条件,.若,解得,当时,,则最大值不可能是;当时,此时最大值为,;综上所述或【点拨】本题没有按照分对称轴在定义域的“左、中、右”分离讨论,否则计算量会很大,还要考虑开口方向呢.思路是最大值必定是、、这三数之一,那逐一讨论求出值后再检验就行.巩固练习1 (★★) 已知函数.当时,求函数在区间上的值域;当时,求函数在区间上的最大值;求在上的最大值与最小值.【答案】(1) (2) ;(3)时, 最小值为,最大值为;时,最小值为,最大值为.时,最大值为,最小值为.【解析】(1)当时,,函数在--上单调递减,在-上单调递增,-,,,,函数在区间上的值域是;(2)当时,,,函数在区间上的最大值;,函数在区间上的最大值;函数在区间上的最大值;(3)函数的对称轴为,①当,即时,函数在-上是增函数,当时,函数y取得最小值为;当时,函数取得最大值为.②当,即时,当时,函数取得最小值为;当时,函数取得最大值为.③当-,即-时,-a时,函数取得最小值为-;当-时,函数取得最大值为-.④当-,即-时,函数在-上是减函数,故当-时,函数取得最大值为-;当时,函数取得最小值为.2(★★) 已知函数.(1)若,求在上的最大值和最小值;(2)若在为单调函数,求的值;(3)在区间上的最大值为4,求实数的值.【答案】(1)最大值是,最小值(2)或(3)或【解析】(1)时,;在-上的最大值是,最小值是-;(2)在为单调函数;区间-在f(x)对称轴-的一边,即--,或-;或-;-(3)-,中必有一个最大值;若---;--,符合-最大;若,;,符合最大;或.3(★★) 已知函数在上恒大于或等于,其中实数求实数的范围.【答案】【解析】若时,在上是减函数,即则条件成立,令(Ⅰ)当时,即则函数在上是增函数,=即,解得或,(Ⅱ)当即若解得与矛盾;(2)若时即解得与矛盾;综上述:.4(★★★)已知函数在区间上的最小值是,最大值是,求的值.【答案】【解析】解法1:讨论对称轴中与的位置关系。
二次函数在各种区间上的最值

二次函数在各区间上的最值一、知识要点:一元二次函数的区间最值问题,核心是函数对称轴与给定区间的相对位置关系的讨论。
一般分为:对称轴在区间的左边,中间,右边三种情况.设,求在上的最大值与最小值。
分析:将配方,得顶点为、对称轴为当时,它的图象是开口向上的抛物线,数形结合可得在[m,n]上的最值:(1)当时,的最小值是的最大值是中的较大者。
(2)当时若,由在上是增函数则的最小值是,最大值是若,由在上是减函数则的最大值是,最小值是当时,可类比得结论。
二、例题分析归类:(一)、正向型是指已知二次函数和定义域区间,求其最值。
对称轴与定义域区间的相互位置关系的讨论往往成为解决这类问题的关键。
此类问题包括以下四种情形:(1)轴定,区间定;(2)轴定,区间变;(3)轴变,区间定;(4)轴变,区间变。
1. 轴定区间定二次函数是给定的,给出的定义域区间也是固定的,我们称这种情况是“定二次函数在定区间上的最值”。
例1.函数在区间[0,3]上的最大值是_________,最小值是_______。
解:函数是定义在区间[0,3]上的二次函数,其对称轴方程是,顶点坐标为(2,2),且其图象开口向下,显然其顶点横坐标在[0,3]上,如图1所示。
函数的最大值为,最小值为。
图1练习. 已知,求函数的最值。
解:由已知,可得,即函数是定义在区间上的二次函数。
将二次函数配方得,其对称轴方程,顶点坐标,且图象开口向上。
显然其顶点横坐标不在区间内,如图2所示。
函数的最小值为,最大值为。
图22、轴定区间变二次函数是确定的,但它的定义域区间是随参数而变化的,我们称这种情况是“定函数在动区间上的最值”。
例2. 如果函数定义在区间上,求的最小值。
解:函数,其对称轴方程为,顶点坐标为(1,1),图象开口向上。
如图1所示,若顶点横坐标在区间左侧时,有,此时,当时,函数取得最小值。
图1如图2所示,若顶点横坐标在区间上时,有,即。
当时,函数取得最小值。
图2如图3所示,若顶点横坐标在区间右侧时,有,即。
二次函数

第四节 二次函数考纲解读 结合二次函数的图像,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性及根的个数.命题趋势探究 对于二次函数,高考中主要考察二次函数的性质及其应用,尤其是二次函数、一元二次方程及一元二次不等式的综合应用.重点考察数形结合与等价转化以及分类讨论三种数学思想.由于二次函数、一元二次方程、一元二次不等式之间有着密切的联系,在高中数学中应用十分广泛,并对考查学生的数学能力有重要意义,所以以二次函数为命题背景仍将是一个热点.知识点精讲一、二次函数解析式的三种形式及图像 1. 二次函数解析式的三种形式(1)一般式:2()(0)f x ax bx c a =++≠;(2)顶点式:2()()(0)f x a x m n a =-+≠;其中,(,)m n 为抛物线顶点坐标,x m =为对称轴方程.(3)零点式:12()()()(0)f x a x x x x a =--≠,其中,12,x x 是抛物线与x 轴交点的横坐标.2.二次函数的图像二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图像是一条抛物线,对称轴方程为2bx a=-,顶点坐标为24(,)24b ac b a a--. (1) 单调性与最值①当0a >时,如图2-8所示,抛物线开口向上,函数在(,]2b a -∞-上递减,在[,)2ba-+∞上递增,当2bx a=-时, 2min 4()4ac b f x a -=;②当0a <时,如图2-9所示,抛物线开口向下,函数在(,]2b a -∞-上递增,在[,)2b a -+∞上递减,当2bx a=-时,;2max4()ac b f x -=.图2-9(2) 与x 轴相交的弦长当240b ac ∆=->时,二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图像与x 轴有两个交点11(,0)M x 和22(,0)M x,1212||||||M M x x a =-==. 二、二次函数在闭区间上的最值闭区间上二次函数最值的取得一定是在区间端点或顶点处.对二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠,当0a >时,()f x 在区间[,]p q 上的最大值是M ,最小值是m ,令02p qx +=: (1) 若2bp a-≤,则(),()m f p M f q ==; (2) 若02b p x a <-<,则(),()2bm f M f q a =-=;(3) 若02b x q a ≤-<,则(),()2bm f M f p a =-=;(4) 若2bq a-≥,则(),()m f q M f p ==.三、一元二次方程与二次函数的转化1.实系数一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的实根符号与系数之间的关系(1)方程有两个不等正根12,x x ⇔212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪+=->⎨⎪⎪=>⎪⎩(2)方程有两个不等负根12,x x ⇔212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪+=-<⎨⎪⎪=>⎪⎩(3)方程有一正根和一负根,设两根为12,x x ⇔120c x x a=< 2.一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的根的分布问题一般情况下需要从以下4个方面考虑:(1) 开口方向;(2)判别式;(3)对称轴2bx a=-与区间端点的关系;(4)区间端点函数值的正负.设12,x x 为实系数方程20(0)ax bx c a ++=>的两根,则一元二次20(0)ax bx c a ++=>的根的分布与其限定条件如表2-5所示. 表2-5四、二次不等式转化策略1. 二次不等式的解集与系数的关系若二次不等式2()0f x ax bx c =++≤的解集是0(,][,)a b a c a αβαβαβ⎧⎪<⎪⎪-∞+∞⇔+=-⎨⎪⎪⋅=⎪⎩二次不等式解集的构成是与二次函数图像的开口方向及与x 轴交点横坐标有关的.2. 二次函数恒大于零或恒小于零的转化策略已知二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠.()0f x >恒成立0a >⎧⇔⎨∆<⎩;()0f x <恒成立0a <⎧⇔⎨∆<⎩. 注 若表述为“已知函数2()f x ax bx c =++”,并未限制为二次函数,则应有()0f x >恒成立00a >⎧⇔⎨∆<⎩或00a b c ==⎧⎨>⎩;()0f x <恒成立00a <⎧⇔⎨∆<⎩或00a b c ==⎧⎨<⎩. 五、二次函数有关问题的求解方法与技巧有关二次函数的问题,关键是利用图像.(1) 要熟练掌握二次函数在某区间上的最值或值域的求法,特别是含参数的两类问 题——动轴定区间和定轴动区间,解法是抓住“三点一轴”,三点指的是区间两个端点和区间中点,一轴指对称轴.即注意对对称轴与区间的不同位置关系加以分类讨论,往往分成:①轴处在区间的左侧;②轴处在区间的右侧;③轴穿过区间内部(部分题目还需讨论轴与区间中点的位置关系),从而对参数值的范围进行讨论.(2) 对于二次方程实根分布问题,要抓住四点,即开口方向、判别式、对称轴位置及区间端点函数值正负. 题型归纳及思路提示题型20 二次函数、一元二次方程、二次不等式的关系思路提示 二次函数、二次方程、二次不等式都是利用二次函数的图像及性质进行解答,利用数形结合思想进行分析.例2.41 “0a <”是“方程2210ax x ++=至少有一个负数根”的( )A.必要不充分条件 B.充分不必要条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件变式1 已知函数2()f x ax bx c =++,且a b c >>,0a b c ++=,集合{|()0A m f m =<,则( ). A. m A ∀∈ ,都有(3)0f m +> B. m A ∀∈ ,都有(3)0f m +< C. 0m A ∃∈,使得0(3)0f m += D. 0m A ∃∈,使得0(3)0f m +<变式2 已知函数2()24(03)f x ax ax a =++<<,若12x x <,121x x a +=-,则( ). A. 12()()f x f x < B. 12()()f x f x =C. 12()()f x f x >D. 1()f x 与2()f x 的大小不能确定例 2.42 已知函数2()(,)f x x ax ba b R =++∈的值域为[0,)+∞,若关于x 的不等式()f x c <的解集为(,6)m m +,则实数c 的值为_____________. .评注 本题的关键在于将二次不等式转化为二次方程求解.即不等式2x ax b c ++<的解集为(,6)m m +与方程2x ax b c ++=的实根12,x x 之间的联系,即12||6x x -=.变式1 设a R ∈,若0x >时均有2[(1)1](1)0a x x ax ----≥,则______a =.变式2 (2012北京理14)已知()(2)(3),()22xf x m x m x mg x =-++=-,若同时满足条件:①,()0x R f x ∀∈<或()0g x <;②(,4),()()0x f x g x ∃∈-∞-<,则m 的取值范围是________.题型21 二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的实根分布及条件思路提示 结合二次函数2()f x ax bx c =++的图像分析实根分布,得到其限定条件,列出关于参数的不等式,从而解不等式求参数的范围.例2.43 已知,αβ是方程2(21)420x m x m +-+-=的两个根,且2αβ<<,求实数m 的取值范围.评注 利用图像法研究二次方程根的分布问题,会起到事半功倍的效果.变式1 关于x 的方程22(1)210m x mx -+-=的两个根,一个小于0,一个大于1.求实数m 的取值范围.变式2 已知二次函数2()2(,)f x x bx c b c R =++∈满足(1)0f =,且关于x 的方程()0f x x b ++=的两个实数根分别在区间(3,2)--和(0,1)内,求实数b 的取值范围.例 2.44 已知方程32230(,,)x ax bx c a b c R +++=∈的三个实根可分别作为一个椭圆、一).A. )+∞B. )+∞C. )+∞D. )+∞变式1 设直线2y x m =-+与y 轴相交于点P ,与曲线22:33(1)C x y x -=≥相交于Q ,R ,且|PQ|<|PR |,求||||PR PQ 的取值范围.题型22 二次函数“动轴定区间”、“定轴动区间”问题思路提示 根据二次函数图像,分析对称轴与区间的位置关系.例2.45 函数2()23f x x ax =--在区间[1,2]上是单调函数,则( ). A. (,1)a ∈-∞ B. (2,)a ∈+∞ C. [1,2) D. (,1][2,)a ∈-∞+∞评注 在处理“动轴定区间”问题时,首先应确定不定量,即区间一定,然后根据题目要求分类讨论对称轴与区间的相对位置关系,求解参数的范围.变式1 函数2()23f x x kx =-+在[1,)-+∞上是增函数,求实数k 的取值范围.例2.46 求函数2()21f x x ax =--在[0,2]上的值域. .评注 在求二次函数的最值时,要注意定义域是R 还是区间[,]m n ,若是区间[,]m n ,最大(小)值不一定在对称轴处取得,而应该看对称轴是在区间[,]m n 内还是在 区间的左边或右边.在区间的某一边时,应该利用函数的单调性求解,最值不在对称轴处取得,而在区间的端点处取得.变式1 已知函数22()4422f x x ax a a =-+-+在区间[0,2]上有最小值3,求实数a 的值.例2.47 已知二次函数2()23f x x x =--,若()f x 在[,1]t t +上的最小值为()g t ,求()g t 的表达式.变式1 已知二次函数()f x 满足(1)(1)f x f x +=-,且(0)0,(1)1f f ==,若()f x 在区间[,]m n 上的值域是[,]m n ,求,m n 的值.变式2 已知函数2()1f x x =+的定义域为[,]()a b a b <,值域为[1,5],则在平面直角坐标系内,点(,)a b 的运动轨迹与两坐标轴围成的图形面积为 A.8 B.6 C.4 D.2最有效训练7(限时45分钟)1.函数2263,[1,1]y x x x =-+∈-,则y 的最小值是( ).A. 32-B. 3C. 1-D.不存在 2.已知,,a b c 成等比数列,则函数2y ax bx c =++的图像与x 轴的交点个数为( ). A. 0 B. 1 C. 2 D. 0或13. 函数y =x 2+mx +1的图像关于直线x =1对称的充要条件是( ). A. m =-2 B. m =2 C. m =-1 D. m =14. 已知函数ƒ(x )=ax 2+bx +c ,且a >b >c ,a +b +c =0,则( ). A. ∀x ∈(0,1),都有ƒ(x )>0 B. ∀x ∈(0,1),都有ƒ(x )<0 C. ∃x 0∈(0,1),都有ƒ(x 0)=0 D. ∃x 0∈(0,1),都有ƒ(x 0)>05. 已知点A (0,2),B (2,0),若点C 在函数y =x 2的图像上,则使得∆ABC 的面积为2的点C 的个数为( ). A. 4 B. 3 C. 2 D. 16. 已知函数ƒ(x )=2x 2+(4-m )x +4-m ,g (x )=mx ,若对于任意实数x ,ƒ(x )与g (x )的值至少有一个为正数,则实数m 的取值范围是( ).A. [-4,4]B. (-4,4)C. (-∞,4)D. (-∞,-4)7. 若函数ƒ(x )=x 2+(a +2)x +b (x ∈[a ,b ])的图像关于直线x =1对称,则ƒ(x )max =________.8. 关于x 的方程2x 2+ax -5-2a =0的两实根可分别作为一个椭圆与一个双曲线的离心率,则实数a 的取值范围是________.9. 当x ∈[0,2]时,函数ƒ(x )=ax 2+4(a -1)x -3在x =2时取得最大值,则a 的取值范围是________.10.已知二次函数ƒ(x )=ax 2-x +c (x ∈R)的值域为[0,+∞),则c a a c+++22的最小值为________. 11.已知定义域为R 的函数ƒ(x )满足ƒ(ƒ(x )-x 2+x )=ƒ(x )-x 2+x. (1)若ƒ(2)=3,求ƒ(1),又若ƒ(0)=a ,求ƒ(a );(2)设有且仅有一个实数x 0,使得ƒ(x 0)=x 0,求函数ƒ(x )的解析式.12.已知二次函数ƒ(x )=x 2+mx +1(x ∈Z),且关于x 的方程ƒ(x )=2在区间(-3,12)内有两个不同的实根.(1)求ƒ(x )的解析式;(2)若x ∈[1,t](t>1)时,总有ƒ(x -4)≤4x 成立,求t 的最大值.。
《二次函数的单调性—动轴定区间专题》微反思

《二次函数的单调性—动轴定区间专题》微反思广州市华师附中番禺学校郭欣二次函数的单调性问题是贯穿了整个高中数学学习中的问题,而动轴定区间的专题是二次函数的单调性的问题中一个典型的考点。
它主要考察学生的数形结合、分类讨论的思维,而这部分知识点是高中学生的数学学习中最薄弱的环节,因此本人选择了这个考点来作为一个专题来制作微课,希望能够起到辅助课堂教学和让学生自学的作用,让学生能够更好地掌握这种专题的解决方法。
本人在教学设计上选择了人教版普通高中课程标准实验教材必修一P44复习参考题A组第9题作为本次微课教学的例题,同时本人也制作了一个PPT动画课件,通过数形结合,并从运动的观点来揭示在这道例题中所蕴含的数量关系和知识点,让学生能够更直观地接受本节课例的学习。
而本人也对这种题型的求解做了一个比较细致的小结,同时本人也附上了相应的变式练习,在条件、题目的问法上进行改变,让学生在解决这一类问题时能够更灵活,更游刃有余。
最后本人设置了一到思维拓展训练,设置的目的是承上启下,本节课的习题是二次函数动轴定区间类型,本人设计了这个问题,是想让学生思维由动轴定区间的类型过渡到定轴动区间的类型,为后续的教学作好铺垫。
通过此次的微课教学,本人的收获甚多,以下从几个方面来讲述:①微课的教学更灵活,不受时间和空间的限制,让学生能够随时随地进行学习和复习。
②微课的针对性强,以本节课为例,这节课的专题就是解决有关带有字母系数的二次函数的单调性问题,让学生能够在学习中有的放矢,学习更得心应手。
③制作数学的学习微课,可以更有效地提高学生在课内外的数学学习效率。
本节课需要改进的地方:①语速需要注意,同时语言稍显生硬。
②在动画制作方面,可以采用多种软件制作交互式课件来教学,让自己的教学更生动、活泼一点。
以上就是我对本节微课的总结和反思,一堂微课就像一场电影,老师既是编剧又是导演,要制作一堂高效的数学微课,要从多方面去考虑该如何抓住观众的心,这就需要我们不断地推敲和思考,务求提高自己的教学效率,以到达更好的教学效果!。
二次函数求最值的六种考法(含答案)
二次函数与最值的六种考法-重难点题型【题型1 二次函数中的定轴定区间求最值】【例1】(2021春•瓯海区月考)已知二次函数y=﹣x2+2x+4,关于该函数在﹣2≤x≤2的取值范围内,下列说法正确的是()A.有最大值4,有最小值0B.有最大值0,有最小值﹣4C.有最大值4,有最小值﹣4D.有最大值5,有最小值﹣4【解题思路】根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以得到该函数的对称轴和开口方向,然后根据﹣2≤x≤2,即可得到相应的最大值和最小值,从而可以解答本题.【解答过程】解:∵二次函数y=﹣x2+2x+4=﹣(x﹣1)2+5,∴该函数的对称轴是直线x=1,函数图象开口向下,∴当﹣2≤x≤2时,x=1时取得最大值5,当x=﹣2时,取得最小值﹣4,故选:D.【变式1-1】(2020秋•龙沙区期中)当﹣1≤x≤3时,二次函数y=x2﹣3x+m最大值为5,则m=.【解题思路】根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以求得m的值,本题得以解决.【解答过程】解:∵二次函数y=x2﹣3x+m=(x−32)2+m−94,∴该函数开口向上,对称轴为x=3 2,∵当﹣1≤x≤3时,二次函数y=x2﹣3x+m最大值为5,∴当x=﹣1时,该函数取得最大值,此时5=1+3+m,解得m=1,故答案为:1.【变式1-2】(2021•哈尔滨模拟)已知二次函数y=x2﹣4x+3,当自变量满足﹣1≤x≤3时,y的最大值为a,最小值为b,则a﹣b的值为.【解题思路】根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以得到自变量满足﹣1≤x≤3时,x=﹣1时取得最大值,x=2时取得最小值,然后即可得到a、b的值,从而可以求得a﹣b的值,本题得以解决.【解答过程】解:∵二次函数y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴该函数图象开口向上,对称轴为直线x=2,∵当自变量满足﹣1≤x≤3时,y的最大值为a,最小值为b,∴当x=﹣1时,取得最大值,当x=2时,函数取得最小值,∴a=1+4+3=8,b=﹣1,∴a﹣b=8﹣(﹣1)=8+1=9,故答案为:9.【变式1-3】(2020秋•番禺区校级期中)若函数y=x2﹣6x+5,当2≤x≤6时的最大值是M,最小值是m,则M﹣m=.【解题思路】根据题意画出函数图象,即可由此找到m 和M 的值,从而求出M ﹣m 的值. 【解答过程】解:原式可化为y =(x ﹣3)2﹣4, 可知函数顶点坐标为(3,﹣4), 当y =0时,x 2﹣6x +5=0, 即(x ﹣1)(x ﹣5)=0, 解得x 1=1,x 2=5. 如图:m =﹣4,当x =6时,y =36﹣36+5=5,即M =5. 则M ﹣m =5﹣(﹣4)=9.故答案为9.【题型2 二次函数中的动轴定区间求最值】【例2】(2021•雁塔区校级模拟)已知二次函数y =mx 2+2mx +1(m ≠0)在﹣2≤x ≤2时有最小值﹣2,则m =( ) A .3B .﹣3或38C .3或−38D .﹣3或−38【解题思路】先求出对称轴为x =﹣1,分m >0,m <0两种情况讨论解答即可求得m 的值. 【解答过程】解:∵二次函数y =mx 2+2mx +1=m (x +1)2﹣m +1, ∴对称轴为直线x =﹣1, ①m >0,抛物线开口向上,x =﹣1时,有最小值y =﹣m +1=﹣2, 解得:m =3;②m <0,抛物线开口向下,∵对称轴为直线x =﹣1,在﹣2≤x ≤2时有最小值﹣2, ∴x =2时,有最小值y =4m +4m +1=﹣2,解得:m =−38; 故选:C .【变式2-1】(2021•瓯海区模拟)已知二次函数y =ax 2﹣4ax ﹣1,当x ≤1时,y 随x 的增大而增大,且﹣1≤x ≤6时,y 的最小值为﹣4,则a 的值为( ) A .1B .34C .−35D .−14【解题思路】根据二次函数y =ax 2﹣4ax ﹣1,可以得到该函数的对称轴,再根据当x ≤1时,y 随x 的增大而增大,可以得到a 的正负情况,然后根据﹣1≤x ≤6时,y 的最小值为﹣4,即可得到a 的值. 【解答过程】解:∵二次函数y =ax 2﹣4ax ﹣1=a (x ﹣2)2﹣4a ﹣1, ∴该函数的对称轴是直线x =2, 又∵当x ≤1时,y 随x 的增大而增大, ∴a <0,∵当﹣1≤x ≤6时,y 的最小值为﹣4, ∴x =6时,y =a ×62﹣4a ×6﹣1=﹣4, 解得a =−14, 故选:D .【变式2-2】(2021•章丘区模拟)已知二次函数y =2ax 2+4ax +6a 2+3(其中x 是自变量),当x ≥2时,y 随x 的增大而减小,且﹣2≤x ≤1时,y 的最小值为15,则a 的值为( ) A .1或﹣2B .−√2或√2C .﹣2D .1【解题思路】先求出二次函数的对称轴,再根据二次函数的增减性得出抛物线开口向下a <0,然后由﹣2≤x ≤1时,y 的最小值为15,可得x =1时,y =15,即可求出a . 【解答过程】解:∵二次函数y =2ax 2+4ax +6a 2+3(其中x 是自变量), ∴对称轴是直线x =−4a2×2a=−1, ∵当x ≥2时,y 随x 的增大而减小, ∴a <0,∵﹣2≤x ≤1时,y 的最小值为15, ∴x =1时,y =2a +4a +6a 2+3=15, ∴6a 2+6a ﹣12=0, ∴a 2+a ﹣2=0,∴a =1(不合题意舍去)或a =﹣2. 故选:C .【变式2-3】(2021•滨江区三模)已知二次函数y =12(m ﹣1)x 2+(n ﹣6)x +1(m ≥0,n ≥0),当1≤x ≤2时,y 随x 的增大而减小,则mn 的最大值为( ) A .4B .6C .8D .494【解题思路】由二次函数解析式求出对称轴直线方程,分类讨论抛物线开口向下及开口向上的m ,n 的取值范围,将mn 转化为含一个未知数的整式求最值.【解答过程】解:抛物线y =12(m ﹣1)x 2+(n ﹣6)x +1的对称轴为直线x =6−nm−1, ①当m >1时,抛物线开口向上, ∵1≤x ≤2时,y 随x 的增大而减小, ∴6−n m−1≥2,即2m +n ≤8.解得n ≤8﹣2m , ∴mn ≤m (8﹣2m ),m (8﹣2m )=﹣2(m ﹣2)2+8, ∴mn ≤8.②当0≤m <1时,抛物线开口向下, ∵1≤x ≤2时,y 随x 的增大而减小, ∴6−n m−1≤1,即m +n ≤7,解得m ≤7﹣n , ∴mn ≤n (7﹣n ),n (7﹣n )=﹣(n −72)2+494, ∴mn ≤494, ∵0≤m <1, ∴此情况不存在.综上所述,mn 最大值为8. 故选:C .【题型3 二次函数中的定轴动区间求最值】【例3】(2020秋•马鞍山期末)当a﹣1≤x≤a时,函数y=x2﹣2x+1的最小值为1,则a的值为.【解题思路】利用二次函数图象上点的坐标特征找出当y=1时x的值,结合当a﹣1≤x≤a时函数有最小值1,即可得出关于a的一元一次方程,解之即可得出结论.【解答过程】解:当y=1时,有x2﹣2x+1=1,解得:x1=0,x2=2.∵当a﹣1≤x≤a时,函数有最小值1,∴a﹣1=2或a=0,∴a=3或a=0,故答案为:0或3.【变式3-1】(2021•济南模拟)函数y=﹣x2+4x﹣3,当﹣1≤x≤m时,此函数的最小值为﹣8,最大值为1,则m的取值范围是()A.0≤m<2B.0≤m≤5C.m>5D.2≤m≤5【解题思路】根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以求得m的取值范围.【解答过程】解:∵y=﹣x2+4x﹣3=﹣(x﹣2)2+1,∴该函数图象开口向下,对称轴是直线x=2,顶点坐标为(2,1),∴x=﹣1和x=5对应的函数值相等,∵当﹣1≤x≤m时,此函数的最小值为﹣8,最大值为1,当x=﹣1时,y=﹣8,∴2≤m≤5,故选:D.【变式3-2】(2021•宁波模拟)若二次函数y=ax2﹣x+2的图象经过点(2,﹣1),当t≤x≤2时,y有最大值3,最小值﹣1,则t的取值范围应是()A.﹣6≤t≤2B.t≤﹣2C.﹣6≤t≤﹣2D.﹣2≤t≤2【解题思路】根据二次函数y=ax2﹣x+2的图象经过点(2,﹣1),可以求得a的值,然后即可得到该函数的解析式,再根据二次函数的性质和当t≤x≤2时,y有最大值3,最小值﹣1,即可得到t的取值范围.【解答过程】解:∵二次函数y=ax2﹣x+2的图象经过点(2,﹣1),∴﹣1=a×22﹣2+2,解得a=−1 4,∴y=−14x2﹣x+2=−14(x+2)2+3,∴该函数的图象开口向下,对称轴是直线x=﹣2,当x=﹣2时,该函数取得最大值3,∵当t≤x≤2时,y有最大值3,最小值﹣1,当x=2时,y=﹣1,∴﹣6≤t≤﹣2,故选:C.【变式3-3】(2021•莱芜区二模)已知二次函数y=(x+1)2﹣4,当a≤x≤b且ab<0时,y的最小值为2a,最大值为2b,则a+b的值为()A.2√3B.−72C.√3−2D.0【解题思路】根据a的取值范围分﹣1≤a<0,﹣b﹣2≤a<﹣1,a<﹣b﹣2三种情况讨论,求出满足题目条件的情况即可.【解答过程】解:∵a≤x≤b且ab<0,∴a,b异号,∴a<0,b>0,由二次函数的对称性,b关于对称轴的对称点为﹣b﹣2,若﹣1≤a<0,则(a+1)2﹣4=2a,解得a=−√3(舍),若﹣b﹣2≤a<﹣1,则﹣4=2a,a=﹣2,且(b+1)2﹣3=2b,解得b=√3,∴a+b=√3−2,若a<﹣b﹣2,则2a=﹣4,a=﹣2,2b=(a+1)2﹣4=﹣3,∴b=−32(舍),故选:C.【题型4 二次函数中求线段最值】【例4】(2020春•海淀区校级期末)如图,抛物线y=x2+5x+4与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,连接AC,点P在线段AC上,过点P作x轴的垂线交抛物线于点Q,则线段PQ长的最大值为.【解题思路】先解方程x2+5x+4=0得A(﹣4,0),再确定C(0,4),则可利用待定系数法求出直线AC的解析式为y=x+4,设P(t,t+4)(﹣4≤t≤0),Q(t,t2+5t+4),所以PQ=t+4﹣(t2+5t+4),然后利用二次函数的性质解决问题.【解答过程】解:当y=0时,x2+5x+4=0,解得x1=﹣4,x2=﹣1,则A(﹣4,0),B(﹣1,0),当x=0时,y=x2+5x+4=4,则C(0,4),设直线AC的解析式为y=kx+b,把A(﹣4,0),C(0,4)代入得{−4k+b=0b=4,解得{k=1b=4,∴直线AC的解析式为y=x+4,设P(t,t+4)(﹣4≤t≤0),则Q(t,t2+5t+4),∴PQ=t+4﹣(t2+5t+4)=﹣t2﹣4t=﹣(t+2)2+4,∴当t=﹣2时,PQ有最大值,最大值为4.故答案为4.【变式4-1】(2020秋•镇平县期末)如图,直线y=−34x+3与x轴交于点C,与y轴交于点B,抛物线y=−38x 2+34x +3经过B ,C 两点,点E 是直线BC 上方抛物线上的一动点,过点E 作y 轴的平行线交直线BC 于点M ,则EM 的最大值为 .【解题思路】设出E 的坐标,表示出M 坐标,进而表示出EM ,化成顶点式即可求得EM 的最大值. 【解答过程】解:∵点E 是直线BC 上方抛物线上的一动点,∴点E 的坐标是(m ,−38m 2+34m +3),点M 的坐标是(m ,−34m +3),∴EM =−38m 2+34m +3﹣(−34m +3)=−38m 2+32m =−38(m 2﹣4m )=−38(m ﹣2)2+32, ∴当m =2时,EM 有最大值为32,故答案为32.【变式4-2】(2021•埇桥区模拟)对称轴为直线x =﹣1的抛物线y =x 2+bx +c ,与x 轴相交于A ,B 两点,其中点A 的坐标为(﹣3,0). (1)求点B 的坐标.(2)点C 是抛物线与y 轴的交点,点Q 是线段AC 上的动点,作QD ⊥x 轴交抛物线于点D ,求线段QD 长度的最大值.【解题思路】(1)利用二次函数对称性即可得出B 点坐标;(2)首先利用待定系数法求二次函数解析式,进而求出直线AC 的解析式,再利用QD =﹣x ﹣3﹣(x 2+2x ﹣3)进而求出最值.【解答过程】解:(1)∵点A (﹣3,0)与点B 关于直线x =﹣1对称, ∴点B 的坐标为(1,0). (2)∵a =1,∴y =x 2+bx +c .∵抛物线过点(﹣3,0),且对称轴为直线x =﹣1, ∴{9−3b +c =0−b2=−1∴解得:{b =2c =−3,∴y =x 2+2x ﹣3,且点C 的坐标为(0,﹣3). 设直线AC 的解析式为y =mx +n , 则{−3m +n =0n =−3, 解得:{m =−1n =−3,∴y =﹣x ﹣3如图,设点Q 的坐标为(x .y ),﹣3≤x ≤0.则有QD =﹣x ﹣3﹣(x 2+2x ﹣3)=﹣x 2﹣3x =﹣(x +32)2+94∵﹣3≤−32≤0,∴当x =−32时,QD 有最大值94.∴线段QD 长度的最大值为94.【变式4-3】(2020秋•滨海新区期末)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y =ax 2+bx +52与x 轴交于A(5,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C.(Ⅰ)求抛物线的解析式;(Ⅱ)若点M是抛物线的顶点,连接AM,CM,求△ACM的面积;(Ⅲ)若点P是抛物线上的一动点,过点P作PE垂直y轴于点E,交直线AC于点D,过点D作x轴的垂线,垂足为点F,连接EF,当线段EF的长度最短时,求出点P的坐标.【解题思路】(Ⅰ)用待定系数法即可求解;(Ⅱ)△AMC的面积=S△MHC+S△MHA=12×MH×OA,即可求解;(Ⅲ)点D在直线AC上,设点D(m,−12m+52),由题意得,四边形OEDF为矩形,故EF=OD,即当线段EF的长度最短时,只需要OD最短即可,进而求解.【解答过程】解:(Ⅰ)令x=0,则y=52,即C(0,52)设抛物线的表达式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2)=a(x﹣5)(x+1),将点C的坐标代入上式得:52=a(0﹣5)(0+1),解得a=−1 2,故抛物线的表达式为y=−12(x﹣5)(x+1)=−12x2+2x+52;(Ⅱ)由抛物线的表达式得顶点M(2,92),过点M作MH∥y轴交AC于点H,设直线AC 的表达式为y =kx +t ,则{t =520=5k +t, 解得{k =−12t =52, 故直线AC 的表达式为y =−12x +52,当x =2时,y =32,则MH =92−32=3,则△AMC 的面积=S △MHC +S △MHA =12×MH ×OA =12×3×5=152; (Ⅲ)点D 在直线AC 上,设点D (m ,−12m +52),由题意得,四边形OEDF 为矩形,故EF =OD ,即当线段EF 的长度最短时,只需要OD 最短即可,则EF 2=OD 2=m 2+(−12m +52)2=54m 2−52m +254,∵54>0,故EF 2存在最小值(即EF 最小),此时m =1, 故点D (1,2),∵点P 、D 的纵坐标相同,故2=−12x 2+2x +52,解得x =2±√5,故点P 的坐标为(2+√5,2)或(2−√5,2).【题型5 二次函数中求线段和最值】【例5】(2020秋•安居区期末)如图,在抛物线y =﹣x 2上有A ,B 两点,其横坐标分别为1,2,在y 轴上有一动点C ,当BC +AC 最小时,则点C 的坐标是( )A .(0,0)B .(0,﹣1)C .(0,2)D .(0,﹣2)【解题思路】利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点A ,B 的坐标,作点B 关于y 轴的对称点B ′,连接AB ′交y 轴于点C ,此时BC +AC 最小,由点B 的坐标可得出点B ′的坐标,由点A ,B ′的坐标,利用待定系数法可求出直线AB ′的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征,即可求出点C 的坐标.【解答过程】解:当x =1时,y =﹣12=﹣1,∴点A 的坐标为(1,﹣1);当x =2时,y =﹣22=﹣4,∴点B 的坐标为(2,﹣4).作点B 关于y 轴的对称点B ′,连接AB ′交y 轴于点C ,此时BC +AC 最小,如图所示.∵点B 的坐标为(2,﹣4),∴点B ′的坐标为(﹣2,﹣4).设直线AB ′的解析式为y =kx +b (k ≠0),将A (1,﹣1),B (﹣2,﹣4)代入y =kx +b 得:{k +b =−1−2k +b =−4, 解得:{k =1b =−2, ∴直线AB ′的解析式为y =x ﹣2.当x =0时,y =0﹣2=﹣2,∴点C 的坐标为(0,﹣2),∴当BC +AC 最小时,点C 的坐标是(0,﹣2).故选:D .【变式5-1】(2021•铁岭模拟)如图,已知抛物线y =﹣x 2+px +q 的对称轴为x =﹣3,过其顶点M 的一条直线y =kx +b 与该抛物线的另一个交点为N (﹣1,1).要在坐标轴上找一点P ,使得△PMN 的周长最小,则点P 的坐标为( )A .(0,2)B .(43,0)C .(0,2)或(43,0)D .以上都不正确【解题思路】首先,求得抛物线的解析式,根据抛物线解析式求得M 的坐标;欲使△PMN 的周长最小,MN 的长度一定,所以只需(PM +PN )取最小值即可.然后,过点M 作关于y 轴对称的点M ′,连接M ′N ,M ′N 与y 轴的交点即为所求的点P (如图1);过点M 作关于x 轴对称的点M ′,连接M ′N ,则只需M ′N 与x 轴的交点即为所求的点P (如图2).【解答过程】解:如图,∵抛物线y =﹣x 2+px +q 的对称轴为x =﹣3,点N (﹣1,1)是抛物线上的一点, ∴{−p −2=−31=−1−p +q, 解得{p =−6q =−4. ∴该抛物线的解析式为y =﹣x 2﹣6x ﹣4=﹣(x +3)2+5,∴M (﹣3,5).∵△PMN 的周长=MN +PM +PN ,且MN 是定值,所以只需(PM +PN )最小.如图1,过点M 作关于y 轴对称的点M ′,连接M ′N ,M ′N 与y 轴的交点即为所求的点P .则M ′(3,5).设直线M ′N 的解析式为:y =ax +t (a ≠0),则{5=3a +t 1=−a +t, 解得{a =1t =2, 故该直线的解析式为y =x +2.当x =0时,y =2,即P (0,2).同理,如图2,过点M 作关于x 轴对称的点M ′,连接M ′N ,则只需M ′N 与x 轴的交点即为所求的点P (−43,0).如果点P 在y 轴上,则三角形PMN 的周长=4√2+MN ;如果点P 在x 轴上,则三角形PMN 的周长=2√10+MN ;所以点P 在(0,2)时,三角形PMN 的周长最小.综上所述,符合条件的点P 的坐标是(0,2).故选:A .【变式5-2】(2021•包头)已知抛物线y =x 2﹣2x ﹣3与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧)与y 轴交于点C ,点D (4,y )在抛物线上,E 是该抛物线对称轴上一动点,当BE +DE 的值最小时,△ACE 的面积为 .【解题思路】解方程x 2﹣2x ﹣3=0得A (﹣1,0),B (3,0),则抛物线的对称轴为直线x =1,再确定C (0,﹣3),D (4,5),连接AD 交直线x =1于E ,交y 轴于F 点,如图,利用两点之间线段最短可判断此时BE +DE 的值最小,接着利用待定系数法求出直线AD 的解析式为y =x +1,则F (0,1),然后根据三角形面积公式计算.【解答过程】解:当y =0时,x 2﹣2x ﹣3=0,解得x 1=﹣1,x 2=3,则A (﹣1,0),B (3,0), 抛物线的对称轴为直线x =1,当x =0时,y =x 2﹣2x ﹣3=﹣3,则C (0,﹣3),当x =4时,y =x 2﹣2x ﹣3=5,则D (4,5),连接AD 交直线x =1于E ,交y 轴于F 点,如图,∵BE +DE =EA +DE =AD ,∴此时BE +DE 的值最小,设直线AD 的解析式为y =kx +b ,把A (﹣1,0),D (4,5)代入得{−k +b =04k +b =5,解得{k =1b =1, ∴直线AD 的解析式为y =x +1,当x =1时,y =x +1=2,则E (1,2),当x =0时,y =x +1=1,则F (0,1),∴S △ACE =S △ACF +S △ECF =12×4×1+12×4×1=4. 故答案为4.【变式5-3】(2021•涪城区模拟)如图,抛物线y =53x 2−203x +5与x 轴分别交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于C ,在其对称轴上有一动点M ,连接MA 、MC 、AC ,则当△MAC 的周长最小时,点M 的坐标是 .【解题思路】点A 关于函数对称轴的对称点为点B ,连接CB 交函数对称轴于点M ,则点M 为所求点,即可求解.【解答过程】解:点A 关于函数对称轴的对称点为点B ,连接CB 交函数对称轴于点M ,则点M 为所求点,理由:连接AC ,由点的对称性知,MA =MB ,△MAC 的周长=AC +MA +MC =AC +MB +MC =CA +BC 为最小,令y =53x 2−203x +5=0,解得x =1或3,令x =0,则y =5,故点A 、B 、C 的坐标分别为(1,0)、(3,0)、(0,5),则函数的对称轴为x =12(1+3)=2,设直线BC 的表达式为y =kx +b ,则{0=3k +b b =5,解得{k =−53b =5, 故直线BC 的表达式为y =−53x +5,当x =2时,y =−53x +5=53,故点M 的坐标为(2,53). 【题型6 二次函数中求面积最值】【例6】(2020秋•盐城期末)如图,抛物线y =x 2+bx +c 与x 轴交于A (﹣1,0),B (3,0)两点,过点A 的直线l 交抛物线于点C (2,m ),点P 是线段AC 上一个动点,过点P 做x 轴的垂线交抛物线于点E .(1)求抛物线的解析式;(2)当P 在何处时,△ACE 面积最大.【解题思路】(1)利用交点式写出抛物线解析式;(2)先利用二次函数解析式确定C (2,﹣3),再利用待定系数法求出直线AC 的解析式为y =﹣x ﹣1,设E (t ,t 2﹣2t ﹣3)(﹣1≤t ≤2),则P (t ,﹣t ﹣1),利用三角形面积公式得到△ACE 的面积=12×(2+1)×PE =32(﹣t 2+t +2),然后根据二次函数的性质解决问题.【解答过程】解:(1)抛物线解析式为y =(x +1)(x ﹣3),即y =x 2﹣2x ﹣3;(2)把C (2,m )代入y =x 2﹣2x ﹣3得m =4﹣4﹣3=﹣3,则C (2,﹣3),设直线AC 的解析式为y =mx +n ,把A (﹣1,0),C (2,﹣3)代入得{−m +n =02m +n =−3,解得{m =−1n =−1, ∴直线AC 的解析式为y =﹣x ﹣1;设E (t ,t 2﹣2t ﹣3)(﹣1≤t ≤2),则P (t ,﹣t ﹣1),∴PE =﹣t ﹣1﹣(t 2﹣2t ﹣3)=﹣t 2+t +2,∴△ACE 的面积=12×(2+1)×PE=32(﹣t 2+t +2)=−32(t −12)2+278,当t =12时,△ACE 的面积有最大值,最大值为278,此时P 点坐标为(12,−32). 【变式6-1】(2021春•金塔县月考)如图,已知抛物线经过A (4,0),B (1,0),C (0,﹣2)三点.(1)求该抛物线的解析式;(2)在直线AC 上方的该抛物线上是否存在一点D ,使得△DCA 的面积最大,若存在,求出点D 的坐标及△DCA 面积的最大值;若不存在,请说明理由.【解题思路】(1)根据题意设出抛物线的交点式,用待定系数法求解即可;(2)根据题意作出相关辅助线,用待定系数法求得直线AC解析式为y=12x﹣2,因为点D在抛物线上,所以可设其坐标为(x,−12x2+52x﹣2),点E在直线AC上则设点E坐标为(x,12x﹣2),由图形可知S△DCA=S△DCE+S△DAE,将相关坐标及线段的长度代入求解,再根据二次函数的性质即可得出△DCA面积的最大值.【解答过程】(1)设该抛物线解析式为y=a(x﹣4)(x﹣1),将点C(0,﹣2)坐标代入解析式得:﹣2=a(0﹣4)(0﹣1),解得a=−1 2,∴y=−12(x﹣4)(x﹣1)=−12x2+52x﹣2,故该抛物线的解析式为:y=−12x2+52x﹣2,(2)如图,设存在点D在抛物线上,连接AD、CD,过点D作DE⊥x轴且与直线AC交于点E,设直线AC表达式为:y=kx+b(k≠0),将A(4,0),C(0,﹣2)代入其表达式得:{0=4k+b−2=b,解得{k=12b=−2,∴直线AC:y=12x﹣2,设点D坐标为(x,−12x2+52x﹣2),则点E坐标为(x,12x﹣2),S△DCA=S△DCE+S△DAE=12×DE×x E+12×DE×(x A﹣x E)=12×DE×x A=12×DE×4=2DE,∵DE=(−12x2+52x﹣2)﹣(12x﹣2)=−12x2+2x,∴S△DCA=2DE=2×(−12x2+2x)=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4,∴当x=2时,y=−12x2+52x﹣2═﹣2+5﹣2=1,即点D坐标为(2,1),此时△DCA的面积最大,最大值为4.【变式6-2】(2021春•无为市月考)如图,直线y=﹣x+n与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A,B.(1)求抛物线的解析式.(2)若P为直线AB上方的抛物线上一点,且点P的横坐标为m,求四边形BCAP的面积S关于点P横坐标m的函数解析式,并求S的最大值.【解题思路】(1)将点A坐标代入直线解析式可求n的值,可求点B坐标,利用待定系数法可求解;(2)过点P做PE⊥x轴于点E,与直线AB交于点D,求得C的坐标和D的坐标,然后根据S=S△ABC+S △ABP得到S关于m的函数解析式,根据二次函数的性质即可求得结论.【解答过程】解:(1)∵直线y=﹣x+n与x轴交于点A(3,0),∴0=﹣3+n,∴n=3,∴直线解析式为:y=﹣x+3,当x=0时,y=3,∴点B (0,3),∵抛物线y =﹣x 2+bx +c 经过点A ,B ,∴{c =3−9+3b +c =0, ∴{b =2c =3, ∴抛物线的解析式为:y =﹣x 2+2x +3;(2)如图,过点P 做PE ⊥x 轴于点E ,与直线AB 交于点D ,∵点P 的横坐标为m ,∴点P 的坐标为(m ,﹣m 2+2m +3),∵点D 在直线AB 上,∴点D 的坐标为(m ,﹣m +3),∴PD =﹣m 2+2m +3﹣(﹣m +3)=﹣m 2+3m ,在y =﹣x 2+2x +3中.令y =0.则﹣x 2+2x +3=0,解得x 1=﹣1,x 2=3,∴点C 的坐标为(﹣1,0),∴S =S △ABC +S △ABP =12×4×3+12(﹣m 2+3m )×3=−32(m −32)2+758, ∴当m =32时,S 最大,最大值为758.【变式6-3】(2021春•无棣县月考)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y =x 2+bx +c 的图象与x 轴交于A 、B 两点,B 点的坐标为(3,0),与y 轴交于点C (0,﹣3),点P 是直线BC 下方抛物线上的一个动点.(1)求二次函数解析式;(2)连接PO ,PC ,并将△POC 沿y 轴对折,得到四边形POP 'C .是否存在点P ,使四边形POP 'C 为菱形?若存在,求出此时点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积.【解题思路】(1)先根据点C坐标求出c=﹣3,再将点B坐标代入二次函数解析式中求出b,即可得出结论;(2)连接PP'交y轴于E,根据菱形的性质判断出点E是OC的中点,进而求出点P的纵坐标,最后代入二次函数解析式中求解,即可得出结论;(3)设出点P的坐标,进而利用梯形的面积+三角形的面积得出S四边形ABPC=−32(m−12)2+398,即可得出结论.【解答过程】解:(1)∵二次函数y=x2+bx+c与y轴的交点C(0,﹣3),∴c=﹣3,∴二次函数的解析式为y=x2+bx﹣3,∵点B(3,0)在二次函数图象上,∴9+3b﹣3=0,∴b=﹣2,∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)存在,理由:如图1,连接PP'交y轴于E,∵四边形POP'C为菱形,∴PP'⊥OC,OE=CE=12OC,∵点C(0,﹣3),∴OC=3,∴OE=3 2,∴E (0,−32),∴点P 的纵坐标为−32,由(1)知,二次函数的解析式为y =x 2﹣2x ﹣3, ∴x 2﹣2x ﹣3=−32,∴x =2−√102或x =2+√102,∵点P 在直线BC 下方的抛物线上,∴0<x <3,∴点P (2+√102,−32);(3)如图2,过点P 作PF ⊥x 轴于F ,则PF ∥OC , 由(1)知,二次函数的解析式为y =x 2﹣2x ﹣3, 令y =0,则x 2﹣2x ﹣3=0,∴x =﹣1或x =3,∴A (﹣1,0),∴设P (m ,m 2﹣2m ﹣3)(0<m <3),∴F (m ,0),∴S 四边形ABPC =S △AOC +S 梯形OCPF +S △PFB =12OA •OC +12(OC +PF )•OF +12PF •BF =12×1×3+12(3﹣m 2+2m +3)•m +12(﹣m 2+2m +3)•(3﹣m ) =−32(m −32)2+758,∴当m =32时,四边形ABPC 的面积最大,最大值为758,此时,P (32,−154),即点P 运动到点(32,−154)时,四边形ABPC 的面积最大,其最大值为758.。
微专题13 含参数二次函数的最值问题(原卷版)
微专题13 含参数二次函数的最值问题【方法技巧与总结】1、定轴定区间型:即定二次函数在定区间上的最值,其区间和对称轴都是确定的,要将函数配方,再根据对称轴和区间的关系,结合函数在区间上的单调性,求其最值(可结合图象);2、动轴定区间型:即动二次函数在定区间上的最值,其区间是确定的,而对称轴是变化的,应根据对称轴在区间的左、右两侧和穿过区间这三种情况分类讨论,再利用二次函数的示意图,结合其单调性求解;3、定轴动区间型:即定二次函数在动区间上的最值,其对称轴确定而区间在变化,只需对动区间能否包含抛物线的定点横坐标进行分类讨论;4、动轴动区间型:即动二次函数在动区间上的最值,其区间和对称轴均在变化,根据对称轴在区间的左、右两侧和穿过区间这三种情况讨论,并结合图形和单调性处理。
【题型归纳目录】 题型一:定轴定区间型 题型二:动轴定区间型 题型三:定轴动区间型 题型四:动轴动区间型题型五:根据二次函数的最值求参数 【典型例题】 题型一:定轴定区间型例1.(2022·全国·高一专题练习)函数()232f x x x =++在区间[] 55-,上的最大值、最小值分别是( ) A .1124-,B .212,C .1424-, D .最小值是14-,无最大值例2.(2022·全国·高一课前预习)函数y =x 2-2x +2在区间[-2,3]上的最大值、最小值分别是( ) A .10,5 B .10,1 C .5,1 D .以上都不对例3.(2022·陕西·榆林市第十中学高一期中)若二次函数()()()24f x a x x =+-的图像经过点()0,4-,则函数()f x 在[]4,2-上的最小值为___________.例4.(2022·全国·高一专题练习)已知函数242y x x =-+-,当14x ≤≤上时y 的最小值是________例5.(2022·广西南宁·高一期末)已知函数2()25,[1,5]f x x x x =-+∈-.则函数的最大值和最小值之积为______题型二:动轴定区间型例6.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()()20f x x mx m =->在区间[]0,2上的最小值为()g m .(1)求函数()g m 的解析式. (2)定义在()(),00,∞-+∞上的函数()h x 为偶函数,且当0x >时,()()h x g x =.若()()4h t h <,求实数t 的取值范围.例7.(2022·全国·高一单元测试)已知函数2()2(f x x mx m m =-++∈R).当[1,1]x ∈-时,设()f x 的最大值为M ,则M 的最小值为( )A .14B .0C .14-D .1-例8.(2022·全国·高一单元测试)已知函数()()2213f x x k x =-++.(1)若函数()f x 为偶函数,求实数k 的值;(2)若函数()f x 在区间[]1,3-上具有单调性,求实数k 的取值范围;(3)求函数()f x 在区间[]22-,上的最小值.例9.(2022·全国·高一专题练习)已知函数()221f x x mx =++.(1)若1m =,求()f x 在13x -≤≤上的最大值和最小值; (2)求()f x 在22x -≤≤上的最小值;(3)在区间12x -≤≤上的最大值为4,求实数m 的值.例10.(2022·广东湛江·高一期末)已知函数()()f x x x a =-.其中a R ∈,且0a >. (1)求函数()f x 的单调区间; (2)求函数()f x 在1,12⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最小值.例11.(2022·上海师大附中高一期末)已知函数2(1)h x ax x=+(常数a R ∈).(1)当2a =时,用定义证明()y h x =在区间[]1,2上是严格增函数; (2)根据a 的不同取值,判断函数()y h x =的奇偶性,并说明理由;(3)令1()()2f x h x x a x=--+,设()f x 在区间[]1,2上的最小值为()g a ,求()g a 的表达式.例12.(2022·全国·高一专题练习)已知函数()21f x x x a x R a R =+-+∈∈,,. (1)当1a =时,求函数()f x 的最小值 (2)求函数()f x 的最小值为()g a .例13.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且当0x ≤时,()22f x x x =+,现已画出函数()f x 在y 轴左侧的图象,如图所示,请根据图象.(1)补充完整图象并写出函数()()f x x R ∈的增区间; (2)写出函数()()f x x R ∈的解析式;(3)若函数()()[]()211,2g x f x ax x =-+∈,求函数()g x 的最小值.例14.(2022·安徽·合肥市第十中学高一期中)设函数2()43f x x ax =-+ (1)函数f (x )在区间[1,3]有单调性,求实数a 的取值范围; (2)求函数f (x )在区间[1,3]上的最小值h (a ).题型三:定轴动区间型例15.(2022·全国·高一单元测试)已知函数()22f x x mx n =++的图象过点(0,1)-,且满足()()12f f -=.(1)求函数()f x 的解析式;(2)求函数()f x 在[],2a a +上的最小值;例16.(2022·江苏·高一单元测试)二次函数()f x 满足()()12f x f x x +-=且()01f =. (1)求()f x 的解析式;(2)当[]11x ∈-,时,不等式()2f x x m >+恒成立,求实数m 的取值范围.(3)设函数()f x 在区间[]1a a +,上的最小值为()g a ,求()g a 的表达式.例17.(2022·全国·高一期中)已知二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠,且满足(0)2f =,(1)()21f x f x x +-=+.(1)求函数()f x 的解析式;(2)当[,2]x t t ∈+(R t ∈)时,求函数()f x 的最小值()g t (用t 表示).例18.(2022·全国·高一专题练习)已知函数()222f x x ax =++.(1)当1a =时,求函数()f x 在区间[)23-,上的值域; (2)当1a =-时,求函数()f x 在区间[]1t t +,上的最大值;(3)求()f x 在[]55-,上的最大值与最小值.例19.(2022·江苏南通·高一开学考试)已知关于x 的函数22 4.y x mx =-+ (1)当23x -≤≤时,求函数224y x mx =-+的最大值; (2)当23x -≤≤时,若函数最小值为2,求m 的值.例20.(2022·全国·高一专题练习)已知()f x 是二次函数,不等式()0f x <的解集是()05,,且()f x 在区间[]2-,4上的最大值是28. (1)求()f x 的解析式;(2)设函数()f x 在[]1x t t ∈+,上的最小值为()g t ,求()g t 的表达式.题型四:动轴动区间型例21.(2022·江苏·楚州中学高一期中)已知函数2()2(0)f x x ax a =-> (1)当2a =时,解关于x 的不等式3()5f x -<<(2)函数()y f x =在[],2t t +的最大值为0,最小值是-4,求实数a 和t 的值.例22.(2022·贵州毕节·高一期末)已知函数2()2(0)f x x ax a =->. (1)当3a =时,解关于x 的不等式5()7f x -<<;(2)函数()y f x =在[],2t t +上的最大值为0,最小值是4-,求实数a 和t 的值.例23.(2022·四川巴中·高一期中)已知a R ∈,函数()f x x x a =-. (1)设1a =,判断函数()f x 的奇偶性,请说明理由;(2)设0a ≠,函数()f x 在区间(),m n 上既有最大值又有最小值,请分别求出m ,n 的取值范围.(只要写出结果,不需要写出解题过程)例24.(2022·江苏苏州·高一期末)已知函数f (x )=x |x ﹣m |+n . (1)当f (x )为奇函数,求实数m 的值;(2)当m =1,n >1时,求函数y =f (x )在[0,n ]上的最大值.例25.(2022·浙江·磐安县第二中学高一开学考试)已知R a ∈,函数()f x x x a =-, (1)当2a =时,写出函数()y f x =的单调递增区间; (2)当2a >时,求函数()f x 在区间[]1,2上的最小值;(3)设0a ≠,函数()f x 在(),m n 上既有最大值又有最小值,请分别求出,m n 的取值范围(用a 表示)例26.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()()2222f x x a x a =-++,()()22228g x x a x a =-+--+.设()()(){}1max ,H x f x g x =,()()(){}2min ,H x f x g x =.记()1H x 的最小值为A ,()2H x 的最大值为B ,则A B -=______.例27.(2022·浙江·温州市第二十二中学高一开学考试)函数()f x x x a =-, (1)若()f x 在R 上是奇函数,求a 的值;(2)当2a =时,求()f x 在区间(0,4]上的最大值和最小值;(3)设0a >,当m x n <<时,函数()f x 既有最大值又有最小值,求m n 、的取值范围(用a 表示)题型五:根据二次函数的最值求参数例28.(2022·全国·高一专题练习)已知抛物线2y x bx c =-++与x 轴的一个交点为(1,0)-,且经过点(2,)c .(1)求抛物线与x 轴的另一个交点坐标.(2)当2t x t ≤≤-时,函数的最大值为M ,最小值为N ,若3M N -=,求t 的值.例29.(2022·全国·高一专题练习)若函数f (x )=ax 2+2ax +1在[-1,2]上有最大值4,则a 的值为( ) A .38B .-3C .38或-3D .4例30.(2022·全国·高一课时练习)函数()f x x x a =-在区间()0,1上既有最大值又有最小值,则实数a 的取值范围是( ) A .)222,0⎡-⎣ B .()0,222 C .2⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭D .)222,1⎡⎣例31.(2022·上海交大附中高一阶段练习)已知二次函数[]224,0,y x x x m =-+∈的最小值是3,最大值是4,则实数m 的取值范围是___________.例32.(2022·湖北黄石·高一期末)已知函数21()2f x x x =-+.若()f x 的定义域为[,]m n ,值域为[2,2]m n ,则m n +=__________.【过关测试】 一、单选题1.(2022·甘肃·民勤县第一中学高一阶段练习)有如下命题:①若幂函数()y f x =的图象过点12,2⎛⎫⎪⎝⎭,则()132f >; ②函数()()110,1x f x a a a -=+>≠的图象恒过定点()1,2; ③函数()1221log f x x x =--有两个零点; ④若函数()224f x x x =-+在区间[]0,m 上的最大值为4,最小值为3,则实数m 的取值范围是[]1,2.其中真命题的序号为( ). A .①②B .②④C .①④D .②③2.(2022·全国·高一专题练习)若函数2()23f x x bx a =-+在区间[0,1]上的最大值是M ,最小值m ,则M m -( )A .与a 无关,且与b 有关B .与a 有关,且与b 无关C .与a 有关,且与b 有关D .与a 无关,且与b 无关3.(2022·河南·郏县第一高级中学高一开学考试)已知()f x 为奇函数,且当0x >时,2()42f x x x =-+,则()f x 在区间[]4,2--上( ) A .单调递增且最大值为2 B .单调递增且最小值为2 C .单调递减且最大值为-2D .单调递减且最小值为-24.(2022·黑龙江·哈尔滨德强学校高一期中)已知函数()22f x x x a a =-++在区间[0,2]上的最大值是1,则a 的取值范围是( ) A .10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦C .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .110,,22⎛⎫⎛⎫⋃+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭5.(2022·湖北·恩施土家族苗族高中高一阶段练习)已知函数2y x ax b =++(,R a b ∈)的最小值为0,若关于x 的不等式2x ax b c 的解集为{}|4x m x m <<+,则实数c 的值为( ) A .9B .8C .6D .46.(2022·河南·濮阳一高高一期中(理))已知定义域为R 的函数()f x 满足()()13f x f x +=,且当(]01x ∈,时,()()41f x x x =-,则当(]20x ∈-,时,()f x 的最小值为( ) A .181-B .127-C .19-D .13-7.(2022·河北省博野中学高一开学考试)已知m ,n 是关于x 的一元二次方程x 2﹣2tx +t 2﹣2t +4=0的两个实数根,则(m +2)(n +2)的最小值是( ). A .7B .11C .12D .168.(2022·陕西商洛·高一期末)若函数()2f x x bx c =++满足()10f =,()18f -=,则下列判断错误的是( )A .1b c +=-B .()30f =C .()f x 图象的对称轴为直线4x =D .f (x )的最小值为-1二、多选题9.(2022·全国·高一课时练习)设函数()21,21,ax x a f x x ax x a -<⎧=⎨-+≥⎩,()f x 存在最小值时,实数a 的值可能是( ) A .2B .-1C .0D .110.(2022·全国·高一课时练习)定义在R 上的奇函数()f x 在(),0∞-上的解析式()()1f x x x =+,则()f x 在[)0,∞+上正确的结论是( ) A .()00f =B .()10f =C .最大值14D .最小值14-11.(2022·浙江省龙游中学高一期中)已知函数()221f x x mx =-+,则下列结论有可能正确的是( )A .()f x 在区间[]1,2上无最大值B .()f x 在区间[]1,2上最小值为()f mC .()f x 在区间[]1,2上既有最大值又有最小值D .()f x 在区间[]1,2上最大值()1f ,有最小值()2f12.(2022·全国·高一单元测试)若[]()()11,9f x x x =+∈,()22()()g x f x f x =+,那么( )A .()g x 有最小值6B .()g x 有最小值12C .()g x 有最大值26D .()g x 有最大值182三、填空题13.(2022·上海·复旦附中高一开学考试)已知M 、N 两点关于y 轴对称,且点M 在双曲线12y x=上,点N 在直线3yx上,设点M 的对称点坐标为(),a b ,则二次函数()2y abx a b x =-++的最小值为______.14.(2022·全国·高一专题练习)已知二次函数22y x x c =-++,当12x -≤≤时,函数的最大值与最小值的差为______15.(2022·全国·高一专题练习)若函数()221f x x ax a =-+-在[0,2]上的最小值为1-.则=a ____.16.(2022·全国·高一专题练习)设函数()2,2,x x a f x x x a ⎧≤=⎨+>⎩,若()f x 有最小值,则a 的取值范围是______. 四、解答题17.(2022·全国·高一专题练习)如图,抛物线23y ax bx =+-与x 轴交于点()1,0A -,()3,0B ,交y 轴于点C .(1)求该抛物线的函数解析式;(2)当1m x m -≤≤时,函数23y ax bx =+-有最小值2m ,求m 的值.18.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()()2y x x a =-+,其中R a ∈. (1)若函数的图象关于直线1x =对称,求a 的值; (2)试述函数值的变化趋势及函数的最大值或最小值.19.(2022·全国·高一专题练习)已知函数()221f x x mx =++.(1)若1m =,求()f x 在[]13,-上的最大值和最小值; (2)若()f x 在[]22-,为单调函数,求m 的值; (3)在区间[]12-,上的最大值为4,求实数m 的值.20.(2022·江西省铜鼓中学高一阶段练习)二次函数()()2210g x mx mx n m =-++>在区间[]0,3上有最大值4,最小值0.(1)求函数()g x 的解析式;(2)设()()(2)f x g x a x =+-,且()f x 在[1,2]-的最小值为3-,求a 的值.1121.(2022·全国·高一课前预习)(1)已知函数2()21f x ax ax =++在区间[-1,2]上最大值为4,求实数a 的值;(2)已知函数2()22f x x ax =-+,x ∈[-1,1],求函数()f x 的最小值.22.(2022·天津市武清区杨村第一中学高一期末)已知函数()22f x x mx n =++的图象过点()1,1-,且满足()()23f f -=.(1)求函数()f x 的解析式:(2)求函数()f x 在[],2a a +上的最小值;(3)若0x 满足()00f x x =,则称0x 为函数()y f x =的不动点,函数()()g x f x tx t =-+有两个不相等且正的不动点,求t 的取值范围.。
2021届浙江省高考数学一轮:第三章第2节 二次函数
()
A.[0,1]
B.[1,2]
C.(1,2]
D.(1,2)
解析 画出函数y=x2-2x+3的图象(如图),由题意知1≤m≤2.
答案 B
5.已知方程x2+(m-2)x+2m-1=0的较小的实根在0和1之间,则实数m的取值范
围是
.
解析
令 f ( x ) = x2 + ( m - 2 ) x + 2m - 1. 由 题 意 得
由函数的解析式易得函数f(x)恒过定点(0,2).
答案 (-∞,-2] (0,2)
考点一 二次函数的解析式 【例1】 求下列函数的解析式: (1)(一题多解)已知二次函数f(x)满足f(2)=-1,
f(-1)=-1,且f(x)的最大值是8; (2)已知二次函数f(x)的图象经过点(4,3),它在x轴上截得的线段长为2,
4.一元二次方程根的分布 设方程ax2+bx+c=0(a≠0)的不等两根为x1,x2且x1<x2,相应的二次函数为f(x)= ax2+bx+c(a≠0),方程的根即为二次函数图象与x轴的交点,它们的分布情况见 下面各表(每种情况对应的均是等价条件)
表一:(两根与k的大小比较)
分布情况
两根都小于 k 即 x1<k,x2<k
大致图象 (a>0)
综合结论 (不讨论 a)
若两根有且仅有一根在(m,n)内,则需分三种情况讨论: ①当Δ=0时,由Δ=0可以求出参数的值,然后再将参数的值代入方程,求出相应 的根,检验根是否在给定的区间内,如若不在,舍去; ②当f(m)=0或f(n)=0,方程有一根为m或n,可以求出另外一根,从而检验另 一根是否在区间(m,n)内; ③当f(m)·f(n)<0时,则两根有且仅有一根在(m,n)内.
2021届高三数学之函数与导数(文理通用)专题07 二次函数综合问题
专题07 二次函数综合问题一.考情分析二次函数2(0)y ax bx c a =++≠是初中函数的主角,所蕴含的函数性质丰富,千变万化,但又是基础的基础,万变不离宗。
所以二次函数也是高中学习的重要基础.与其他知识交汇的最值问题以及恒成立问题是目前高考中最基础的两个考试方向。
复合函数也越来越重要。
所以二次函数的学习,都显示的特别重要。
二.经验分享1.二次函数解析式的三种形式:①一般式方程:y =ax 2+bx +c (a ≠0).②顶点式方程:y =a (x -m )2+n (a ≠0),顶点坐标为(m ,n ). ③零点式方程:y =a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0),x 1,x 2为f (x )的零点.2.二次函数的图象和性质 解析式y =ax 2+bx +c (a >0)y =ax 2+bx +c (a <0)图象对称性函数的图象关于x =-b2a对称最值当a >0时,函数y =ax 2+bx +c 图象开口向上;顶点坐标为24(,)24b ac b a a --,对称轴为直线x =-2b a ;函数取最小值y =244ac b a-.当a <0时,函数y =ax 2+bx +c 图象开口向下;顶点坐标为24(,)24b ac b a a--,对称轴为直线x =-2b a;函数取最大值y =244ac b a-.3.恒成立问题①.若二次函数2()(0)0f x ax bx c a =++≠>(或0<)在R 上恒成立,则有00a >⎧⎨∆<⎩(或00a <⎧⎨∆<⎩); ②.若二次函数2()(0)0f x ax bx c a =++≠>(或0<)在指定区间上恒成立,可以利用韦达定理以及根的分布等知识求解。
三、题型分析(一)二次函数之恒成立与存在性问题例1 已知函数().222m mx x x f -+-=(1)若不等式()mx x f -≥在R 上恒成立,求实数m 的取值范围;(2)记(){},10,≤≤==x x f y y A 且[),,∞+⊆0A 求实数m 的最大值。
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二次函数在闭区间上得最值
一、 知识要点:
一元二次函数得区间最值问题,核心就是函数对称轴与给定区间得相对位置关系得讨论。一般分为:对称轴在区间得左边,
中间,右边三种情况、
设,求在上得最大值与最小值。
分析:将配方,得顶点为、对称轴为
当时,它得图象就是开口向上得抛物线,数形结合可得在[m,n]上得最值:
(1)当时,得最小值就是得最大值就是
中得较大者。
(2)当时
若,由在上就是增函数则得最小值就是,最大值就是
若,由在上就是减函数则得最大值就是,最小值就是
当时,可类比得结论。
二、例题分析归类:
(一)、正向型
就是指已知二次函数与定义域区间,求其最值。对称轴与定义域区间得相互位置关系得讨论往往成为解决这类问题得关键。
此类问题包括以下四种情形:(1)轴定,区间定;(2)轴定,区间变;(3)轴变,区间定;(4)轴变,区间变。
1、 轴定区间定
二次函数就是给定得,给出得定义域区间也就是固定得,我们称这种情况就是“定二次函数在定区间上得最值”。
例1、 函数在区间[0,3]上得最大值就是_________,最小值就是_______。
解:函数就是定义在区间[0,3]上得二次函数,其对称轴方程就是,顶
点坐标为(2,2),且其图象开口向下,显然其顶点横坐标在[0,3]上,
如图1所示。函数得最大值为,最小值为。
图1
练习、 已知,求函数得最值。
解:由已知,可得,即函数就是定义在区间上得二次函数。将二次函数配方得
,其对称轴方程,顶点坐标,且图象开口向上。显然其顶点横坐标不在区
间内,如图2所示。函数得最小值为,最大值为。
图2
2、轴定区间变
二次函数就是确定得,但它得定义域区间就是随参数而变化得,我们称这种情况就是“定函数在动区间上得最值”。
例2、 如果函数定义在区间上,求得最小值。
解:函数,其对称轴方程为,顶点坐标为(1,1),图象开口向上。
如图1所示,若顶点横坐标在区间左侧时,有,此时,当时,函数取得最小值
。
图1
如图2所示,若顶点横坐标在区间上时,有,即。当时,函数取得最小值
。
图2
如图3所示,若顶点横坐标在区间右侧时,有,即。当时,函数取得最小值
综上讨论,
图8
例3、 已知,当时,求得最大值.
解:由已知可求对称轴为.
(1)当时,.
(2)当,即时,.
根据对称性若即时,.
若即时,.
(3)当即时,.
综上,
观察前两题得解法,为什么最值有时候分两种情况讨论,而有时候又分三种情况讨论呢?这些问题其实仔细思考就很容易
解决。不难观察:二次函数在闭区间上得得最值总就是在闭区间得端点或二次函数得顶点取到。第一个例题中,这个二次函数
就是开口向上得,在闭区间上,它得最小值在区间得两个端点或二次函数得顶点都有可能取到,有三种可能,所以分三种情况讨论;
而它得最大值不可能就是二次函数得顶点,只可能就是闭区间得两个端点,哪个端点距离对称轴远就在哪个端点取到,当然也就
根据区间中点与左右端点得远近分两种情况讨论。根据这个理解,不难解释第二个例题为什么这样讨论。
对二次函数得区间最值结合函数图象总结如下:
当时
当时
3、轴变区间定
二次函数随着参数得变化而变化,即其图象就是运动得,但定义域区间就是固定得,我们称这种情况就是“动二次函数在定
区间上得最值”。
例4、 已知,且,求函数得最值。
解:由已知有,于就是函数就是定义在区间上得二次函数,将配方
得:
二次函数得对称轴方程就是顶点坐标为,图象开口向上
由可得,显然其顶点横坐标在区间得左侧或左端点上。
函数得最小值就是,最大值就是。
图3
例5、 (1) 求在区间[-1,2]上得最大值。
(2) 求函数在上得最大值。
解:(1)二次函数得对称轴方程为,
当即时,;
当即时,。
综上所述:。
(2)函数图象得对称轴方程为,应分,,即,与这三种情形讨论,下列三图分别为
(1);由图可知
(2);由图可知
(3) 时;由图可知
;即
4、 轴变区间变
二次函数就是含参数得函数,而定义域区间也就是变化得,我们称这种情况就是“动二次函数在动区间上得最值”。
例6、 已知,求得最小值。
解:将代入u中,得
①,即时,
②,即时,
所以
(二)、逆向型
就是指已知二次函数在某区间上得最值,求函数或区间中参数得取值。
例7、 已知函数在区间上得最大值为4,求实数a得值。
解:
(1)若,不符合题意。
(2)若则
由,得
(3)若时,则
由,得
综上知或
例8、已知函数在区间上得最小值就是3最大值就是3,求,得值。
解法1:讨论对称轴中1与得位置关系。
①若,则
解得
②若,则,无解
③若,则,无解
④若,则,无解
综上,
解析2:由,知,则,
又∵在上当增大时也增大所以
解得
评注:解法2利用闭区间上得最值不超过整个定义域上得最值,缩小了,得取值范围,避开了繁难得分类讨论,解题过程简洁、明
了。
例9、 已知二次函数在区间上得最大值为3,求实数a得值。这就是一个逆向最值问题,若从求最值入手,需分与两大类五种
情形讨论,过程繁琐不堪。若注意到最大值总就是在闭区间得端点或抛物线得顶点处取到,因此先计算这些点得函数值,再检
验其真假,过程就简明多了。
具体解法为:
(1)令,得
此时抛物线开口向下,对称轴方程为,且,故不合题意;
(2)令,得
此时抛物线开口向上,闭区间得右端点距离对称轴较远,故符合题意;
(3)若,得
此时抛物线开口向下,闭区间得右端点距离对称轴较远,故符合题意。
综上,或
解后反思:若函数图象得开口方向、对称轴均不确定,且动区间所含参数与确定函数得参数一致,可采用先斩后奏得方法,利
用二次函数在闭区间上得最值只可能在区间端点、顶点处取得,不妨令之为最值,验证参数得资格,进行取舍,从而避开繁难得分
类讨论,使解题过程简洁、明了。
三、巩固训练
1.函数在上得最小值与最大值分别就是 ( )
1 ,3 ,3 (C) ,3 (D), 3
2.函数在区间 上得最小值就是 ( ) 2
3.函数得最值为 ( )
最大值为8,最小值为0 不存在最小值,最大值为8
(C)最小值为0, 不存在最大值 不存在最小值,也不存在最大值
4.若函数得取值范围就是______________________
5.已知函数上得最大值就是1,则实数a得值为
6.如果实数满足,那么有 ( )
(A)最大值为 1 , 最小值为 (B)无最大值,最小值为
(C))最大值为 1, 无最小值 (D)最大值为1,最小值为
7.已知函数在闭区间上有最大值3,最小值2,则得取值范围就是
( )
(A) (B) (C) (D)
8.若,那么得最小值为__________________
9.设就是方程得两个实根,则得最小值______
10.设求函数得最小值得解析式。
11.已知,在区间上得最大值为,求得最小值。
12、(2009江苏卷)设为实数,函数、
(1)若,求得取值范围;
(2)求得最小值;
(3)设函数,直接写出....(不需给出演算步骤)不等式得解集、
【解析】本小题主要考查函数得概念、性质、图象及解一元二次不等式等基础知识,考查灵活运用数形结合、分类讨论得思想
方法进行探索、分析与解决问题得综合能力。
(1)若,则
(2)当时,
当时,
综上
(3)时,得,
当时,;
当时,△>0,得:
讨论得:当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为、