二次函數中矩形周長的最值問題與面積的最值問題,思考方法不一樣。矩形周長的最值問題一般藉助設點法表示出矩形的長和寬,然後利用公式得到周長,一般化簡後為二次函數,然後通過研究二次函數的性質得到最值。矩形面積最值問題,考查比較多的為籬笆問題,以實際應用題居多,籬笆問題中有一類題目需要特別注意,那就是含有「門」的籬笆問題,在處理時不要忽略「門」的存在。
01矩形周長的最值問題
例題1:已知如圖,拋物線y=x^2+(k^2+1)x+k+1的對稱軸是直線x=-1,且頂點在x軸上方.設M是直線x=-1左側拋物線上的一動點,過點M作x軸的垂線MG,垂足為G,過點M作直線x=-1的垂線MN,垂足為N,直線x=-1與x軸的交於H點,若M點的橫坐標為x,矩形MNHG的周長為l.
(1)求出k的值;
(2)寫出l關於x的函數解析式;
(3)是否存在點M,使矩形MNHG的周長最小?若存在,求出點M的坐標;若不存在,說明理由.
分析:(1)已知二次函數的對稱軸,根據對稱軸公式得到關於k的一元二次方程,求出答案後需要驗證,拋物線與y軸的交點在y軸坐標軸,那麼說明k+1>0,由此得到k的值。
(2)先用x表示出M點的坐標,根據兩點之間的距離公式得到MG,GH;再根據矩形的周長公式即可得到l關於x的函數解析式。
(3)先將l關於x的函數解析式配方,得到x的值,代入拋物線解析式即可得到使矩形MNHG的周長最小時點M的坐標。
本題考查的是二次函數的綜合題,涉及的知識點有:拋物線的對稱軸公式,兩點之間的距離公式,矩形的周長公式,配方法求最值問題,綜合性較強。
02矩形面積的最值問題
1.不含有「門」的問題
例題2:如圖,用一段長為40米的籬笆圍成一個一邊靠牆的矩形花圃ABCD,牆長16米.當AB長為多少米時所圍成的花圃面積最大,最大值是多少?
分析:可以設AB的長為x,那麼AB=CD=x,BC=40-x,根據矩形的面積公式得到關於x的二次函數,通過研究二次函數的最值得到矩形面積的最大值。
這類問題還是比較簡單的,解題時注意檢驗答案。
2.含有「門」的問題
例題3:如圖,用長30米的竹籬笆圍成一個矩形菜園,其中一面靠牆,牆長10米,牆的對面有一個2米寬的門,設垂直於牆的一邊長為x米,菜園的面積為S平方米.
(1)直接寫出S與x的函數關係式;
(2)若菜園的面積為96平方米,求x的值;
(3)若在牆的對面再開一個寬為a(0<a<3)米的門,且面積S的最大值為124平方米,直接寫出a的值.
分析:(1)根據矩形面積公式即可寫出函數關係式;(2)根據(1)所得關係式,將S=96代入即可求解;(3)再開一個寬為a的門,即矩形的另一邊長為(32-2x+a)m,根據矩形的面積公式即可求解.
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