初中数学中考名师面对面专题指导:初中数学中考名师面对面专题指导6:最大小值类问题_初中数学中考专题

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2018年初中数学中考名师面对面专题指导

第六讲最大小值类问题

(一)考点解析:

最值问题,也就是最大值和最小值问题,这类问题出现的试题,内容丰富,知识点多,涉及面广,解法灵活多样,而且具有一定的难度.

最值问题一般有三类,一是以几何背景的最值问题,一般可以看成是运动变化的图形在特殊位置时,与图形有关的几何量达到最大或最小值;二是有关函数的最值问题,如一次函数、反比例函数和二次函数;三是实际背景问题,来求最优化问题.

关键是要结合题意,借助相关的概念、图形的性质,将最值问题化归与转化为相应的数学模型(函数增减性、线段公理、三角形三边关系等)进行分析与突破

(二)考点训练

考点1:线段之和最值问题

【典型例题】:(2017贵州安顺)如图所示,正方形ABCD的边长为6,△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 6 .

【考点】PA:轴对称﹣最短路线问题;KK:等边三角形的性质;LE:正方形的性质.

【分析】由于点B与D关于AC对称,所以连接BD,与AC的交点即为P点.此时PD+PE=BE最小,而BE是等边△ABE的边,BE=AB,由正方形ABCD的边长为6,可求出AB的长,从而得出结果.

【解答】解:设BE与AC交于点P,连接BD,∵点B与D关于AC对称,∴PD=PB,∴PD+PE=PB+PE=BE最小. 即P在AC与BE的交点上时,PD+PE最小,为BE的长度; ∵正方形ABCD的边长为6,∴AB=6.

又∵△ABE是等边三角形,∴BE=AB=6. 故所求最小值为6. 故答案为:6.

【变式训练】:

(2017毕节)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,AD平分∠CAB交BC于D点,E,F分别是AD,AC上的动点,则CE+EF的最小值为()

A. B. C. D.6 【考点】PA:轴对称﹣最短路线问题;KF:角平分线的性质.

【分析】依据勾股定理可求得AB的长,然后在AB上取点C′,使AC′=AC,过点C′作C′F⊥AC,垂足为F,交AD与点E,先证明C′E=CE,然后可得到CE+EF=C′E+EF,然后依据垂直线段最短可知当点C′F⊥AC时,CE+EF有最小值,最后利用相似三角形的性质求解即可.

【解答】解:如图所示:在AB上取点C′,使AC′=AC,过点C′作C′F⊥AC,垂足为F,交AD与点E.

在Rt△ABC中,依据勾股定理可知BA=10. ∵AC=AC′,∠CAD=∠C′AD,AE=C′E,∴△AEC≌△AEC′. ∴CE=EC′. ∴CE+EF=C′E+EF.

∴当C′F⊥AC时,CE+EF有最小值. ∵C′F⊥AC,BC⊥AC,∴C′F∥BC. ∴△AFC′∽△ACB. ∴=,即

=,解得FC′=

故选:C.

考点2:线段之差或线段最值问题

【典型例题】:(2017.湖南怀化)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=120°,AB=10cm,点P是这个菱形内部或边上的一点.若以P,B,C为顶点的三角形是等腰三角形,则P,A(P,A两点不重合)两点间的最短距离为 10

﹣10 cm.

【考点】L8:菱形的性质;KH:等腰三角形的性质.

【分析】分三种情形讨论①若以边BC为底.②若以边PB为底.③若以边PC为底.分别求出PD的最小值,即可判断. 【解答】解:连接BD,在菱形ABCD中,∵∠ABC=120°,AB=BC=AD=CD=10,∴∠A=∠C=60°,∴△ABD,△BCD都是等边三角形,①若以边BC为底,则BC垂直平分线上(在菱形的边及其内部)的点满足题意,此时就转化为了“直线外一点与直线上所有点连线的线段中垂线段最短”,即当点P与点D重合时,PA最小,最小值PA=10; ②若以边PB为底,∠PCB为顶角时,以点C为圆心,BC长为半径作圆,与AC相交于一点,则弧BD(除点B外)上的所有点都满足△PBC是等腰三角形,当点P在AC上时,AP最小,最小值为10

﹣10;

③若以边PC为底,∠PBC为顶角,以点B为圆心,BC为半径作圆,则弧AC上的点A与点D均满足△PBC为等腰三角形,当点P与点A重合时,PA最小,显然不满足题意,故此种情况不存在; 综上所述,PD的最小值为10故答案为:10﹣1.

﹣10(cm);

【变式训练】:

(2017湖南怀化)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=120°,AB=10cm,点P是这个菱形内部或边上的一点.若以P,B,C为顶点的三角形是等腰三角形,则P,A(P,A两点不重合)两点间的最短距离为 10

﹣10 cm.

【考点】L8:菱形的性质;KH:等腰三角形的性质.

【分析】分三种情形讨论①若以边BC为底.②若以边PB为底.③若以边PC为底.分别求出PD的最小值,即可判断. 【解答】解:连接BD,在菱形ABCD中,∵∠ABC=120°,AB=BC=AD=CD=10,∴∠A=∠C=60°,∴△ABD,△BCD都是等边三角形,①若以边BC为底,则BC垂直平分线上(在菱形的边及其内部)的点满足题意,此时就转化为了“直线外一点与直线上所有点连线的线段中垂线段最短”,即当点P与点D重合时,PA最小,最小值PA=10;

②若以边PB为底,∠PCB为顶角时,以点C为圆心,BC长为半径作圆,与AC相交于一点,则弧BD(除点B外)上的所有点都满足△PBC是等腰三角形,当点P在AC上时,AP最小,最小值为10

﹣10;

③若以边PC为底,∠PBC为顶角,以点B为圆心,BC为半径作圆,则弧AC上的点A与点D均满足△PBC为等腰三角形,当点P与点A重合时,PA最小,显然不满足题意,故此种情况不存在; 综上所述,PD的最小值为10故答案为:10﹣1.

﹣10(cm);

方法归纳总结:

点P为任意一点时,要探究PA-PB的最大值,可数形结合,将其转化为相关图形(三角形),三边关系始终满足两边之差小于第三边(|PA-PB︱

考点3:表面展开最值问题

【典型例题】:我国古代有这样一道数学问题:“枯木一根直立地上,高二丈,周三尺,有葛藤自根缠绕而上,五周而达其顶,问葛藤之长几何?”题意是:如图所示,把枯木看作一个圆柱体,因一丈是十尺,则该圆柱的高为20尺,底面周长为3尺,有葛藤自点A处缠绕而上,绕五周后其末端恰好到达点B处,则问题中葛藤的最短长度是 25 尺.

【分析】这种立体图形求最短路径问题,可以展开成为平面内的问题解决,展开后可转化下图,所以是个直角三角形求斜边的问题,根据勾股定理可求出. 【解答】解:如图,一条直角边(即枯木的高)长20尺,另一条直角边长5×3=15(尺),因此葛藤长为故答案为:25.

=25(尺).

方法归纳总结:

平面展开最短路径问题,关键是把立体图形展成平面图形,本题是展成平面图形后为直角三角形按照勾股定理可求出解. 考点4:图形周长最值问题

【典型例题】:(2017.湖南怀化)如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣5与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的函数表达式;

(2)若点D是y轴上的一点,且以B,C,D为顶点的三角形与△ABC相似,求点D的坐标;

(3)如图2,CE∥x轴与抛物线相交于点E,点H是直线CE下方抛物线上的动点,过点H且与y轴平行的直线与BC,CE分别交于点F,G,试探究当点H运动到何处时,四边形CHEF的面积最大,求点H的坐标及最大面积;

(4)若点K为抛物线的顶点,点M(4,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQKM的周长最小,求出点P,Q的坐标.

【考点】HF:二次函数综合题.

【分析】(1)根据待定系数法直接抛物线解析式;

(2)分两种情况,利用相似三角形的比例式即可求出点D的坐标;

(3)先求出直线BC的解析式,进而求出四边形CHEF的面积的函数关系式,即可求出最大值;

(4)利用对称性找出点P,Q的位置,进而求出P,Q的坐标.

【解答】解:(1)∵点A(﹣1,0),B(5,0)在抛物线y=ax2+bx﹣5上,∴∴,∴抛物线的表达式为y=x2﹣4x﹣5,(2)如图1,令x=0,则y=﹣5,∴C(0,﹣5),∴OC=OB,∴∠OBC=∠OCB=45°,∴AB=6,BC=5,或,要使以B,C,D为顶点的三角形与△ABC相似,则有①当CD=AB=6,∴D(0,1),时,②当∴∴CD=时,,),); ∴D(0,即:D的坐标为(0,1)或(0,(3)设H(t,t2﹣4t﹣5),∵CE∥x轴,∴点E的纵坐标为﹣5,∵E在抛物线上,∴x2﹣4x﹣5=﹣5,∴x=0(舍)或x=4,∴E(4,﹣5),∴CE=4,∵B(5,0),C(0,﹣5),∴直线BC的解析式为y=x﹣5,∴F(t,t﹣5),∴HF=t﹣5﹣(t2﹣4t﹣5)=﹣(t﹣)2+∵CE∥x轴,HF∥y轴,∴CE⊥HF,∴S四边形CHEF=CE•HF=﹣2(t﹣)2+当t=时,四边形CHEF的面积最大为

(4)如图2,∵K为抛物线的顶点,∴K(2,﹣9),∴K关于y轴的对称点K'(﹣2,﹣9),∵M(4,m)在抛物线上,∴M(4,﹣5),.,∴点M关于x轴的对称点M'(4,5),∴直线K'M'的解析式为y=x﹣∴P(,0),Q(0,﹣).,【变式训练】:

(2017湖南怀化)如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣5与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的函数表达式;

(2)若点D是y轴上的一点,且以B,C,D为顶点的三角形与△ABC相似,求点D的坐标;

(3)如图2,CE∥x轴与抛物线相交于点E,点H是直线CE下方抛物线上的动点,过点H且与y轴平行的直线与BC,CE分别交于点F,G,试探究当点H运动到何处时,四边形CHEF的面积最大,求点H的坐标及最大面积;(4)若点K为抛物线的顶点,点M(4,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQKM的周长最小,求出点P,Q的坐标.

【考点】HF:二次函数综合题.

【分析】(1)根据待定系数法直接抛物线解析式;

(2)分两种情况,利用相似三角形的比例式即可求出点D的坐标;

(3)先求出直线BC的解析式,进而求出四边形CHEF的面积的函数关系式,即可求出最大值;

(4)利用对称性找出点P,Q的位置,进而求出P,Q的坐标.

【解答】解:(1)∵点A(﹣1,0),B(5,0)在抛物线y=ax2+bx﹣5上,∴∴,∴抛物线的表达式为y=x2﹣4x﹣5,(2)如图1,令x=0,则y=﹣5,∴C(0,﹣5),∴OC=OB,∴∠OBC=∠OCB=45°,∴AB=6,BC=5,或,要使以B,C,D为顶点的三角形与△ABC相似,则有①当时,CD=AB=6,∴D(0,1),②当∴∴CD=,),); 时,∴D(0,即:D的坐标为(0,1)或(0,(3)设H(t,t2﹣4t﹣5),∵CE∥x轴,∴点E的纵坐标为﹣5,∵E在抛物线上,∴x2﹣4x﹣5=﹣5,∴x=0(舍)或x=4,∴E(4,﹣5),∴CE=4,∵B(5,0),C(0,﹣5),∴直线BC的解析式为y=x﹣5,∴F(t,t﹣5),∴HF=t﹣5﹣(t2﹣4t﹣5)=﹣(t﹣)2+∵CE∥x轴,HF∥y轴,∴CE⊥HF,∴S四边形CHEF=CE•HF=﹣2(t﹣)2+当t=时,四边形CHEF的面积最大为

(4)如图2,∵K为抛物线的顶点,∴K(2,﹣9),∴K关于y轴的对称点K'(﹣2,﹣9),∵M(4,m)在抛物线上,.,∴M(4,﹣5),∴点M关于x轴的对称点M'(4,5),∴直线K'M'的解析式为y=x﹣∴P(,0),Q(0,﹣).,考点5:函数最值问题

【典型例题】:(2017贵州安顺)如图甲,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C,经过B、C两点的抛物线y=x2+bx+c与x轴的另一个交点为A,顶点为P.(1)求该抛物线的解析式;

(2)在该抛物线的对称轴上是否存在点M,使以C,P,M为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,请直接写出所符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由;

(3)当0<x<3时,在抛物线上求一点E,使△CBE的面积有最大值(图乙、丙供画图探究).

【考点】HF:二次函数综合题.

【分析】(1)由直线解析式可求得B、C坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;

(2)由抛物线解析式可求得P点坐标及对称轴,可设出M点坐标,表示出MC、MP和PC的长,分MC=MP、MC=PC和MP=PC三种情况,可分别得到关于M点坐标的方程,可求得M点的坐标;

(3)过E作EF⊥x轴,交直线BC于点F,交x轴于点D,可设出E点坐标,表示出F点的坐标,表示出EF的长,进一步可表示出△CBE的面积,利用二次函数的性质可求得其取得最大值时E点的坐标. 【解答】解:

(1)∵直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C,∴B(3,0),C(0,3),把B、C坐标代入抛物线解析式可得∴抛物线解析式为y=x2﹣4x+3;(2)∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴抛物线对称轴为x=2,P(2,﹣1),设M(2,t),且C(0,3),∴MC==,MP=|t+1|,PC=

=

2,解得,∵△CPM为等腰三角形,∴有MC=MP、MC=PC和MP=PC三种情况,①当MC=MP时,则有

=|t+1|,解得t=,此时M(2,); ②当MC=PC时,则有此时M(2,7);

③当MP=PC时,则有|t+1|=2﹣1+2)或(2,﹣1﹣

2=2,解得t=﹣1(与P点重合,舍去)或t=7,解得t=﹣1+2);

或t=﹣1﹣2,此时M(2,综上可知存在满足条件的点M,其坐标为(2,)或(2,7)或(2,﹣1+2或(2,﹣1﹣2);)(3)如图,过E作EF⊥x轴,交BC于点F,交x轴于点D,设E(x,x2﹣4x+3),则F(x,﹣x+3),∵0<x<3,∴EF=﹣x+3﹣(x2﹣4x+3)=﹣x2+3x,∴S△CBE=S△EFC+S△EFB=EF•OD+EF•BD=EF•OB=×3(﹣x2+3x)=﹣(x﹣)2+,∴当x=时,△CBE的面积最大,此时E点坐标为(,),即当E点坐标为(,)时,△CBE的面积最大. 【变式训练】:

(2017毕节)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交坐标轴于A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣4)三点,点P是直线BC下方抛物线上一动点.(1)求这个二次函数的解析式;

(2)是否存在点P,使△POC是以OC为底边的等腰三角形?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由;

(3)动点P运动到什么位置时,△PBC面积最大,求出此时P点坐标和△PBC的最大面积.

【考点】HF:二次函数综合题.

【分析】(1)由A、B、C三点的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;(2)由题意可知点P在线段OC的垂直平分线上,则可求得P点纵坐标,代入抛物线解析式可求得P点坐标;

(3)过P作PE⊥x轴,交x轴于点E,交直线BC于点F,用P点坐标可表示出PF的长,则可表示出△PBC的面积,利用二次函数的性质可求得△PBC面积的最大值及P点的坐标. 【解答】解:

(1)设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,把A、B、C三点坐标代入可得∴抛物线解析式为y=x2﹣3x﹣4;

(2)作OC的垂直平分线DP,交OC于点D,交BC下方抛物线于点P,如图1,解得,∴PO=PD,此时P点即为满足条件的点,∵C(0,﹣4),∴D(0,﹣2),∴P点纵坐标为﹣2,代入抛物线解析式可得x2﹣3x﹣4=﹣2,解得x=∴存在满足条件的P点,其坐标为((3)∵点P在抛物线上,∴可设P(t,t2﹣3t﹣4),过P作PE⊥x轴于点E,交直线BC于点F,如图2,(小于0,舍去)或x=,﹣2);

∵B(4,0),C(0,﹣4),∴直线BC解析式为y=x﹣4,∴F(t,t﹣4),∴PF=(t﹣4)﹣(t2﹣3t﹣4)=﹣t2+4t,∴S△PBC=S△PFC+S△PFB=PF•OE+PF•BE=PF•(OE+BE)=PF•OB=(﹣t2+4t)×4=﹣2(t﹣2)2+8,∴当t=2时,S△PBC最大值为8,此时t2﹣3t﹣4=﹣6,∴当P点坐标为(2,﹣6)时,△PBC的最大面积为8.

(三)考点检测

1.(2017内蒙古赤峰)如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象交x轴于A、B两点,交y轴于点D,点B的坐标为(3,0),顶点C的坐标为(1,4).

(1)求二次函数的解析式和直线BD的解析式;

(2)点P是直线BD上的一个动点,过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,当点P在第一象限时,求线段PM长度的最大值;

(3)在抛物线上是否存在异于B、D的点Q,使△BDQ中BD边上的高为2若存在求出点Q的坐标;若不存在请说明理由. 【考点】HF:二次函数综合题.

【分析】(1)可设抛物线解析式为顶点式,由B点坐标可求得抛物线的解析式,则可求得D点坐标,利用待定系数法可求得直线BD解析式;

(2)设出P点坐标,从而可表示出PM的长度,利用二次函数的性质可求得其最大值;

(3)过Q作QG∥y轴,交BD于点G,过Q和QH⊥BD于H,可设出Q点坐标,表示出QG的长度,由条件可证得△DHG为等腰直角三角形,则可得到关于Q点坐标的方程,可求得Q点坐标. 【解答】解:

(1)∵抛物线的顶点C的坐标为(1,4),∴可设抛物线解析式为y=a(x﹣1)2+4,∵点B(3,0)在该抛物线的图象上,∴0=a(3﹣1)2+4,解得a=﹣1,∴抛物线解析式为y=﹣(x﹣1)2+4,即y=﹣x2+2x+3,∵点D在y轴上,令x=0可得y=3,∴D点坐标为(0,3),∴可设直线BD解析式为y=kx+3,把B点坐标代入可得3k+3=0,解得k=﹣1,?∴直线BD解析式为y=﹣x+3;

(2)设P点横坐标为m(m>0),则P(m,﹣m+3),M(m,﹣m2+2m+3),∴PM=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m=﹣(m﹣)2+,∴当m=时,PM有最大值;

(3)如图,过Q作QG∥y轴交BD于点G,交x轴于点E,作QH⊥BD于H,设Q(x,﹣x2+2x+3),则G(x,﹣x+3),∴QG=|﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)|=|﹣x2+3x|,∵△BOD是等腰直角三角形,∴∠DBO=45°,∴∠HGQ=∠BGE=45°,当△BDQ中BD边上的高为2∴QG=×2=4,时,即QH=HG=

2,∴|﹣x2+3x|=4,当﹣x2+3x=4时,△=9﹣16<0,方程无实数根,当﹣x2+3x=﹣4时,解得x=﹣1或x=4,∴Q(﹣1,0)或(4,﹣5),综上可知存在满足条件的点Q,其坐标为(﹣1,0)或(4,﹣5).

2.(2017哈尔滨)威丽商场销售A,B两种商品,售出1件A种商品和4件B种商品所得利润为600元,售出3件A种商品和5件B种商品所得利润为1100元.

(1)求每件A种商品和每件B种商品售出后所得利润分别为多少元;(2)由于需求量大,A、B两种商品很快售完,威丽商场决定再一次购进A、B两种商品共34件.如果将这34件商品全部售完后所得利润不低于4000元,那么威丽商场至少需购进多少件A种商品?

【考点】C9:一元一次不等式的应用;9A:二元一次方程组的应用.

【分析】(1)设A种商品售出后所得利润为x元,B种商品售出后所得利润为y元.由售出1件A种商品和4件B种商品所得利润为600元,售出3件A种商品和5件B种商品所得利润为1100元建立两个方程,构成方程组求出其解就可以;(2)设购进A种商品a件,则购进B种商品(34﹣a)件.根据获得的利润不低于4000元,建立不等式求出其解就可以了.

【解答】解:(1)设A种商品售出后所得利润为x元,B种商品售出后所得利润为y元.由题意,得,解得:

答:A种商品售出后所得利润为200元,B种商品售出后所得利润为100元.(2)设购进A种商品a件,则购进B种商品(34﹣a)件.由题意,得 200a+100(34﹣a)≥4000,解得:a≥6 答:威丽商场至少需购进6件A种商品.

3.(2017黑龙江鹤岗)如图,边长为4的正方形ABCD,点P是对角线BD上一动点,点E在边CD上,EC=1,则PC+PE的最小值是 5 .

【考点】PA:轴对称﹣最短路线问题;LE:正方形的性质.

【分析】连接AC、AE,由正方形的性质可知A、C关于直线BD对称,则AE的长即为PC+PE的最小值,再根据勾股定理求出AE的长即可. 【解答】解:连接AC、AE,∵四边形ABCD是正方形,∴A、C关于直线BD对称,∴AE的长即为PC+PE的最小值,∵CD=4,CE=1,∴DE=3,在Rt△ADE中,∵AE==

=5,∴PC+PE的最小值为5. 故答案为:5.

4.(2017浙江湖州)湖州素有鱼米之乡之称,某水产养殖大户为了更好地发挥技术优势,一次性收购了20000kg淡水鱼,计划养殖一段时间后再出售.已知每天放养的费用相同,放养10天的总成本为30.4万元;放养20天的总成本为30.8万元(总成本=放养总费用+收购成本).

(1)设每天的放养费用是a万元,收购成本为b万元,求a和b的值;(2)设这批淡水鱼放养t天后的质量为m(kg),销售单价为y元/kg.根据以往经验可知:m与t的函数关系为关系如图所示.

①分别求出当0≤t≤50和50<t≤100时,y与t的函数关系式;

②设将这批淡水鱼放养t天后一次性出售所得利润为W元,求当t为何值时,W最大?并求出最大值.(利润=销售总额﹣总成本)

;y与t的函数

【考点】HE:二次函数的应用. 【分析】(1)由放养10天的总成本为30.4万元;放养20天的总成本为30.8万元可得答案;

(2)①分0≤t≤50、50<t≤100两种情况,结合函数图象利用待定系数法求解可得;

②就以上两种情况,根据“利润=销售总额﹣总成本”列出函数解析式,依据一次函数性质和二次函数性质求得最大值即可得. 【解答】解:(1)由题意,得:解得,答:a的值为0.04,b的值为30;

(2)①当0≤t≤50时,设y与t的函数解析式为y=k1t+n1,将(0,15)、(50,25)代入,得:,解得:,∴y与t的函数解析式为y=t+15;

当50<t≤100时,设y与t的函数解析式为y=k2t+n2,将点(50,25)、代入,得:,解得:,∴y与t的函数解析式为y=﹣②由题意,当0≤t≤50时,W=20000(t+15)﹣=3600t,∵3600>0,t+30;

∴当t=50时,W最大值=180000(元); 当50<t≤100时,W=(﹣

t+30)﹣ =﹣10t2+1100t+150000 =﹣10(t﹣55)2+180250,∵﹣10<0,∴当t=55时,W最大值=180250(元),综上所述,放养55天时,W最大,最大值为180250元.

5.(2017广东)如图,在平面直角坐标系中,O为原点,四边形ABCO是矩形,点A,C的坐标分别是A(0,2)和C(2,0),点D是对角线AC上一动点(不与A,C重合),连结BD,作DE⊥DB,交x轴于点E,以线段DE,DB为邻边作矩形BDEF.

(1)填空:点B的坐标为(2,2);

(2)是否存在这样的点D,使得△DEC是等腰三角形?若存在,请求出AD的长度;若不存在,请说明理由;(3)①求证: =;

②设AD=x,矩形BDEF的面积为y,求y关于x的函数关系式(可利用①的结论),并求出y的最小值.

【考点】SO:相似形综合题.

【分析】(1)求出AB、BC的长即可解决问题;

(2)存在.连接BE,取BE的中点K,连接DK、KC.首先证明B、D、E、C四点共圆,可得∠DBC=∠DCE,∠EDC=∠EBC,由tan∠ACO=

=,推出∠ACO=30°,∠ACD=60°由△DEC是等腰三角形,观察图象可知,只有ED=EC,推出∠DBC=∠DCE=∠EDC=∠EBC=30°,推出∠DBC=∠BCD=60°,可得△DBC是等边三角形,推出DC=BC=2,由此即可解决问题;

(3)①由(2)可知,B、D、E、C四点共圆,推出∠DBC=∠DCE=30°,由此即可解决问题; ②作DH⊥AB于H.想办法用x表示BD、DE的长,构建二次函数即可解决问题; 【解答】解:(1)∵四边形AOCB是矩形,∴BC=OA=2,OC=AB=2∴B(2,2).,2).,∠BCO=∠BAO=90°,故答案为(2

(2)存在.理由如下:

连接BE,取BE的中点K,连接DK、KC.

∵∠BDE=∠BCE=90°,∴KD=KB=KE=KC,∴B、D、E、C四点共圆,∴∠DBC=∠DCE,∠EDC=∠EBC,∵tan∠ACO==,∴∠ACO=30°,∠ACB=60°

①如图1中,△DEC是等腰三角形,观察图象可知,只有ED=EC,∴∠DBC=∠DCE=∠EDC=∠EBC=30°,∴∠DBC=∠BCD=60°,∴△DBC是等边三角形,∴DC=BC=2,在Rt△AOC中,∵∠ACO=30°,OA=2,∴AC=2AO=4,∴AD=AC﹣CD=4﹣2=2.

∴当AD=2时,△DEC是等腰三角形.

②如图2中,∵△DCE是等腰三角形,易知CD=CE,∠DBC=∠DEC=∠CDE=15°,∴∠ABD=∠ADB=75°,∴AB=AD=2,. 综上所述,满足条件的AD的值为2或2

(3)①由(2)可知,B、D、E、C四点共圆,∴∠DBC=∠DCE=30°,∴tan∠DBE=∴

②如图2中,作DH⊥AB于H. =.,在Rt△ADH中,∵AD=x,∠DAH=∠ACO=30°,∴DH=AD=x,AH=∴BH=2﹣x,=,[

]2=

(x2﹣6x+12),=

x,在Rt△BDH中,BD=∴DE=BD=•∴矩形BDEF的面积为y=即y=∴y=∵x2﹣2x+

4,(x﹣3)2+>0,∴x=3时,y有最小值6.如图,直线y=﹣

. x+

分别与x轴、y轴交于B、C两点,点A在x轴上,∠ACB=90°,抛物线y=ax2+bx+(1)求A、B两点的坐标;(2)求抛物线的解析式;

经过A,B两点.

(3)点M是直线BC上方抛物线上的一点,过点M作MH⊥BC于点H,作MD∥y轴交BC于点D,求△DMH周长的最大值.

【分析】(1)由直线解析式可求得B、C坐标,在Rt△BOC中由三角函数定义可求得∠OCB=60°,则在Rt△AOC中可得∠ACO=30°,利用三角函数的定义可求得OA,则可求得A点坐标;

(2)由A、B两点坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;

(3)由平行线的性质可知∠MDH=∠BCO=60°,在Rt△DMH中利用三角函数的定义可得到DH、MH与DM的关系,可设出M点的坐标,则可表示出DM的长,从而可表示出△DMH的周长,利用二次函数的性质可求得其最大值. 【解答】解:(1)∵直线y=﹣∴B(3,0),C(0,∴OB=3,OC=∴tan∠BCO=,=,x+

分别与x轴、y轴交于B、C两点,),∴∠BCO=60°,∵∠ACB=90°,∴∠ACO=30°,∴=tan30°=,即

=,解得AO=1,∴A(﹣1,0);(2)∵抛物线y=ax2+bx+经过A,B两点,∴,解得,∴抛物线解析式为y=﹣

x2+x+;

(3)∵MD∥y轴,MH⊥BC,∴∠MDH=∠BCO=60°,则∠DMH=30°,∴DH=DM,MH=DM,DM=

DM,∴△DMH的周长=DM+DH+MH=DM+DM+∴当DM有最大值时,其周长有最大值,∵点M是直线BC上方抛物线上的一点,∴可设M(t,﹣∴DM=﹣∴DM=﹣t2+t2+ t2+t+t+

t+),则D(t,﹣

t+

t+),t2+

t=﹣

2(t﹣)+),),则D(t,﹣﹣(﹣

t+)=﹣,∴当t=时,DM有最大值,最大值为此时DM=×

=

.,即△DMH周长的最大值为【点评】本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、三角函数的定义、二次函数的性质、方程思想等知识.在(1)中注意函数图象与坐标的交点的求法,在(2)中注意待定系数法的应用,在(3)中找到DH、MH与DM的关系是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中.

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