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二次函数与图形的面积思维导图
1、求二次函数 y = ax^2 + bx + c (a≠0) 最值的方法:
(1)用配方法将 y = ax^2 + bx + c 化成 y = a(x - h )^2 + k 的形式,当自变量 x = h 时,函数 y 有最大(小)值为 k 。
(2)用公式法, 当 x = -b/2a 时,二次函数 y = ax^2 + bx + c 有最大(小)值 (4ac - b^2)/4a 。
2、面积最值问题应设图形的一边长为 自变量 ,所求面积为因变量,建立 二次函数 的模型,利用二次函数有关知识求得最值,要注意函数自变量的 取值范围 。
3、图形面积的最大值:
例题1、如图所示、围成一个矩形花圃,花圃的一边利用足够长的墙,另三边用总长为 32 m 的篱笆恰好围成。围成的花圃是如图所示的矩形 ABCD 。设 AB 边的长为 x m,矩形 ABCD 的面积为 S m^2 。
(1)求 S 与 x 之间的函数关系式,(不要求写出自变量 x 的取值范围);
(2)当 x 为何值时, S 有最大值?并求出最大值 。
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图(1)
解:
(1)S = AB×BC = x(32 - 2x ) = -2x^2 + 32x ;
(2)因为 a = -2 < 0 , 所以 S 有最大值,当 x = 8 时,S最大值 = 128 。
注:最大(小)值实际是抛物线的最高(低)点的纵坐标,实际问题要考虑自变量的取值范围。
例题2、如图、已知 平行四边形 ABCD 的周长为 8 cm , ∠B= 30°,若边长 AB = x cm 。
图(2)
(1)平行四边ABCD 的面积 y(cm^2)与 x 之间的函数关系式为 y = -1/2 x^2 + 2x ,自变量 x 的取值范围是
0 < x < 4 。
(2)当 x 取 2 时,y 的值最大,最大值为 2 。
例题3、如图、一个正方形纸板的边长为 10 cm,将它割去一个正方形,留下四个全等的直角三角形(图中阴影部分)。设 AE = BF = CG = DH = x cm , 阴影部分的面积为 y cm^2 。
(1)求 y 关于 x 的函数解析式和自变量的取值范围;
(2)当 x 取何值时,阴影部分的面积最大?最大值是多少?
图(3)
解:
(1)y = -2x^2 + 20x (0 < x < 10);
(2)配方得: y = -2(x - 5 )^2 + 50 ,
当 x = 5 时,阴影部分的面积最大,最大值是 50 cm^2 。
例题4、用一段长为 30 m 的篱笆围成一个一边靠墙,墙长为 13 m ,中间隔有一道篱笆的矩形菜园,为了方便出入,在如图所示位置装上 1.5 m 宽的门,这个矩形菜园的长、宽各为多少时菜园的面积最大,最大面积是多少?
图(4)
解:
图(5)
例题5、如图、等腰直角三角形 ABC 以 2 cm/s 的速度沿直线 m 匀速向正方形 CDEF 移动,直到 AB 与 EF 重合。设移动 x s 时,三角形与正方形重合部分的面积为 y cm^2 。
(1)当 x = 2.7 时, y 的值分别为多少?
(2)求从开始移动时到 AB 与 EF 重合时, y 与 x 的关系式,并求出 x 的取值范围。
图(6)
解:
图(7)
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