我們知道二次函數(shù)y = a(x - h)2 + k(a ≠ 0).當(dāng)x = h時(shí),有最大(?。┲?y = k,其實(shí)這是指二次函數(shù)的自變量的取值范圍是全體實(shí)數(shù). 在一些實(shí)際問題中,自變量的取值范圍往往不是全體實(shí)數(shù),它的最值也不一定都在頂點(diǎn)位置,現(xiàn)舉幾例,供同學(xué)們學(xué)習(xí)時(shí)參考.
例1 有長24 m的籬笆,一面利用墻(墻的最大可用長度為10 m)圍成中間有一道籬笆的長方形花圃,設(shè)花圃的寬AB為x,面積為y,求花圃的最大面積.
解 由AB = x知BC = 24 - 3x(0 < 24 - 3x ≤ 10,即≤ x < 8).
當(dāng)x > 4時(shí),y隨x的增大而減小,
∴ x = 時(shí),y有最大值y = -3( - 4)2 + 48 =. 即花圃的最大面積為m2.
例2 (杭州市競賽題)已知k為實(shí)數(shù),求方程x2 - (k - 2)x + (k2 + 3k + 5) = 0兩實(shí)根平方和的最大值和最小值.
所以 -4 ≤ k ≤ -.
此時(shí)拋物線頂點(diǎn)不在自變量的取值范圍內(nèi),而當(dāng)k ≥ -5時(shí),y隨k的增大而減小.
∴當(dāng)k = -4時(shí),y有最大值 -(-4 + 5)2 + 19 = 18.
當(dāng)k = - 時(shí),y有最小值 -(- + 5)2 + 19 = .
∴原方程兩實(shí)根的平方和的最大值為18,最小值為 .
例3 如圖2,已知長、寬分別為a,b(a>b)的矩形ABCD中,截得?荀HEFG,使得AE=AH=CF=CG,求?荀EFGH面積的最大值.
解 設(shè)AH = x,?荀HEFG的面積為y,則
y = ab - 2 ×#8226;x - 2 -(a - x)(b - x) = -2x2 + (a + b)x=
b < a < 3b(拋物線頂點(diǎn)在自變量取值范圍內(nèi)如圖3)
x =時(shí),y的最大值為 .
(2)若≥ b,即a > 3b. (拋物線的頂點(diǎn)不在自變量的取值范圍內(nèi),如圖4)
當(dāng)x ≤時(shí),y隨x的增
大而增大,x = b時(shí)有最大值ab - b2.
綜上所述,若b < a ≤ 3b,當(dāng)x =時(shí),平行四邊形EFGH的最大面積為 ,若a > 3b,當(dāng)x = b時(shí),平行四邊形EFGH的最大面積為ab - b2.
從以上幾例可知,對于一些實(shí)際問題,其自變量的取值范圍不一定是全體實(shí)數(shù),用二次函數(shù)求最值時(shí),我們首先確定自變量取值范圍,并判定其頂點(diǎn)是否在自變量的取值范圍內(nèi),若在,其最大值或最小值就是頂點(diǎn)的縱坐標(biāo);若不在,則應(yīng)根據(jù)二次函數(shù)在自變量取值范圍內(nèi)的增減性來確定其最大值或最小值,千萬不可盲目使用頂點(diǎn)公式求最值.
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文?!?/p>