葛衛(wèi)國
二次函數(shù)作為初中數(shù)學的重要知識點,難度頗高,經(jīng)常出現(xiàn)在中考壓軸題中,而在求三角形面積的最值問題時,更是常見。今天我們就對二次函數(shù)中的面積最值問題作一個簡單的總結(jié),找出幾種常見的解法。同學們?nèi)绻軓闹袑W習并熟練掌握一兩種解法,再遇到類似問題,將會更快速地解決。
例 如圖1,拋物線y=-x2+bx+c與x軸交于A(3,0)、B(-l,0)兩點。
(1)求拋物線的函數(shù)表達式;
(2)設(shè)拋物線交y軸于點C,在拋物線上的第一象限上是否存在一點P,使△PAC的面積最大?若存在,求出點P的坐標及△PAC面積的最大值;若不存在,請說明理由。
第(1)問比較簡單,同學們只需要把兩點坐標分別代入,即可分別求出6、c的值,得到函數(shù)表達式為y=-x2+2x+3。下面我們著重探討第(2)問中的面積最大值的求法。
一、補形、割形法
幾何圖形中常見的處理方法有分割、補形等,此類方法的要點是把所求的圖形進行適當?shù)难a或割,變成有利于表示面積的圖形。
解法1:女口圖2,設(shè)P(x,-x2+2x+3)(O
∵S△PAC=S四邊形OCPA -S△A0C
=S四邊形OCPA-9/2
若四邊形OCPA的面積最大,則△APC的面積就最大。
∴S四邊形OCPA=S四邊形OCPE+S△AEP
當x=3/2時,S四邊形OCPA最大值=9/2+27/8,
∴S△PAC最大值=9/2+27/8-9/2=27/8,
此時,一x2+2x+3=15/4,
∴點P的坐標為(3/2,15/4)。
角翠法2:如圖2,設(shè)P(x,-x2+2x+3)(O
后面的步驟和解法1一樣。
二、鉛垂法
用鉛垂法求三角形的面積,在求二次函數(shù)中的面積最值問題時,使用得很多。
首先設(shè)點P的坐標,利用代數(shù)式分別表示出鉛垂高度和水平寬度,然后表示出三角形的面積,進而求出面積最大值。
解法3:如圖3,過點P作PE⊥x軸于點E,交AC于點F。
設(shè)P(x,-x2+2x+3)(O
三、切線法
若要使△PAC面積最大,只需使AC邊上的高最大。作AC的平行線Z,當直線l與拋物線有唯一交點(即點P)時,此時△PAC的面積最大,這便是切線法。
解法4:如圖4,直線AC的表達式為y=-x+3,作AC的平行線l,交y軸于點M,從而可設(shè)直線l的表達式為y=-x+b。即-x2+3x+3-b=0。由△=32—4×(一1)×(3—6)=0,得b=21/4,x=3/2,M(O,21/4)。此時P(3/2,15/4),AC邊上的高h最大,h=MC·sin∠CMP=MC·sin∠OCA
四、三角函數(shù)法
本題也可直接用三角函數(shù)法來求。
解法5:如圖5,作PE⊥x軸于點E,交AC于點F,作PM⊥AC于點M。設(shè)點P(x,-x2+2x+3)(O
通過以上四種解法的學習,老師相信同學們對二次函數(shù)中三角形面積的求法都有了自己的想法。一般來說,只要同學們能掌握解法1和解法2,那么在二次函數(shù)的綜合題中,再出現(xiàn)求三角形面積最大值的問題,就能輕松面對了。
(作者單位:江蘇省泗陽縣教師發(fā)展中心)