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专题 22.20 二次函数区间最值问题(知识梳理与考点分类讲解)
第一部分【知识点归纳】
二次函数最值问题是中考热点内容,区间最值则是重难点内容。本专题重
在解决区间为前提的二次函数最值问题的解题方法。
【知识点1】二次函数区间最值类型
为了形象和记忆方便,特别作以下规定:轴:表示对称轴,区间:表示自变量的取值
范围,动:表示含有参数,二次函数区间最值类型有以下四种:
(1)定轴定区间:即对称轴,区间都固定求最值;
(2)定轴动区间:即对称轴固定,区间动求最值;
(3)动轴定区间:即对称轴动,区间固定求最值;
(4)动轴动区间:即对称轴动,区间都动求最值。
【知识点2】解题方法:主要抓住三要素
(1)三点:表示区间的两个端点和中点;
(2)一轴:表示二次函数对称轴;
(3)开口:表示二次函数的开口方向;
以上三要素统称为:“三点一轴及开口”,通过数形结合方法,根据函数的增减性分类讨论
解决问题。
【知识点3】四种区间情况讨论
对于二次函数
y=ax²+bx+c(a≠0)
,求以下区间的最值。
1、若自变量为全体实数
b
x
2a
(1)当a>0时,当 时,函数有最小值,如图(1)
b
x
2a
(2)当a<0时,当 时,函数有最大值,如图(2)图1 图 2
2、若: 且
b
x
2a
(1)当a>0时,抛物线开口向上,当 时,函数有最小值;当x=n时,函数有最
大值,如图(3);
b
x
2a
(2)当a<0时,抛物线开口向下,当 时,函数有最大值;当x=n时,函数有最
小值,如图(4);
图 3 图 4
b
x
2a
注意:这里一定要注意 m,n与 的水平距离,距离越远的点,才是最值,一定要结
合实际情况。
b
x
3、若 ,且对称轴 2a 在区间的右边时
(1)当a>0时,抛物线开口向上,当 x=m时,函数有最大值;当 x=n时,函数有最小
值,如图(5);(2)当a<0时,抛物线开口向下,当 x=m时,函数有最小值;当 x=n时,函数有最大
值,如图(6);
图5 图6
b
x
4、若 ,且对称轴 2a 在区间的左边时
(1)当a>0时,抛物线开口向上,当 x=m时,函数有最小值;当 x=n时,函数有最大
值。
(2)当a<0时,抛物线开口向下,当 x=m时,函数有最大值;当 x=n时,函数有最小
值。
图7 图8
【知识点4】总结归纳如下:
1、根据题意画草图;
2、根据题意确定类型:
(1)对称轴在区间的左侧;(2)对称轴在区间的中间;(3)对称轴在区间的右侧.
3、画出最高点和最低点,确定最值。
第二部分【题型展示与方法点拨】
【题型1】自变量为全体实数【例1】(22-23九年级上·浙江·单元测试)求二次函数 的最小值.
【答案】-9
【分析】将二次函数解析式化成顶点式,即可得到其最小值.
解:∵ ,
∴二次函数 的最小值为 .
【点拨】本题考查了二次函数的最值问题,熟练掌握配方的方法,会将二次函数的一般形式化成顶点式
是解题的关键.
【变式1】(23-24九年级下·全国·课后作业)二次函数 的最小值是3,则a的值是
( )
A.3 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【分析】本题考查的是二次函数的性质,直接利用抛物线的开口向上,把抛物线化为顶点式,再求解即
可.
解: .
由题意,得 ,解得 .
故选D.
【变式2】(2024·浙江温州·二模)已知关于x的二次函数 ,该函数的最大值
为 .
【答案】5
【分析】本题考查了二次函数的最值问题,配方成顶点式,利用二次函数的图象和性质求解即可,熟练
掌握二次函数的性质是解此题的关键.
解:
∵∴抛物线开口向下
∴当 时,抛物线有最大值5.
故答案为:5.
【题型2】自变量取值范围为 且
【例2】(23-24九年级上·吉林·阶段练习)已知二次函数 的图象为抛物线C.
(1)抛物线C的顶点坐标为______.
(2)当 时,求y的取值范围;
【答案】(1) (2)
【分析】本题考查了二次函数的性质,二次函数的平移规律;
(1)将二次函数化成顶点式,即可求解;
(2)由(1)得抛物线的对称轴为直线 ,可得 , ,由开口方向向上时,距离对称
轴越大的点对应的函数值越大,即可求解;
解:(1)解:
,
顶点 ,
故答案为: ;
(2)解:由(1)得抛物线的对称轴为直线 ,
,
,
, ,
,
,;
【变式1】(2023·陕西西安·一模)已知二次函数 在 时有最小值−2,
则 ( )
A. 或 B. 或 C. 或 D. 或
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的性质,根据解析式可得对称轴为直线 ,进而分 和 两种情
况讨论,根据二次函数的性质,即可求解.
解: 二次函数解析式为 ,
二次函数对称轴为直线 ,
当m>0时,
在 时有最小值−2,
当x=1时, ,
;
当 时,
在 时有最小值−2,
当 时, ,
;
综上所述, 或 ,
故选:B.
【变式2】(2024·江苏镇江·二模)已知 , ,当 时,则S的最大值为 .
【答案】1
【分析】此题考查二次函数的最值.首先求出 的函数解析式,然后由 进一步得出 的取值范围
即可.
解:∵ ,
∴,抛物线开口向下,对称轴为直线 ,
∵ ,
当 时,函数 有最大值,等于 ,
故答案为:1.
b
x
【题型3】若 ,且对称轴 2a 在区间的右边时
【例3】(2023·贵州贵阳·模拟预测)已知二次函数y=x2−2ax+1的顶点坐标是 .
(1)当 时,求该二次函数的表达式;
(2)在(1)的条件下,当 时,求该二次函数的最大值;
【答案】(1) (2)
【分析】本题考查了待定系数法的应用,二次函数的图象和性质,二次函数的最值,分类讨论思想是解
题的关键.
(1)根据对称轴公式求解即可; (2)根据函数的增减性求解;
解:(1)解:根据题意可得,对称轴 ,当 时,所以 ,
∴二次函数的表达式为 .
(2)解:如图①,∵二次函数的表达式为 ,∴当 时,y的值随x值得增大而增大,
∵ ,
∴当 时,y的值随x值得增大而增大,
∴当 时,二次函数 有最大值,
解得 .
【变式1】(2024·内蒙古鄂尔多斯·三模)已知实数a,b满足 且 ,则代数式 的
最小值是( )
A.7 B.4 C.6 D.3
【答案】B
【分析】本题考查二次函数求最值,根据题意用含 的代数式表示 ,将代数式转化为只含 的代数式,
配方后,求最值即可.
解:∵ ,
∴ ,
∴
;
∵ ,∴当 时, 的值最小为 ;
故选B.
【变式2】(23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习)已知函数 ,当 时,有最大值
3,最小值2,则m的取值范围是 .
【答案】
【分析】先将该函数的表达式化为顶点式,得出当 时,y有最小值2,再把 代入 ,
求出x的值,即可求出m的取值范围.
解:∵ , ,
∴当 时,y有最小值2,
把 代入 得: ,
解得: ,
∵当 时,有最大值3,最小值2,
∴ ,
故答案为: .
【点拨】本题主要考查了二次函数的图象和性质,解题的关键是熟练掌握二次函数的对称性和增减性,
以及求二次函数的最值的方法.
b
x
【题型4】若 ,且对称轴 2a 在区间的左边时
【例4】(22-23九年级上·四川凉山·期中)某水果摊位购进一批水果,进价为每千克40元,物价部门规
定其销售价不低于成本价且不高于成本价的2倍.经试销发现,日销售量y(千克)与销售单价x(元/千
克)符合如图所示的一次函数关系:
(1)求y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)若在销售过程中每天还要支付房租水电等其他费用300元,当销售单价为多少时,该批水果的日获
利最大?最大获利是多少元?【答案】(1) (2)当销售单价为80时,该批水果的日获利最大;最大获利是
4500元
【分析】本题考查了一次函数的实际应用与二次函数的实际应用.
(1)根据图象利用待定系数法,即可求出直线解析式;
(2)利用每件利润 总销量 总利润,进而求出二次函数最值即可.
解:(1)解:设 与 之间的函数关系式 ,
把 , 分别代入
得 ,解得
(2)解:设该公司日获利润为 元,
,
抛物线开口向下,
当 时, 随 的增大而增大,
当 时, 有最大值答:当销售单价为80元时,该公司日获利最大,最大获利4500元.
【变式1】(23-24九年级上·湖北随州·阶段练习)将进货单价为50元的某种商品按零售价每个60元出
售时,每周能卖出100个,若这种商品零售价每涨价1元,周销售量就减少2个,但物价部门规定,最高
售价不能高于成本价的 ,则每周获得的最大利润为( )
A. 元 B. 元 C. 元 D. 元
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的实际应用题,主要考查了列二次函数解析式,求二次函数的最值.设降
价x元,表示出利润y与x的函数关系式,再根据题意求出自变量x的取值范围即可求出最大利润.
解:设涨价x元,每周获利 ,
∵最高售价不能高于成本价的 ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴当 时, 随x的增大而增大,
故当 时,y的最大值为 ,
故应选:C
【变式2】二次函数 在自变量 的值满足 时,其对应的函数值 的最大值为 ,则
该函数的最小值为 .
【答案】
【分析】由题意易得二次函数的对称轴为直线x=4,进而可得自变量 的值满足 时,在对称轴的
左侧,然后根据开口方向及二次函数的性质进行分类求解即可.
解:由二次函数 可得对称轴为直线 ,则有自变量 的值满足 在对称轴的
左侧,
①当a>0时,则有在 时,y随x的增大而减小;
当 时,y有最大值 ,即 ,解得 ,二次函数解析式为 ,
当 时,y有最小值,即 ;
②当 时,则有在 时,y随x的增大而增大;
当 时,y有最大值 ,即 ,解得 ,
,
不符合题意;
综上所述:最小值为 .
故答案为: .
【点拨】本题主要考查二次函数的性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
b
x
【题型5】若 ,且对称轴 2a 在区间的位置进行分类讨论
【例5】(23-24八年级下·云南·期末)已知抛物线 经过点 和点 .
(1)求此抛物线的解析式及顶点坐标;
(2)当自变量x满足 时,求y的取值范围;
(3)将此抛物线沿x轴平移m个单位后,当自变量x满足 时,y的最小值为5,求m的值.
【答案】(1)解析式为: ;顶点坐标为 (2) (3) 或
【分析】本题考查待定系数法求二次函数解析式,二次函数图象及性质,平移性质等.
(1)将点(1,0)和点(0,3)代入 中求出 的值,即可计算出本题答案;
(2)利用二次函数顶点式可得当 时取得最小值,再求出 和x=−1时对应的函数值即可得到本
题答案;
(3)根据题意分别设抛物线左右平移解析式,利用函数性质得到最值情况,即可得到本题答案.
解:(1)解:将点(1,0)和点(0,3)代入 中得,
,解得: ,∴ ,
∵ ,
∴顶点坐标为 ;
(2)解:∵ ,
∴二次函数对称轴为: ,
∵ ,
∴此时函数有最小值 ,
∵自变量x满足 时,
当 时, ,
当 时, ,
∴自变量x满足 时,y的取值范围为: ;
(3)解:∵将此抛物线沿x轴平移m个单位后,
∴设此抛物线沿x轴向右平移m个单位后解析式为 ,
∵当自变量 满足 时, 的最小值为5,
∴ ,即 ,
此时 时, ,即 ,解得: (舍去),
设此抛物线沿x轴向左平移m个单位后解析式为 ,
∵当自变量 满足 时, 的最小值为5,
∴ ,即 ,
此时 时, ,即 ,解得: (舍去),
综上所述: 的值为: 或 .
【变式1】(2024·陕西宝鸡·二模)已知二次函数 (a为常数),当 时,函
数的最大值与最小值的差为9,则a的值为( )A. B.4 C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的图像与性质,根据题意可知二次函数 ,故
该函数的对称轴为直线 ,函数的最大值为 ,然后根据对称轴 所在的位置进行分类讨论计算即
可;准确了解当 时,函数的最值会发生变化,从而结合方程解决问题是关键.
解:二次函数 ,
该函数的对称轴为直线 ,函数的最大值为 ,
当 时,
时,函数有最大值 ;
时,函数有最小值 ;
∵当 时,函数的最大值与最小值的差为9,
解得 (舍去);
当 时,
时,函数有最大值 ;
时,函数有最小值 ;
∵当 时,函数的最大值与最小值的差为9,
解得 (舍去);
当 时, 时,函数有最小值 ;
函数有最大值 ;解得 ;
当 时, 时,函数有最小值 ;
函数有最大值 ;
解得 ;
故选: .
【变式2】(2023·吉林长春·模拟预测)已知二次函数的表达式为 ,当 时,函
数有最大值 ,则 的最小值是 .
【答案】 /
【分析】本题考查二次函数图象及性质,二次函数顶点式等.根据题意可知对称轴 ,分
三段区间对抛物线增减性最值进行求解即可得出本题答案.
解:∵ ,
抛物线开口向下,对称轴为直线 ,
当 时, 时 取最大值,此时 ;
当 时, 时 取最大值,此时 ,
当 时, 时 取最大值,此时 ,
综上所述: 的最小值为 .
故答案为: .
第三部分【中考链接与拓展延伸】
1、直通中考
【例1】(2024·四川乐山·中考真题)已知二次函数 ,当 时,函数取得最大值;当 时,函数取得最小值,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,二次函数的最值等知识.熟练掌握二次函数的图象与性质
是解题的关键.
由 ,可知图象开口向上,对称轴为直线 ,顶点坐标为 ,当 时,
,即 关于对称轴对称的点坐标为 ,由当 时,函数取得最大值;当 时,函数取得
最小值,可得 ,计算求解,然后作答即可.
解:∵ ,
∴图象开口向上,对称轴为直线 ,顶点坐标为 ,
当 时, ,
∴ 关于对称轴对称的点坐标为 ,
∵当 时,函数取得最大值;当 时,函数取得最小值,
∴ ,
解得, ,
故选:C.
【例2】(2022·吉林长春·中考真题)已知二次函数 ,当 时,函数值y的最小值为
1,则a的值为 .
【答案】 /
【分析】先把函数解析式化为顶点式可得当 时,y随x的增大而增大,当 时,y随x的增大而
减小,然后分两种情况讨论:若 ;若 ,即可求解.
解: ,
∴当 时,y随x的增大而增大,当 时,y随x的增大而减小,
若 ,当 时,y随x的增大而减小,此时当 时,函数值y最小,最小值为 ,不合题意,
若 ,当 时,函数值y最小,最小值为1,
∴ ,
解得: 或 (舍去);
综上所述,a的值为 .
故答案为:
【点拨】本题主要考查了二次函数的图象和性质,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
2、拓展延伸
【例1】(2024·福建福州·模拟预测)已知抛物线 过点 , 两点,若
, 时,y的最大值为 ,则t的值是( )
A. B.0 C.1 D.4
【答案】C
【分析】根据抛物线 过点 , 两点,可以求得该抛物线的对称轴,然后再根
据 , 时,y的最大值为 即可求得 的值.
解:∵抛物线 过点 , 两点,
,
解得: ,∴抛物线 即为 ,
它的开口向下,对称轴是直线 ,
当 时, 有最大值 ,
若 ,则 ,
∵当 时,y的最大值为 ,
∴ ,
即 ,
解得: ,
∵ ,
.
故选:C.
【点拨】本题考查了二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标特征,二次函数的最值,熟练掌握二次
函数的性质是解题的关键.
【例2】(2023·浙江杭州·模拟预测)已知二次函数 ( , 为常数且 ),当
时, 随 的增大而增大,则 的最大值为 .
【答案】 /
【分析】本题考查二次函数的性质,由抛物线解析式可得抛物线的对称轴,由 随 的增大而增大的取值
范围可得 与 的数量关系,进而求解.
解: , 为常数且 ,
抛物线开口向上,对称轴为直线 ,
当 时, 随 的增大而增大,
,,即 ,
,
最大值为 .
故答案为: .