李明剛
摘要:閉區(qū)間上二次函數(shù)的已知最值求參數(shù)問題最基本的求解策略是:利用數(shù)形結(jié)合的方法,對(duì)圖像的對(duì)稱軸與自變量取值范圍的位置關(guān)系進(jìn)行分類討論。借助此策略,具體解決“定范圍動(dòng)軸”問題和“動(dòng)范圍定軸”問題。
關(guān)鍵詞:二次函數(shù) 參數(shù) 最值 分類討論
二次函數(shù)的最值問題,尤其是閉區(qū)間上的最值問題,無論是已知二次函數(shù)求最值,還是已知最值求(二次函數(shù)中的)參數(shù),都是中考的一個(gè)熱點(diǎn)。原因在于其能夠綜合的內(nèi)容比較多,也足夠復(fù)雜。
對(duì)于閉區(qū)間上的二次函數(shù)y=c(x-m)2+n(a≤x≤b),已知參數(shù)求最值,較為簡(jiǎn)單;而已知最值求參數(shù),則讓很多學(xué)生頭疼。其實(shí),后者(即含參二次函數(shù)的最值問題)最基本的求解策略是:利用數(shù)形結(jié)合的方法,對(duì)圖像的對(duì)稱軸與自變量取值范圍的位置關(guān)系進(jìn)行分類討論。一般地,可以分對(duì)稱軸在自變量取值范圍的左側(cè)(m≤a)、中間(a 下面,對(duì)此類問題的求解策略,分“自變量的取值范圍給定(不含參),圖像的對(duì)稱軸變化(含參)”“圖像的對(duì)稱軸給定(不含參),自變量的取值范圍變化(含參)”兩種常見題型,具體舉出無現(xiàn)實(shí)背景和有現(xiàn)實(shí)背景的例子來充分說明情況。 一、“定范圍動(dòng)軸”問題 例1(2018年濰坊市中考數(shù)學(xué)卷第9題改編)已知二次函數(shù)y=-(x-h)2(h為常數(shù)),當(dāng)自變量x的值滿足2≤x≤5時(shí),函數(shù)值y的最大值為-1,則h的值為。 根據(jù)上述求解策略,分三種情況討論: (1)當(dāng)h≤2時(shí),可得當(dāng)x=2時(shí)y取最大值,即有-(2-h)2=-1,解得h1=1,h2=3(舍去); (2)當(dāng)2 (3)當(dāng)h≥5時(shí),可得當(dāng)x=5時(shí)y取最大值,即有-(5-h)2=-1,解得h3=4(舍去),h4=6。 綜上,h的值為1或6。 例2(2017年揚(yáng)州市中考數(shù)學(xué)卷第27題改編)農(nóng)經(jīng)公司以30元/千克的價(jià)格收購(gòu)一批農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行銷售,為了得到日銷售量p(千克)與銷售價(jià)格x(元/千克)之間的關(guān)系,經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查獲得部分?jǐn)?shù)據(jù)如表1。若農(nóng)經(jīng)公司每銷售1千克這種農(nóng)產(chǎn)品需支出a元(a>0)的相關(guān)費(fèi)用,當(dāng)40≤x≤45時(shí),農(nóng)經(jīng)公司日獲利的最大值為2430元,求a的值。(日獲利=日銷售利潤(rùn)-日支出費(fèi)用) 表1 銷售價(jià)格x(元/千克)3035404550日銷售量p(千克)6004503001500解答本題,首先要根據(jù)題意,得出日獲利w與銷售價(jià)格x之間的函數(shù)關(guān)系式。為此,可以先根據(jù)表1,得到日銷售量p與銷售價(jià)格x之間的函數(shù)關(guān)系式p=-30x+1500,再根據(jù)日獲利=日銷售利潤(rùn)-日支出費(fèi)用,得到w=p(x-30)-pa=(-30x+1500)(x-30-a)=-30x2+(2400+30a)x-(1500a+45000)。其圖像的對(duì)稱軸方程為x=-2400+30a2×(-30)=40+12a。 接下來,根據(jù)上述求解策略,分三種情況討論: (1)當(dāng)40+12a≤40時(shí),a≤0,與題意不符; (2)當(dāng)40<40+12a<45時(shí),0<a<10,可得當(dāng)x=40+12a時(shí)w取最大值,即有3014a2-10a+100=2430,解得a1=2,a2=38(舍去); (3)當(dāng)40+12a≥45時(shí),a≥10,可得當(dāng)x=45時(shí)w取最大值,即有2250-150a=2430,顯然與題意不符。 綜上所述,a的值為2。 二、“動(dòng)范圍定軸”問題 例3(2018年黃岡市中考數(shù)學(xué)卷第6題改編)當(dāng)m≤x≤n時(shí),函數(shù)y=x2-2x+1的最小值為1,最大值為4,求m、n的值。 根據(jù)上述求解策略,分三種情況討論: (1)當(dāng)m≥1時(shí),可得當(dāng)x=m時(shí)y取最小值,當(dāng)x=n時(shí)y取最大值,即有(m-1)2=1,(n-1)2=4,解得m1=2,m2=0(舍去),n1=3,n2=-1(舍去); (2)當(dāng)m<1 (3)當(dāng)n≤1時(shí),可得當(dāng)x=m時(shí)y取最大值,當(dāng)x=n時(shí)y取最小值,即有(m-1)2=4,(n-1)2=1,解得m1=-1,m2=3(舍去);n1=0,n2=2(舍去)。 綜上,m=2,n=3或m=-1,n=0。 例4(2018年福建省中考數(shù)學(xué)A卷第23題改編)如圖2,在足夠大的空地上有一段長(zhǎng)為a米的舊墻MN。某人利用舊墻和木欄圍成一個(gè)矩形菜園ABCD,其中AD≤MN。已知矩形菜園的一邊靠墻,另三邊一共用了100米木欄。若矩形菜園ABCD面積的最大值為1200平方米,求a的值。 解答本題,首先可設(shè)AD=x m,根據(jù)題意得到矩形面積S=x100-x2=-12(x-50)2+1250(m2)。根據(jù)題意可得: