作三角形铅锤高是解决三角形面积问题的一个好办法------------二次函数教学反思最近教学二次函数遇到很多求三角形面积的问题,经过研究,我发现作三角形铅锤高是解决三角形面积问题的一个好办法。
在课堂上我还风趣地说遇到“歪歪三角形中间砍一刀”,同学们很快掌握了这种方法现总结如下:如图1,过△ABC 的三个顶点分别作出与水平线垂直的三条直线,外侧两条直线之间的距离叫△ABC 的“水平宽”(a ),中间的这条直线在△ABC 内部线段的长度叫△ABC 的“铅垂高(h )”.我们可得出一种计算三角形面积的新方法:ah S ABC 21=∆,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.例1.(2013深圳)如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连结OA ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120°,得到线段OB .(1)求点B 的坐标;(2)求经过A 、O 、B 三点的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C ,使△BOC 的周长最小?若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由.(4)如果点P 是(2)中的抛物线上的动点,且在x 轴的下方,那么△P AB 是否有最大面积?若有,求出此时P 点的坐标及△P AB 的最大面积;若没有,请说明理由. 解:(1)B (1(2)设抛物线的解析式为y =ax (x+a ),代入点B (1, ,得a =,因此2y (3)如图,抛物线的对称轴是直线x =—1,当点C 位于对称轴与线段AB 的交点时,△BOC 的周长最小.设直线AB 为y =kx +b .所以20.k k b k b b ⎧=⎪⎧+=⎪⎪⎨⎨-+=⎪⎩⎪=⎪⎩解得,因此直线AB 为y x =,当x =-1时,y =,因此点C 的坐标为(-1).(4)如图,过P 作y 轴的平行线交AB 于D .图12221()()21323323323333333223193228PAB PAD PBD D P B A S S S y y x x x x x x x x ∆∆∆=+=--⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-+⨯⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦=--+⎛⎫=-++⎪⎝⎭当x =-12时,△P AB 的面积的最大值为938,此时13,24P ⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭. 例2.(2014益阳) 如图2,抛物线顶点坐标为点C (1,4),交x 轴于点A (3,0),交y 轴于点B .(1)求抛物线和直线AB 的解析式;(2)点P 是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,连结P A ,PB ,当P 点运动到顶点C 时,求△CAB 的铅垂高CD 及CAB S ∆;(3)是否存在一点P ,使S △P AB =89S △CAB ,若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)设抛物线的解析式为:4)1(21+-=x a y 把A (3,0)代入解析式求得1-=a 所以324)1(221++-=+--=x x x y 设直线AB 的解析式为:b kx y +=2由3221++-=x x y 求得B 点的坐标为)3,0( 把)0,3(A ,)3,0(B 代入b kx y +=2中解得:3,1=-=b k 所以32+-=x y(2)因为C 点坐标为(1,4)所以当x =1时,y 1=4,y 2=2所以CD =4-2=232321=⨯⨯=∆CAB S (平方单位) (3)假设存在符合条件的点P ,设P 点的横坐标为x ,△P AB 的铅垂高为h ,则x x x x x y y h 3)3()32(2221+-=+--++-=-=由S △P AB =89S △CAB 得389)3(3212⨯=+-⨯⨯x x 化简得:091242=+-x x 解得,23=x 将23=x 代入3221++-=x x y 中,解得P 点坐标为)415,23(例3.(2015江津)如图,抛物线c bx x y ++-=2与x 轴交于A(1,0),B(- 3,0)两点,(1)求该抛物线的解析式;(2)设(1)中的抛物线交y 轴于C 点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q ,使得△QAC 的周长最小?若存在,求出Q 点的坐标;若不存在,请说明理由.(3)在(1)中的抛物线上的第二象限上是否存在一点P ,使△PBC 的面积最大?,若存在,求出点P 的坐标及△PBC 的面积最大值.若没有,请说明理由.图-2xCOy ABD 11解:(1)将A(1,0),B(-3,0)代2y x bx c =-++中得10930b c b c -++⎧⎨--+=⎩=∴23b c =-⎧⎨=⎩∴抛物线解析式为:223y x x =--+(2)存在。
理由如下:由题知A 、B 两点关于抛物线的对称轴1x =-对称 ∴直线BC 与1x =-的交点即为Q 点, 此时△AQC 周长最小 ∵223y x x =--+ ∴C 的坐标为:(0,3) 直线BC 解析式为:3y x =+ Q 点坐标即为13x y x =-⎧⎨=+⎩的解∴12x y =-⎧⎨=⎩∴Q(-1,2) (3)答:存在。
理由如下:设P 点2(23) (30)x x x x --+-<<,∵92BPC BOC BPCO BPCO S S S S ∆∆=-=-四边形四边形若BPCO S 四边形有最大值,则BPC S ∆就最大,∴BPE BPCO PEOC S S S ∆+Rt 四边形直角梯形=11()22BE PE OE PE OC =⋅++ =2211(3)(23)()(233)22x x x x x x +--++---++=233927()2228x -+++当32x =-时,BPCO S 四边形最大值=92728+ ∴BPC S ∆最大=9279272828+-=当32x =-时,215234x x --+=∴点P 坐标为315( )24-,同学们可以做以下练习:1.(2015浙江湖州)已知如图,矩形OABC 的长3OC=1,将△AOC 沿AC 翻折得△APC 。
(1)填空:∠PCB=____度,P 点坐标为( , ); (2)若P ,A 两点在抛物线y=-43x 2+bx+c 上,求b ,c 的值,并说明点C 在此抛物线上; (3)在(2)中的抛物线CP 段(不包括C ,P 点)上,是否存在一点M ,使得四边形MCAP 的面积最大?若存在,求出这个最大值及此时M 点的坐标;若不存在,请说明理由。
2.(湖北省十堰市2014)如图①, 已知抛物线32++=bx ax y (a ≠0)与x 轴交于点A (1,0)和点B (-3,0),与y 轴交于点C .(1) 求抛物线的解析式;(2) 设抛物线的对称轴与x 轴交于点M ,问在对称轴上是否存在点P ,使△CMP 为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.(3) 如图②,若点E 为第二象限抛物线上一动点,连接BE 、CE ,求四边形BOCE 面积的最大值,并求此时E 点的坐标.图① 图②3.(2015年恩施) 如图11,在平面直角坐标系中,二次函数错误!未找到引用源。
的图象与x 轴交于A 、B 两点, A 点在原点的左侧,B 点的坐标为(3,0),与y 轴交于C (0,-3)点, 点P 是直线BC 下方的抛物线上一动点. (1)求这个二次函数的表达式.(2)连结PO 、PC ,并把△POC 沿CO 翻折,得到四边形POP 错误!未找到引用源。
C , 那么是否存在点P ,使四边形POP 错误!未找到引用源。
C 为菱形?若存在,请求出此时点P 的坐标;若不存在,请说明理由.(3)当点P 运动到什么位置时,四边形 ABPC 的面积最大并求出此时P 点的坐标和四边形ABPC 的最大面积. 解:(1)将B 、C 两点的坐标代入得错误!未找到引用源。
解得:错误!未找到引用源。
所以二次函数的表达式为:错误!未找到引用源。
(2)存在点P ,使四边形POP 错误!未找到引用源。
C 为菱形.设P 点坐标为(x ,错误!未找到引用源。
),PP 错误!未找到引用源。
交CO 于E 若四边形POP 错误!未找到引用源。
C 是菱形,则有PC =PO .连结PP 错误!未找到引用源。
则PE ⊥CO 于E ,∴OE=EC =错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
. ∴错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
解得错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
,错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
(不合题意,舍去) ∴P 点的坐标为(错误!未找到引用源。
,错误!未找到引用源。
)(3)过点P 作错误!未找到引用源。
轴的平行线与BC 交于点Q ,与OB 交于点F ,设P (x ,错误!未找到引用源。
),易得,直线BC 的解析式为错误!未找到引用源。
则Q 点的坐标为(x ,x -3). 错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
当错误!未找到引用源。
时,四边形ABPC 的面积最大 错误!未找到引用源。
图11此时P 点的坐标为错误!未找到引用源。
,四边形ABPC 的面积错误!未找到引用源。
.25.(2015绵阳)如图,抛物线y = ax 2 + bx + 4与x 轴的两个交点分别为A (-4,0)、B (2,0),与y 轴交于点C ,顶点为D .E (1,2)为线段BC 的中点,BC 的垂直平分线与x 轴、y 轴分别交于F 、G .(1)求抛物线的函数解析式,并写出顶点D 的坐标;(2)在直线EF 上求一点H ,使△CDH 的周长最小,并求出最小周长;(3)若点K 在x 轴上方的抛物线上运动,当K 运动到什么位置时,△EFK 的面积最大?并求出最大面积.【解析】(1)由题意,得 ⎩⎨⎧=++=+-,0424,04416b a b a解得21-=a ,b =-1.所以抛物线的解析式为4212+--=x x y ,顶点D 的坐标为(-1,29). (2)设抛物线的对称轴与x 轴交于点M .因为EF 垂直平分BC ,即C 关于直线EG 的对称点为B ,连结BD 交于EF 于一点,则这一点为所求点H ,使DH + CH 最小,即最小为DH + CH = DH + HB = BD =132322=+DM BM . 而 25)429(122=-+=CD . ∴ △CDH 的周长最小值为CD + DR + CH =21335+. 设直线BD 的解析式为y = k1x + b ,则 ⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+,29,021111b k b k 解得 231-=k ,b1 = 3. 所以直线BD 的解析式为y =23-x + 3.由于BC = 25,CE = BC ∕2 =5,Rt △CEG ∽△COB , 得 CE : CO = CG : CB ,所以 CG = 2.5,GO = 1.5.G (0,1.5).同理可求得直线EF 的解析式为y =21x +23.联立直线BD 与EF 的方程,解得使△CDH 的周长最小的点H (43,815).(3)如图所示,设K (t ,4212+--t t ),xF <t <xE .过K 作x 轴的垂线交EF 于N .则 KN = yK -yN =4212+--t t -(21t +23)=2523212+--t t .所以 S △EFK = S △KFN + S △KNE =21KN (t + 3)+21KN (1-t )= 2KN = -t 2-3t + 5 =-(t +23)2 +429.即当t =-23时,△EFK 的面积最大,最大面积为429,此时K (-23,835).。