专题52 中考数学最值问题
在中学数学题中,最值题是常见题型,围绕最大(小)值所出的数学题是各种各样,就其解法,主要分为几何最值和代数最值两大部分。 一、解决几何最值问题的要领 (1)两点之间线段最短;
(2)直线外一点与直线上所有点的连线段中,垂线段最短;
(3)三角形两边之和大于第三边或三角形两边之差小于第三边(重合时取到最值)。 二、解决代数最值问题的方法要领 1.二次函数的最值公式
二次函数y?ax?bx?c(a、b、c为常数且a?0)其性质中有
24ac?b2b①若a?0当x??时,y有最小值。ymin?;
4a2a4ac?b2b②若a?0当x??时,y有最大值。ymax?。
4a2a2.一次函数的增减性.一次函数y?kx?b(k?0)的自变量x的取值范围是全体实数,图象是一条直线,因而没有最大(小)值;但当m?x?n时,则一次函数的图象是一条线段,根据一次函数的增减性,就有最大(小)值。
3. 判别式法.根据题意构造一个关于未知数x的一元二次方程;再根据x是实数,推得??0,进而求出y的取值范围,并由此得出y的最值。
4.构造函数法.“最值”问题中一般都存在某些变量变化的过程,因此它们的解往往离不开函数。 5. 利用非负数的性质.在实数范围内,显然有a?b?k?k,当且仅当a?b?0时,等号成立,即
22a2?b2?k的最小值为k。
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6. 零点区间讨论法.用“零点区间讨论法”消去函数y中绝对值符号,然后求出y在各个区间上的最大值,再加以比较,从中确定出整个定义域上的最大值。
7. 利用不等式与判别式求解.在不等式x?a中,x?a是最大值,在不等式x?b中,x?b是最小值。 8. “夹逼法”求最值.在解某些数学问题时,通过转化、变形和估计,将有关的量限制在某一数值范围内,再通过解不等式获取问题的答案,这一方法称为“夹逼法”。
【例题1】(2020?黑龙江)如图,在边长为1的菱形ABCD中,∠ABC=60°,将△ABD沿射线BD方向平移,得到△EFG,连接EC、GC.求EC+GC的最小值为 .
【答案】√3.
【解析】根据菱形的性质得到AB=1,∠ABD=30°,根据平移的性质得到EG=AB=1,EG∥AB,推出四边形EGCD是平行四边形,得到ED=GC,于是得到EC+GC的最小值=EC+GD的最小值,根据平移的性质得到点E在过点A且平行于BD的定直线上,作点D关于定直线的对称点M,连接CM交定直线于AE,解直角三角形即可得到结论.
∵在边长为1的菱形ABCD中,∠ABC=60°, ∴AB=CD=1,∠ABD=30°,
∵将△ABD沿射线BD的方向平移得到△EGF, ∴EG=AB=1,EG∥AB, ∵四边形ABCD是菱形,
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∴AB=CD,AB∥CD, ∴∠BAD=120°, ∴EG=CD,EG∥CD, ∴四边形EGCD是平行四边形, ∴ED=GC,
∴EC+GC的最小值=EC+ED的最小值, ∵点E在过点A且平行于BD的定直线上,
∴作点D关于定直线的对称点M,连接CM交定直线于E, 则CM的长度即为EC+DE的最小值, ∵∠EAD=∠ADB=30°,AD=1,
1
1
∴∠ADM=60°,DH=MH=2AD=2, ∴DM=1, ∴DM=CD,
∵∠CDM=∠MDG+∠CDB=90°+30°=120°, ∴∠M=∠DCM=30°,
√3∴CM=2×2CD=√3.
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【对点练习】(2020?内江)如图,在矩形ABCD中,BC=10,∠ABD=30°,若点M、N分别是线段DB、AB上的两个动点,则AM+MN的最小值为 .
【答案】15.
【解析】作点A关于BD的对称点A′,连接MA′,BA′,过点A′H⊥AB于H.首先证明△ABA′是等边三角形,求出A′H,根据垂线段最短解决问题即可.
解:作点A关于BD的对称点A′,连接MA′,BA′,过点A′H⊥AB于H.
∵BA=BA′,∠ABD=∠DBA′=30°, ∴∠ABA′=60°, ∴△ABA′是等边三角形,
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∵四边形ABCD是矩形, ∴AD=BC=10,
????
=10√3,
??????30°在Rt△ABD中,AB=∵A′H⊥AB, ∴AH=HB=5√3,
∴A′H=√3AH=15,
∵AM+MN=A′M+MN≤A′H, ∴AM+MN≤15,
∴AM+MN的最小值为15.
【例题2】(2020?襄阳)受新冠肺炎疫情影响,一水果种植专业户有大量成熟水果无法出售.“一方有难,八方支援”某水果经销商主动从该种植专业户购进甲,乙两种水果进行销售.专业户为了感谢经销商的援助,对甲种水果的出售价格根据购买量给予优惠,对乙种水果按25元/千克的价格出售.设经销商购进甲种水果x千克,付款y元,y与x之间的函数关系如图所示. (1)直接写出当0≤x≤50和x>50时,y与x之间的函数关系式;
(2)若经销商计划一次性购进甲,乙两种水果共100千克,且甲种水果不少于40千克,但又不超过60千克.如何分配甲,乙两种水果的购进量,才能使经销商付款总金额w(元)最少?
(3)若甲,乙两种水果的销售价格分别为40元/千克和36元/千克.经销商按(2)中甲,乙两种水果购进量的分配比例购进两种水果共a千克,且销售完a千克水果获得的利润不少于1650元,求a的最小值.
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