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2008年中考中,出现了大量求最大值或最小值的试题(以下简称最值问题).最值
问题涉及到的知识点比较多,应用范围广,同时,最值问题常与运动变化发生关系,难度
系数较大,具有较强的选拔功能,因此,倍受命题人的青睐.所以,加强对最值问题的研
究,对于提高中考成绩具有很重要的意义.最值问题的常用解决方法有:
一、解不等式
不等式表示两个数或式子的不等关系,因此,利用解不等式求最值问题也就顺理成章.
例1 (2008年永州市)某物流公司,要将300吨物资运往某地,现有A、B两种型号的车可供
调用,已知A型车每辆可装20吨,B型车每辆可装15吨,在每辆车不超载的条件下,把
300吨物资装运完,问:在已确定调用5辆A型车的前提下至少还需调用B型车多少辆?
解:设还需要调用B型车 x 辆,根据题意,得:
20×5+15x≥300,
解得:x≥1313,由于 x 应为整数,所以 x 的最小值为14.
答:至少还需要调用B型车14辆.
二、计算比较
在有些最值问题中,可以直接通过计算两个数的大小来确定最大值或最小值.
例2 (2008年山东省青岛市)2008年8月,北京奥运会帆船比赛将在青岛国际帆船中心举行.观
看帆船比赛的船票分为两种:A种船票600元/张,B种船票120元/张.某旅行社要为一个
旅行团代购部分船票,在购票费不超过5000元的情况下,购买A,B两种船票共15张,要
求A种船票的数量不少于B种船票数量的一半.若设购买A种船票x张。请你解答下列问
题:
(1)共有几种符合题意的购票方案?写出解答过程;
(2)根据计算判断:哪种购票方案更省钱?
解:(1)设购买A种船票x张,则购买B种船票(15-x)张,由题意,得
x≥12(15-x),600x+120(15-x)≤5000.
解得5≤x≤203.
因为 x 为整数,所以 x=5,6.
当 x=5时,15-x=10;
当 x=6时,15-x=9.
所以符合题意的购票方案共有两种,分别是:
方案一:购买A种船票5张,购买B种船票10张;
方案二:购买A种船票6张,购买B种船票9张.
(2)当 x=5时,600x+120(15-x)=600×5+120×10=4200(元);
当 x=6时,600x+120(15-x)=600×6+120×9=4680(元).
因为4200<4680,所以购买A种船票5张,购买B种船票10张更省钱.
三、利用几何结论
几何中,有许多结论与最值有关,如两点之间线段最短;三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边等,这些结论往往成为求几何最值问题的依据.
例3 (2008年恩施自治州)如图1,C为线段BD上一动点,分别过点B、D作ABBD,EDBD,连接AC、EC.已知AB=5,DE=1,BD=8,设CD=x.
(1)用含 x 的代数式表示AC+CE的长;
(2)请问点C满足什么条件时,AC+CE的值最小?
(3)根据(2)中的规律和结论,请构图求出代数式x2+4+(12-x)2+9的最小值.
解:(1)(8-x)2+25+x2+1;
(2)当A、C、E三点共线时,AC+CE的值最小.
(3)如图2所示,作线段BD=12,过点B作ABBD,过点D作EDBD,使AB=2,ED=3,连结AE交BD于点C.
AE的长即为代数式x2+4+(12-x)2+9的最小值.
过点A作AF∥BD交ED的延长线于点F,得矩形ABDF,则
AB=DF=2,AF=BD=12,
所以AE=122+(3+2)2=13,
即x2+4+(12-x)2+9的最小值为13.
例4 (2008年咸宁市)如图3,在平面直角坐标系中,直线 l 是第一、三象限的角平分线.
实验与探究:由图观察易知A(0,2)关于直线 l 的对称点A′的坐标为(2,0),请在图中分别标明B(5,3)、C(-2,5)关于直线 l 的对称点B′、C′的位置,并写出他们的坐标:B′、C′;
归纳与发现:结合图形观察以上三组点的坐标,你会发现:坐标平面内任一点P(a,b)关于第一、三象限的角平分线 l 的对称点P′的坐标为(不必证明);
运用与拓广:已知两点D(1,-3)、E(-1,-4),试在直线 l 上确定一点Q,使点Q到D、E两点的距离之和最小,并求出Q点坐标.
解:(1)如图4:B′(3,5),C′(5,-2)
(2)(b,a)
(3)由(2)得,D(1,-3)关于直线 l 的对称点D′的坐标为(-3,1),连接D′E交直线 l
于点Q,此时点Q到D、E两点的距离之和最小.
设过D′、E两点的直线的解析式为 y=kx+b,则
-3k+b=1,-k+b=-4.
解得 k=-52,b=-132.
所以 y=-52x-132.
解方程组:y=-52x-132,y=x.得x=-137,y=-137.
所以所求Q点的坐标为(-137,-137).
四、利用一次函数的性质
一次函数的增减性是解决一次函数最值问题的主要依据.在实际应用中,由于受自变
量取值范围的限制,求最值问题往往充满了变数.
例5 (2008年梅州市)“一方有难,八方支援”.在抗击“5.12”汶川特大地震灾害中,某
市组织20辆汽车装运食品、药品、生活用品三种救灾物资共100吨到灾民安置点.按计划
20辆汽车都要装运,每辆汽车只能装运同一种救灾物资且必须装满.根据下表提供的信息,
解答下列问题:
(1)设装运食品的车辆数为 x,装运药品的车辆数为 y.求 y 与 x 的函数关系式;
(2)如果装运食品的车辆数不少于5辆,装运药品的车辆数不少于4辆,那么车辆
的安排有几种方案?并写出每种安排方案;
(3)在(2)的条件下,若要求总运费最少,应采用哪种安排方案?并求出最少总运费.
物资种类食品药品生活用品
每辆汽车运载量(吨)654
每吨所需运费(元/吨)120160100
解:(1)根据题意,装运食品的车辆数为 x,装运药品的车辆数为 y,那么装运生活用品的车辆数为(20-x-y).
则:6x+5y+4(20-x-y)=100,
得,y=20-2x.
(2)由(1)知,装运食品、药品、生活用品三种物资的车辆数分别为 x,20-2x,x,由题意,得 x≥5,20-2x≥4.
解这个不等式组,得5≤x≤8.
因为 x 为整数,所以x的值为5,6,7,8.所以安排方案有4种:
方案一:装运食品5辆、药品10辆,生活用品5辆;
方案二:装运食品6辆、药品8辆,生活用品6辆;
方案三:装运食品7辆、药品6辆,生活用品7辆;
方案四:装运食品8辆、药品4辆,生活用品8辆.
(3)设总运费为W(元),则
W=6x×120+5(20-2x)×160+4x×100=16000-480x.
因为-480
要使总运费W最少,需 x 最大,即 x=8.
故选方案4.
W最小=16000-480×8=12160元.
最少总运费为12160元.
五、利用二次函数的性质和结论
往年中考中,求二次函数的最值问题,常利用二次函数的最值公式,而2008年的中考,
求二次函数的最值问题出现了许多的变化,如利用求抛物线与坐标轴的交点求最值、利用
二次函数的增减性求最值、利用图形变化中的极点位置求最值等.这些变化为求二次函数
的最值问题增添了许多精彩.
例6 (2008年巴中市)王强在一次高尔夫球的练习中,在某处击球,其飞行路线满足抛物线
y=-15x2+85x,其中 y(m)是球的飞行高度,x(m)是球飞出的水平距离,结果球离球洞的水平距离还有2m.
(1)请写出抛物线的开口方向、顶点坐标、对称轴.
(2)请求出球飞行的最大水平距离.
解:(1) y=-15x2+85x
=-15(x-4)2+165.
所以抛物线 y=-15x2+85x 开口向下,顶点为(4,165),对称轴为 x=4.
(2)令 y=0,得:-15x2+85x=0,
解得:x1=0,x2=8,
所以球飞行的最大水平距离是8 m.
例7 (2008年茂名市)我市某工艺厂为配合北京奥运,设计了一款成本为20元/件的工艺品投放市场进行试销.经过调查,得到如下数据:
销售单价 x(元/件)……30[]40[]50[]60……每天销售量 y(件)……500400300200……
(1)把上表中 x、y 的各组对应值作为点的坐标,在下面的平面直角坐标系中描出相应的点,猜想 y 与 x 的函数关系,并求出函数关系式;
(2)当销售单价定为多少时,工艺厂试销该工艺品每天获得的利润最大?最大利润是多少?(利润=销售总价-成本总价)
(3)当地物价部门规定,该工艺品销售单价最高不能超过45元/件,那么销售单价定为多少时,工艺厂试销该工艺品每天获得的利润最大?
解:(1)画图6,由图可猜想 y 与 x 是一次函数关系,设这个一次函数为
y=kx+b(k≠0).
因为这个一次函数的图象经过(30,500)、(40,400)这两点,
所以500=30k+b400=40k+b,解得k=-10b=800
所以函数关系式是:y=-10x+800.
(2)设工艺厂试销该工艺品每天获得的利润是W元,依题意得:
W=(x-20)(-10x+800)
=-10x2+1000x-16000
=-10(x-50)2+9000
所以当 x=50时,W有最大值9000.
所以,当销售单价定为50元/件时,工艺厂试销该工艺品每天获得的利润最大,最大利润是9000元.
(3)对于函数W=-10(x-50)2+9000,
当 x≤45时,W的值随着 x 值的增大而增大,所以销售单价定为45元/件时,工艺厂试销该工艺品每天获得的利润最大.
例8 (2008年湖北省宜昌市)如图7,在RtABC中,AB=AC,P是边AB(含端点)上的动点,过P作BC的垂线PR,R为垂足,∠PRB的平分线与AB相交于点S,在线段RS上存在一点T,若以线段PT为一边作正方形PTEF,其顶点E、F恰好分别在边BC、AC上.
(1)ABC与SBR是否相似?说明理由;
(2)请你探索线段TS与PA的长度之间的关系;
(3)设边AB=1,当P在边AB(含端点)上运动时,请你探索正方形PTEF的面积 y 的最小值和最大值.
解:(1)ABC与SBR相似.
理由:因为PRBC,RS平分∠PRB,
所以∠SRB=45°.
又因为∠B=∠C=45°,
所以ABC∽SBR.
(2)TS=PA.
理由:因为∠TPF=90°,
所以∠TPS+∠APF=90°.
又因为∠PFA+∠APF=90°,
所以∠TPS=∠PFA.
又∠TSP=∠A=90°,TP=PF,
所以TPS≌PFA,所以TS=PA.
(3)设AP=x,则PS=1-x2,那么
y=PT2=PS2+TS2
=(1-x2)2+x2
=54x2-12x+14.
因为54>0,所以
y最小值=4×54×14-(-12)24×54=15;
当 x=0,即点P与点A重合时,正方形的面积最大,y最大值=14.
(初二)