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python/数学课程/【二次函数】二次函数最值问题2.md
HuangHai 1f397eca87 'commit'
2025-08-30 18:35:01 +08:00

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关键点

  • 数形结合
  • 确定对称轴
  • 对于$a>0,a<0$分类讨论
  • 对结果要验证是不是符合前提条件

  • $S_{\triangle BMP}$表示为\frac{1}{2}BM*PH 其中$PH$可以视为$P$的$y$坐标 S_{\triangle BMP}=\frac{1}{2}BM*PH=\frac{1}{2}|X_M-X_B||y_p| 下面来思考$X_M$是什么? $M$是直线$AM$与$X$轴的交点,那$AM$又是啥呢? $AM$是与$AP$垂直的,设$AP$的直线方程为 y=kx+b,则$b=1$(因为直线AP)交$y$轴于$A$点, 截距是1,同时$P$同时出现在二次函数和直线$x=1$上: 将$x=1$代入y=ax^2-2ax+c=ax^2-2ax+1=a-2a+1 y=1-a,所以P(1,1-a) 所以$AP$的直线方程就是把$A(0,1),P(1,1-a)$代入$y=kx+b$即可求出k=-a

    $\because AM$与$AP$垂直,根据: 两条垂直相交直线的斜率相乘积为-1。 知道:k_{AM}=\frac{1}{a} 即$y=\frac{1}{a}x+1$就是$AM$的直线方程 当$y=0$时解得:x=-a,即M(-a,0)


\frac{1}{2}|X_M-X_B||y_p| =\frac{1}{2}|2-a||1-a|

分情况讨论解出$a$即可:


\large \left\{\begin{matrix}
a<1 & S=\frac{1}{2}a^2-\frac{3}{2}a+1 \\ 
a>2 & S=\frac{1}{2}a^2-\frac{3}{2}a+1 \\
2>a>1 & S=-\frac{1}{2}a^2+\frac{3}{2}a-1 \\
\end{matrix}\right.

$a$是不能等于$1$的,因为$a=1$则$P$在$x$轴上,无法组成三角形 $a$是不能等于$2$的,因为如果$a=2$那么就和$B$重合了,也无法组成三角形

解得a_1=\frac{3+\sqrt{2}}{2},a_2=\frac{3-\sqrt{2}}{2}


第二问: 由于$S$与$a$的关系是两条抛物线,一个开口向上,一个开口向下,我们计算一下对称轴的位置: -\frac{b}{2a}=\frac{3}{2} 计算一下顶点位置: \frac{4ac-b^2}{4a} (1) 4ac-b^2=4*(1/2)*1-(3/2)^2=2-9/4=-1/4 4a=2 顶点y=-1/8

(2) 同理求出开口向下抛物线顶点=\frac{1}{8} 因为最高点在\frac{1}{8},而题目要求S>\frac{1}{8},所以这种可能不存在。

根据图形结合知道,当$a<\frac{3-\sqrt{2}}{2}$或$a>\frac{3+\sqrt{2}}{2}$时是答案