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求解抛物线中三角形面积最值问题的两种途径

2022-05-21沈惠林

语数外学习·高中版上旬 2022年3期
关键词:抛物线途径解题

沈惠林

三角形的面积最值问题一般较为简单,而抛物线中的三角形面积最值问题则较为复杂,通常需利用抛物线的定义、几何性质、标准方程以及三角形的性质、面积公式来求解.下面,笔者结合例题,详细介绍解答抛物线中三角形面积最值问题的两种途径.

一、割补图形

三角形的面积公式主要有两种形式:(1) S =底×高;(2)S = ab sin C .有些抛物线中三角形的面积很难快速求得,此时可将三角形分割或补充为面积易于求得的三角形,然后根据三角形的面积公式分别求得几个三角形的面积,再通过加减运算求得问题的答案.

例1.已知抛物线 y =-x2+bx+c 与 x 轴交于点 A(1,0),B(-3,0)两点.

(1)求该抛物线的方程.

(2)C 为抛物线与 y 轴的交点.在第二象限,抛物线上是否存在点 P,使得△PBC 的面积最大?如果存在,请求出点 P 的坐标以及△PBC 面积的最大值;如果不存在点 P,请说明理由.

解:(1)y =-x2-2x +3.(过程略)

(2)设点 P 的坐标为

x, -x2-2x +3(-3<x <0),

过 P 作 PE⊥BO ,

由图1可知S△PBC =S四边形BPCO -S△BOC =S四边形BPCO -2,

当四边形 BPCO 的面积最大时,△PBC 的面积取最大值,

S四边形BPCO =SRT△BPE +S直角梯形PEOC = BE ∙PE + OE·(PE + OC)=(x +3)(-x2-2x +3)+(-x)(-x2-2x +3+3)=-(x +)2+ + ,

当 x =-时,S四边形BPCO最大值= + = ,

所以 S△PBC =S四边形BPCO -S△BOC =8-2=2,

则-x2-2x +3= ,解得 x =-,

所以点 P 的坐标为(- ,).

△PBC 的面积很难快速求得,于是通过割补图形,将△PBC 看作四边形BPCO 的一部分,作PE⊥BO,先求得四边形BPCO 面积的最大值,再减去△OBC 的面积,便可求得△PBC 面积的最大值.

二、采用切线法

当三角形的底一定时,要使三角形的面积最大,需使三角形的高最大.可以采用切线法,过抛物线上的一点作切线,则该点距离三角形的底最远,即可得到最大的高,就能使三角形的面积最大.

例2.已知抛物……

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