這里要介紹的是代數(shù)法求幾何最值問(wèn)題。
很多時(shí)候并一定可以直接用幾何變換等思路進(jìn)行求解。
適當(dāng)時(shí)候,我們需要考慮利用代數(shù)的思想解決問(wèn)題。
異曲同工。
【題1】
(2019·白銀)如圖,拋物線y=ax2+bx+4交x軸于A(﹣3,0),B(4,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,連接AC,BC.點(diǎn)P是第一象限內(nèi)拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m.
(3)過(guò)點(diǎn)P作PN⊥BC,垂足為點(diǎn)N.請(qǐng)用含m的代數(shù)式表示線段PN的長(zhǎng),并求出當(dāng)m為何值時(shí)PN有最大值,最大值是多少?
【分析】
本題為線段最大值的問(wèn)題。
做過(guò)面積最大值問(wèn)題的同學(xué),對(duì)本題應(yīng)該會(huì)有印象。求PN的最大值,也就是求△PBC的面積最大值。
所以很多時(shí)候并不需要去記憶什么鉛錘高的公式,反而需要知道如何求距離,如兩點(diǎn)間的距離、點(diǎn)到直線的距離。
本期的解法就是,先表示出鉛錘高PQ,利用三角函數(shù)得出PN的表達(dá)式即可。
【答案】
設(shè)點(diǎn)P(m,-1/3m2+1/3m+4),則點(diǎn)Q(m,﹣m+4),
∵OB=OC,∴∠ABC=∠OCB=45°=∠PQN,
PN=PQsin∠PQN
=√2/2(-1/3m2+1/3m+4+m﹣4)
=-√2/6(m﹣2)2+(2√2)/3,
∵-√2/6<0,∴PN有最大值,
當(dāng)m=2時(shí),PN的最大值為:(2√2)/3.
【題2】
(2019·黃石)如圖,已知拋物線y=1/3x2+bx+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(﹣1,0)、B(5,0).
(1)求拋物線的解析式,并寫(xiě)出頂點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)定點(diǎn)D(0,m)在y軸上,若將拋物線的圖象向左平移2個(gè)單位,再向上平移3個(gè)單位得到一條新的拋物線,點(diǎn)P在新的拋物線上運(yùn)動(dòng),求定點(diǎn)D與動(dòng)點(diǎn)P之間距離的最小值d(用含m的代數(shù)式表示)
【答案】
解:(1)函數(shù)的表達(dá)式為:
y=1/3(x+1)(x﹣5)
=1/3(x2﹣4x﹣5)
=1/3x2-4/3x-5/3,
點(diǎn)M坐標(biāo)為(2,﹣3);
(3)y=1/3(x+1)(x﹣5)=1/3(x2﹣4x﹣5)=1/3(x﹣2)2﹣3,
拋物線的圖象向左平移2個(gè)單位,再向上平移3個(gè)單位得到一條新的拋物線,
則新拋物線表達(dá)式為:y=1/3x2,
則定點(diǎn)D與動(dòng)點(diǎn)P之間距離
PD=√(x2+(m-1/3 x2 )2 )
=√(1/9 x^4+(1-2/3 m)x2+m2 ),
當(dāng)-(1-2/3 m)/(2/9)>0,
即m>3/2時(shí),
PD的最小值d=√(12m-9)/2;
當(dāng)-(1-2/3 m)/(2/9)≤0,即m≤3/2時(shí),
PD的最小值d=|m|
∴d=|m|,當(dāng)m≤3/2時(shí);d=√(12m-9)/2,當(dāng)m>3/2時(shí).
【題3】
(2019·威海)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A,B在反比例函數(shù)y=k/x(k≠0)的圖象上運(yùn)動(dòng),且始終保持線段AB=4√2的長(zhǎng)度不變.M為線段AB的中點(diǎn),連接OM.則線段OM長(zhǎng)度的最小值是 (用含k的代數(shù)式表示).
【答案】解:如圖,因?yàn)榉幢壤瘮?shù)關(guān)于直線y=x對(duì)稱,觀察圖象可知:當(dāng)線段AB與直線y=x垂直時(shí),垂足為M,此時(shí)AM=BM,OM的值最小,
∵M(jìn)為線段AB的中點(diǎn),
∴OA=OB,
∵點(diǎn)A,B在反比例函數(shù)y=k/x(k≠0)的圖象上,
∴點(diǎn)A與點(diǎn)B關(guān)于直線y=x對(duì)稱,
∵AB=4√2,
∴可以假設(shè)A(m,k/m),則B(m+4,k/m-4),
∴(m+4)(k/m-4)=k,
整理得k=m2+4m,
∴A(m,m+4),B(m+4,m),
∴M(m+2,m+2),
∴OM=√(2(m+2)2 )=√(2(m2^2+4m)+8)=√(2k+8),
∴OM的最小值為√(2k+8).
故答案為√(2k+8).
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