這里要介紹的是代數法求幾何最值問題。
很多時候并一定可以直接用幾何變換等思路進行求解。
適當時候,我們需要考慮利用代數的思想解決問題。
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,與y軸交于點C,連接AC,BC.點P是第一象限內拋物線上的一個動點,點P的橫坐標為m.
(3)過點P作PN⊥BC,垂足為點N.請用含m的代數式表示線段PN的長,并求出當m為何值時PN有最大值,最大值是多少?
【分析】
本題為線段最大值的問題。
做過面積最大值問題的同學,對本題應該會有印象。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,如兩點間的距離、點到直線的距離。
本期的解法就是,先表示出鉛錘高PQ,利用三角函數得出PN的表達式即可。
【答案】
設點P(m,-1/3m2+1/3m+4),則點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m=2時,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經過點A(﹣1,0)、B(5,0).
(1)求拋物線的解析式,并寫出頂點M的坐標;
(3)定點D(0,m)在y軸上,若將拋物線的圖象向左平移2個單位,再向上平移3個單位得到一條新的拋物線,點P在新的拋物線上運動,求定點D與動點P之間距離的最小值d(用含m的代數式表示)
【答案】
解:(1)函數的表達式為:
y=1/3(x+1)(x﹣5)
=1/3(x2﹣4x﹣5)
=1/3x2-4/3x-5/3,
點M坐標為(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個單位,再向上平移3個單位得到一條新的拋物線,
則新拋物線表達式為:y=1/3x2,
則定點D與動點P之間距離
PD=√(x2+(m-1/3 x2 )2 )
=√(1/9 x^4+(1-2/3 m)x2+m2 ),
當-(1-2/3 m)/(2/9)>0,
即m>3/2時,
PD的最小值d=√(12m-9)/2;
當-(1-2/3 m)/(2/9)≤0,即m≤3/2時,
PD的最小值d=|m|
∴d=|m|,當m≤3/2時;d=√(12m-9)/2,當m>3/2時.
【題3】
(2019·威海)如圖,在平面直角坐標系中,點A,B在反比例函數y=k/x(k≠0)的圖象上運動,且始終保持線段AB=4√2的長度不變.M為線段AB的中點,連接OM.則線段OM長度的最小值是 (用含k的代數式表示).
【答案】解:如圖,因為反比例函數關于直線y=x對稱,觀察圖象可知:當線段AB與直線y=x垂直時,垂足為M,此時AM=BM,OM的值最小,
∵M為線段AB的中點,
∴OA=OB,
∵點A,B在反比例函數y=k/x(k≠0)的圖象上,
∴點A與點B關于直線y=x對稱,
∵AB=4√2,
∴可以假設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).