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摘 要:在初中数学教材中,平面内两点间距离公式的教学愈来愈显得重要,利用两点间的距离公式来求一类最值简捷方便.
关键词:平面内两点间距离公式;求最值;数形结合;简捷方便
《中学数学杂志》2010年第6期第62页例3:求+的最小值.该题原解答中是构造直角三角形利用勾股定理解决的,当0 本文利用上述公式,可以解决形如±这类问题的最值. 请看几个例子.
例1 求+的最小值.
解:原式可变形为+. 上式表示点P(x,0)到点A(0,1)及点B(4,2)的距离之和.
如图1,作点A关于x轴的对称点A′(0,-1),连结A′B交x轴于点P,则PA+PB最小,最小值为线段A′B的长度A′B==5.
容易求出直线A′B的解析式为y=x-1,当y=0时,x=,故当x=时,原式的最小值为5.
说明:(1)原题解答分为以下三大步:①变形原式;②指出变形式的几何意义;③求出变形式的最值并指出相应字母的取值.
(2)在平面直角坐标系中,利用两点间的距离公式时,无需讨论相应字母的取值范围.
例2 代数式++达到最小值时,x,y值各是多少?(选自“2005我爱数学初中夏令营数学竞赛题”)
解:原式=++,即++①.
若令点A(0,-2),B(3x,0),C(2y,1),D(4,3),则上式①等价于AB+BC+CD.
如图2,当点A,B,C,D四点共线时,原式有最小值,最小值是线段AD的长度,AD==.
图2
容易求出直线AD的解析式为y=x-2② .
把B(3x,0)代入式②得0=×3x-2,解得x=.
把C(2y,1)代入式②得1=×2y-2,解得y=.
故当x=,y=时,原式有最小值.
说明:本题难点解析:根据变形式①很容易得出本题的答案,但是变形式①是如何想到的呢?这是难点. 根据变形式①的前一步骤,设A′(0,2),B(3x,0),C(2y,1),C′(2y,0),D′(4,2),则原式=A′B+BC+C′D′,作出点A′关于x轴的对称点A(0,-2),将线段C′D′向上平移一个单位长度到CD位置,这时C(2y,1),D(4,3),原式等价于AB+BC+CD.
例3 求y=-的最大值. (自编)
解:变形原式:y=-,上式表示点P(x,0)到点A(0,1)及点B(4,2)的距离之差的绝对值. 连结BA并延长交x轴于P,则 可知PA-PB最大,此时y最大值=AB==. 容易求出直线AB的解析式为y=x+1,当y=0时,x=-4,故当x=-4时,函数y的最大值为.
例4 求y=-的最大值. (自编)
解:变形原式:y=-=-=-.
上式表示点P(x,x2)到点A(3,2)及点B(0,1)距离之差的绝对值,连结AB并延长交抛物线y=x2于点P(如图3),则y=PA-PB=AB为最大,y最大值=AB==. 容易求出直线AB的解析式为y=x+1,把P(x,x2)代入y=x+1中得x2=x+1,可解得x=或x=(舍去),故当x=时,y的最大值为.
关键词:平面内两点间距离公式;求最值;数形结合;简捷方便
《中学数学杂志》2010年第6期第62页例3:求+的最小值.该题原解答中是构造直角三角形利用勾股定理解决的,当0
例1 求+的最小值.
解:原式可变形为+. 上式表示点P(x,0)到点A(0,1)及点B(4,2)的距离之和.
如图1,作点A关于x轴的对称点A′(0,-1),连结A′B交x轴于点P,则PA+PB最小,最小值为线段A′B的长度A′B==5.
容易求出直线A′B的解析式为y=x-1,当y=0时,x=,故当x=时,原式的最小值为5.
说明:(1)原题解答分为以下三大步:①变形原式;②指出变形式的几何意义;③求出变形式的最值并指出相应字母的取值.
(2)在平面直角坐标系中,利用两点间的距离公式时,无需讨论相应字母的取值范围.
例2 代数式++达到最小值时,x,y值各是多少?(选自“2005我爱数学初中夏令营数学竞赛题”)
解:原式=++,即++①.
若令点A(0,-2),B(3x,0),C(2y,1),D(4,3),则上式①等价于AB+BC+CD.
如图2,当点A,B,C,D四点共线时,原式有最小值,最小值是线段AD的长度,AD==.
图2
容易求出直线AD的解析式为y=x-2② .
把B(3x,0)代入式②得0=×3x-2,解得x=.
把C(2y,1)代入式②得1=×2y-2,解得y=.
故当x=,y=时,原式有最小值.
说明:本题难点解析:根据变形式①很容易得出本题的答案,但是变形式①是如何想到的呢?这是难点. 根据变形式①的前一步骤,设A′(0,2),B(3x,0),C(2y,1),C′(2y,0),D′(4,2),则原式=A′B+BC+C′D′,作出点A′关于x轴的对称点A(0,-2),将线段C′D′向上平移一个单位长度到CD位置,这时C(2y,1),D(4,3),原式等价于AB+BC+CD.
例3 求y=-的最大值. (自编)
解:变形原式:y=-,上式表示点P(x,0)到点A(0,1)及点B(4,2)的距离之差的绝对值. 连结BA并延长交x轴于P,则 可知PA-PB最大,此时y最大值=AB==. 容易求出直线AB的解析式为y=x+1,当y=0时,x=-4,故当x=-4时,函数y的最大值为.
例4 求y=-的最大值. (自编)
解:变形原式:y=-=-=-.
上式表示点P(x,x2)到点A(3,2)及点B(0,1)距离之差的绝对值,连结AB并延长交抛物线y=x2于点P(如图3),则y=PA-PB=AB为最大,y最大值=AB==. 容易求出直线AB的解析式为y=x+1,把P(x,x2)代入y=x+1中得x2=x+1,可解得x=或x=(舍去),故当x=时,y的最大值为.