两条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“牛喝水”问题,关键是指出一条对称轴“河流”(如图1).
三条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“台球两次碰壁”或“光的两次反射”问题,关键是指出两条对称轴“反射镜面”(如图2).
两条线段差的最大值问题,一般根据三角形的两边之差小于第三边,当三点共线时,两条线段差的最大值就是第三边的长.如图3,PA与PB的差的最大值就是AB,此时点P在AB的延长线上,即P′.
解决线段和差的最值问题,有时候求函数的最值更方便,本讲不涉及函数最值问题.
【例题解析】:
例1、如图1-1,抛物线y=x²-2x-3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点P是抛物线对称轴上的一个动点,如果△PAC的周长最小,求点P的坐标.
图1-1
【解析】如图1-2,把抛物线的对称轴当作河流,点A与点B对称,连结BC,那么在△PBC中,PB+PC总是大于BC的.如图1-3,当点P落在BC上时, PB+PC最小,因此PA+PC最小,△ PAC的周长也最小.
图1-2
由y=x²-2x-3,可知OB=OC=3,OD=1.所以DB=DP=2,因此P(1,-2).
例2、如图,抛物线y=x²/2-4x+4与y轴交于点A,B是OA的中点.一个动点G从点B出发,先经过x轴上的点M,再经过抛物线对称轴上的点N,然后返回到点A.如果动点G走过的路程最短,请找出点M、N的位置,并求最短路程.
图2-1
【解析】如图2-2,按照“台球两次碰壁”的模型,作点A关于抛物线的对称轴对称的点A′,作点B关于x轴对称的点B′,连结A′B′与x轴交于点M,与抛物线的对称轴交于点N.
【知识总结】:
对于线段最值问题一般转化以下三种类型:
1、定点到定点→连线段:点P在直线l上,AP+BP何时最小?
2、定点到定线→做垂线:点P在直线l上,AP何时最小?
3、定点到定圆→连心线:点P在圆O上,AP何时最小?
对于线段和差最值的问题,跑不出这三种类型。希望大家牢记此类方法。
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