使用“两个最短”求最大值_直线方程论文

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求最值是中考试题中的热点。求最值有多种方法,而当涉及几何图形时,常用“两点之间线段最短”和“垂线段最短”来求最值。

一、用“两点之间线段最短”求最值

1.在圆锥的侧面上求两点之间的最短距离

这类问题要将圆锥侧面展开,在展开图中两点之间线段的长就是最短距离。

例1 (2009年四川省乐山市中考试题)如图1,一圆锥的底面半径为2,母线PB的长为6,D为PB的中点。一只蚂蚁从点A出发,沿着圆锥的侧面爬行到点D,则蚂蚁爬行的最短路程为

图1

图2

解 将圆锥侧面沿着PA展开,得图2所示的侧面展开图,线段AD的长即为蚂蚁爬行的最短路程。

故选C。

2.在直线上求一点,使该点与直线同旁的两点所连线段的和最小

如图3,作点A关于直线l的对称点A',连接A'B交l于P,则PA=PA'。设P'是直线l上的点,则

P'A'+P'B≥A'B=PA'+PB

=PA+PB。

由于两点之间线段最短,

所以A'B与直线l的交点P,能使得PA+PB最小。

图3

图4

例2 (2009年湖北省荆门市中考试题)如图4,一次函数y=kx+b与x轴、y轴分别交于点A(2,0),B(0,4)。

(1)求一次函数的解析式;

(2)O为坐标原点,设OA、AB的中点分别为C、D,P为OB上一动点。求PC+PD的最小值,并求取得最小值时点P的坐标。

解 (1)因为直线y=kx+b过A、B两点,

所以一次函数的解析式是

y=-2x+4。

(2)因为点C为OA的中点,所以点C的坐标是(1,0)。

它关于OB的对称点C'的坐标是(-1,0)。连接C'D,交OB于P,

则PC+PD=PC'+PD=C'D,其值最小。

连接CD,则CD为△OAB的中位线,

所以,且CD⊥OA。

所以

即PC+PD的最小值是

因为C'C=CD=2,

所以

所以点P的坐标是(0,1)。

例3 (2009年山东省济南市中考试题)已知:抛物线(a≠0)的对称轴为x=-1,与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中A(-3,0),C(0,-2)(如图5)。

图5

(1)求这条抛物线的函数表达式;

(2)已知对称轴上存在一点P,使得△PBC的周长最小,请求出点P的坐标;

(3)略。

解 (1)由题意,得

所以抛物线的函数表达式是

(2)A、B两点关于对称轴x=-1对称,连接AC,交对称轴于P,则PB+PC最小,从而△PBC的周长也最小。

设直线AC的解析式为y=kx+b,

因为直线过A、C,

二、用“垂线段最短”求最值

如图6,PA⊥l于A,则线段PA的长是直线l上各点与P所连线段中最短的。

图6

例如,一圆半径是5,其内一弦长为8,则弦上各点与圆心的最短距离是弦心距的长,即

例4 (2009年陕西省中考试题)如图7,在锐角△ABC中,,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M、N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是__。

图7

解 作BE⊥AC于E,交AD于M,则BE的长即为BM+MN的最小值。说明如下:

作MN⊥AB于N,因为AD平分∠BAC,所以MN=ME。

所以BE=BM+MN。

在AD上取异于M的M',作M'E⊥AC于E',M'N'⊥AB于N',

则M'N'=M'E',

所以BM'+M'N'=BM'+M'E'>BE。

即BM+MN的最小值是4。

例5 (2009年四川省乐山市中考试题)如下页图8,在平面直角坐标系中,开口向上的抛物线与x轴交于A、B两点,D为抛物线的顶点,O为坐标原点。若OA、OB(OA<OB)的长分别是方程的两根,且∠DAB=45°。

(1)求抛物线对应的二次函数解析式;

(2)过点A作AC⊥AD交抛物线于点C,求点C的坐标;

(3)在(2)的条件下,过点A任作直线l交线段CD于点P,点C、D到直线l的距离分别为,试求的最大值。

图8

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