軸對稱最小值怎麼求
例題:(初中數學奧數題)已知x+y=12,求 √(x^2+4) + √(y^2+9) 的最小值。
今天,數學世界給大家分析一道初中數學奧數題,幾乎全班學生看了此題後,都表示毫無頭緒無法動筆。這題確實有一定難度,如果不知道技巧,肯定是很難做出來的。
其實,此題要聯絡幾何知識,解本題的關鍵是利用兩點間距離公式的幾何意義,再轉化為軸對稱最短路徑來求最值,即可解決問題。此題體現了數形結合思想的重要作用。下面,我們就一起來分析這道例題吧!
分析:觀察此題是一道純粹的代數題,但是直接用代數方法解答將十分困難,使得很多學生看了此題後,都表示毫無頭緒。如果將x+y=12變形後得到y=12-x代入√(x^2+4) + √(y^2+9),再類比“兩點間的距離公式”進行變形。
於是我們可將要求的問題理解為:求一個點到兩點的距離之和的最小值。這樣也就是將求值問題轉化為求最短路徑問題,此時結合軸對稱即可求出最小值,於是問題得到解決。
解:由x+y=12可得y=12-x,
將y=12-x代入√(x^2+4) + √(y^2+9),
得√(x^2+4) + √[(12-x)^2+9],
將式子變形,得√[(x-0)^2+(0-2)^2] + √[(x-12)^2+(0-3)^2],
利用兩點間距離公式的幾何意義,可理解為
要求的結果就是點M(x,0)到A(0,2)和B(12,3)兩點的距離的最小值,
由此畫出圖形如下:
作A關於x軸的對稱點A‘(0,-2),連線A′B,與x軸交於M,
最小值就是A’B的長,
過B作BD垂直y軸於D,則OD=3,
在Rt△A‘DB中,A’D=5,BD=12,
所以A‘B=13,
即√(x^2+4) + √(y^2+9) 的最小值是13。
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