尹團(tuán)則
(河北棗強(qiáng)中學(xué),河北 棗強(qiáng) 053100)
解析幾何中的最值距離探析
尹團(tuán)則
(河北棗強(qiáng)中學(xué),河北 棗強(qiáng) 053100)
解析幾何中的最值問題是高考中的熱點(diǎn)問題,既有選擇題,又有填空題、解答題,難度中等偏高.高考題中有關(guān)解析幾何中求距離最值問題,最終都可以轉(zhuǎn)化為定義或?qū)ΨQ思想、三角有界求值域的方法解之,一般思想轉(zhuǎn)折線和為線段最短問題.
數(shù)學(xué);解析幾何;求線段最值;曲化直
解析幾何中的最值問題是高考中的熱點(diǎn)問題,既有選擇題又有填空題、解答題,難度中等偏高.考查上述問題時,通常考查函數(shù)與方程、轉(zhuǎn)化與化歸及分類討論等思想方法.這就要求同學(xué)們對最值問題要做到心中有數(shù),運(yùn)算準(zhǔn)確,爭取在此類問題上能夠脫穎而出.下面,就常常出現(xiàn)的幾類題型介紹一下自己的看法.
例1 已知點(diǎn)A(-3,8),B(2,2),點(diǎn)P是x軸上的點(diǎn),求當(dāng)|AP|+|PB|最小時點(diǎn)P的坐標(biāo).
【解析】設(shè)點(diǎn)B關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)為B1,連AB1交x軸于點(diǎn)P,則易知點(diǎn)P滿足|AP|+|PB|最小.可求得直線AB1的方程2x+y-2=0.令y=0,則x=1.故所求點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,0).
點(diǎn)評:此題考查直線上一點(diǎn)到直線同側(cè)的兩點(diǎn)距離和的最小值,往往轉(zhuǎn)化為對稱問題,用直線方程的方法求解.很好地把直線問題與幾何問題結(jié)合到了一起,難度不大,屬于易得分題.
例2 若實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2+8x-6y+16=0,則x+y+1的最大值為________.
【解析】解法一:令x+y+1=t,則依題設(shè)圓C:(x+4)2+(y-3)2=9與直線l:x+y+1-t=0有公共點(diǎn),從而故所求最大值為
解法二:因?yàn)閤,y滿足C:(x+4)2+(y-3)2=9,所以可設(shè)(θ為參數(shù)).所以x+y+1=3cosθ+3sinθ=3.故所求最大值為
點(diǎn)評:此題考查直線與圓位置關(guān)系問題.解法一考慮用圓心到直線距離與半徑比較大小,同學(xué)們?nèi)菀紫氲降⒁庥嬎銣?zhǔn)確.解法二則巧妙地運(yùn)用了三角代換方法,簡化了運(yùn)算步驟,是較好的選擇.
【解析】根據(jù)橢圓定義,有|MA|+|MC|=|MA|+(8-|MB|)=8-(|MB|-|MA|).為使|MA|+|MC|取得最小值,只需|MB|-|MA|取得最大值,A、B、M三點(diǎn)共線時才可以取得,此時,故所求最小值為
點(diǎn)評:此題考查橢圓第一定義的靈活運(yùn)用,要熟練掌握轉(zhuǎn)化變形,同時應(yīng)用了三點(diǎn)共線原理,難度稍大,屬于拉分題.
【解析】根據(jù)題意,作出右圖.顯然,O1,O2為雙曲線的兩個焦點(diǎn).要使|PM|-|PN|最大,即要使|PM|最大,|PN|最小,以此作出M,N具體位置如右圖,則容易得出|PM|-|PN|最大值為:|PM|-|PN|=(|PO1|+2)-(|PO2|-1)=3+|PO1|-|PO2=3+6=9.
點(diǎn)評:此題屬于綜合性較強(qiáng)的題型,既考查了圓的方程,又考查了雙曲線的性質(zhì).但最終還是回歸到雙曲線的定義上,充分體現(xiàn)了回歸課本的指導(dǎo)思想.
例5 點(diǎn)A(3,2)為定點(diǎn),點(diǎn)F是拋物線y2=4x的焦點(diǎn),點(diǎn)P在拋物線y2=4x上移動,則當(dāng)|PA|+|PF|取得最小值時,點(diǎn)P的坐標(biāo)是_____.
【解析】拋物線y2=4x的準(zhǔn)線方程為x=-1,設(shè)P到準(zhǔn)線的距離為d,則|PA|+|PF|=|PA|+d.要使|PA|+|PF|取得最小值,由右圖可知過A點(diǎn)的直線與準(zhǔn)線垂直時,|PA|+|PF|取得最小值,把y=2代入y2=4x,得P(1,2).
點(diǎn)評:此題求取最值時,沒有上來后先設(shè)點(diǎn),而是首先觀察點(diǎn)的位置,看能否借助概念,巧妙進(jìn)行轉(zhuǎn)化,于是考慮拋物線的定義,順利解決了此題.
綜上所述,高考題中有關(guān)解析幾何中求距離最值問題,最終都可以轉(zhuǎn)化為定義或?qū)ΨQ思想、三角有界求值域的方法解之,一般思想轉(zhuǎn)折線和為線段最短問題.
G633.6
A
1674-9324(2014)07-0241-01