数形结合解最值.doc

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1、数形结合解最值四川省广元市宝轮中学唐明友“数”转化为“形”直观,“形”结合于“数”简便,两者之间相辅相成,相互转化,“数”和“形”的这种辩证关系就是数形结合思想。本文例析运用数形结合思想解决最值问题。一.结合数轴例1.若a

2、与点B重合时,即当x=b时该距离之和最小,∴y的最小值为c-a。说明:如果a、b、c是具体的常数,还可通过分类讨论,画出分段函数的图像,再根据图像找出最小值。二.结合直角三角形例2.求代数式+的最小值分析与解:仅从代数角度思考显然难以奏效,观察到两个根号下都是平方和的形式,自然联想到勾股定理,进而可考虑构造Rt△ACP和Rt△BDP。如图,AC⊥l于C,BD⊥l于D,AC=2,BD=3,CD=12,P在直线l上,且PC=a(由题意a为负数或0均不是最小的,可设a>0),则PA+PB=+,因此,本题化为“在直线l上求

3、一点P,使PA+PB的值最小”。为此,取点A关于直线l的对称点A,过点A作AE⊥BD交其延长线于点E,连接PA、AB,则原式=PA+PB=PA+PB≥AB===13因此,原式的最小值是13。说明:本题亦能构造平面直角坐标系,求代数式的最小值,相当于要在x轴上求一点(a,0),使它到(2,0)和(12,3)这两点的距离的和最短,请同学们去思考。三.结合二次函数例3.如图,在△ABC中,AB+AC=12,AD⊥BC于D,且AD=3,⊙O是△ABC的外接圆,当AB的长为多少时,⊙O的面积最大?并求⊙O的最大面积。分析和解

4、:由于△ABC形状不确定,⊙O的面积也会随之变化,应设法先找出AB与半径的关系,再利用二次函数求最值。作直径AE,连接BE,则∠ABE=90,又由AD⊥BC得∠ADC=90,即∠ABE=∠ADC=90,而∠E=∠C,∴△ADC∽△ABE∴=设AB=x,⊙O的半径为y,则有=,整理得:y=-x+2x=-(x-6)+6(3≤x≤9)因此当AB的长为6时,⊙O的面积最大,其最大面积为36。说明:运用二次函数求最值时,有时自变量不一定取顶点的横坐标时函数获得最值,要注意考虑自变量的取值范围。四.结合一次函数例4.为完成一次

5、实地测量任务,夏令营的同学们成立了一支测绘队,需要24人参加测量,20人参加计算,16人参加绘图。测绘队中很多人是多面手,有8人既参加了测量又参加了计算,有6人既参加了测量又参加了绘图,有4人既参加了计算又参加了绘图。另有一些人三项都参加了。请问这支测绘队至少有多少人?分析和解:读罢本题有很多人都搞糊涂了吧,如果采用图示表其意(称为韦恩图)将会一目了然。设三项工作都参加的人数为x,总人数为y,列出一次函数为:y=(10-x)+(8-x)+(6-x)+4+6+8+x,整理得y=42-2x,∵0≤x≤6,∴30≤42-

6、2x≤42,亦即30≤y≤42因此,测绘队人数最少为30人,此时x=6说明:图示分析法可使应用题中的已知量和未知量的关系更加直观清晰,解决问题方便快捷,同学们应能熟练运用。五.结合不等式例5.A、B、C三个工厂如图所示,它们都生产同一种产品。已知A厂年产量是B厂年产量的,B厂年产量是C厂年产量的。现在要选一地址建一个公用仓库,把三个工厂的产品都运放在该仓库中,并且总费用最省,问仓库应选在何处?并说明你的理由。分析和解:总运费应与公路里程和产量有关,设AB=c,AC=b,BC=a,由题意又设A厂产量为2m,B厂产量为

7、3m,C厂产量为5m。本题答案是:仓库地址应选在C处。理由如下:假定仓库另选一地O,设AO=x,BO=y,CO=z,则仓库在O处时总费用可表示为:2mx+3my+5mz①仓库在C处时,总费用可表示为:2mb+3ma②∵x+z≥b,y+z≥a,∴2mx+2mz≥2mb,3my+3mz≥3ma,将此两式相加得:2mx+3my+5mz≥2mb+3ma③由①②③知,当且仅当点O与C重合时等号成立,因此,公用仓库选在C处,总费用最省。说明:对于x+z≥b,y+z≥a,这里不但考虑了三角形中两边之和大于第三边,而且还考虑了两点

8、之间线段最短。六.结合一元二次方程根的判别式例6.如图,在矩形ADPE中,PD=3,PE=7,BC是过点P的动直线,与AD、AE延长线交于B、C,求△ABC面积的最小值。分析和解:因直线BC是运动的,它与直线AD所成夹角也是变化的。设∠DBP=,则∠EPC=,在Rt△BDP中,BD=,又在Rt△CEP中,CE=7tan∴S=AB×AC=(+7)(7tan+3

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