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文檔簡介
1、2013中考總結(jié)復(fù)習(xí)沖刺練: “最值問題” 集錦平面幾何中的最值問題 01幾何的定值與最值 07最短路線問題 14對(duì)稱問題 18巧作“對(duì)稱點(diǎn)”妙解最值題 22數(shù)學(xué)最值題的常用解法26求最值問題29有理數(shù)的一題多解344道經(jīng)典題37平面幾何中的最值問題在平面幾何中,我們常常遇到各種求最大值和最小值的問題,有時(shí)它和不等式聯(lián)系在一起,統(tǒng)稱最值問題如果把最值問題和生活中的經(jīng)濟(jì)問題聯(lián)系起來,可以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)、最節(jié)約和最高效率下面介紹幾個(gè)簡例 在平面幾何問題中,當(dāng)某幾何元素在給定條件變動(dòng)時(shí),求某幾何量(如線段的長度、圖形的面積、角的度數(shù))的最大值或最小值問題,稱為最值問題。 最值問題的解決方法通常有兩種:
2、(1) 應(yīng)用幾何性質(zhì): 三角形的三邊關(guān)系:兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊; 兩點(diǎn)間線段最短; 連結(jié)直線外一點(diǎn)和直線上各點(diǎn)的所有線段中,垂線段最短; 定圓中的所有弦中,直徑最長。 運(yùn)用代數(shù)證法: 運(yùn)用配方法求二次三項(xiàng)式的最值; 運(yùn)用一元二次方程根的判別式。例1、A、B兩點(diǎn)在直線l的同側(cè),在直線L上取一點(diǎn)P,使PA+PB最小。 分析:在直線L上任取一點(diǎn)P,連結(jié)A P,BP,在ABP中AP+BPAB,如果AP+BPAB,則P必在線段AB上,而線段AB與直線L無交點(diǎn),所以這種思路錯(cuò)誤。取點(diǎn)A關(guān)于直線L的對(duì)稱點(diǎn)A,則AP AP,在ABP中AP+BPAB,當(dāng)P移到AB與直線L的交點(diǎn)處P點(diǎn)時(shí)AP+B
3、PAB,所以這時(shí)PA+PB最小。1 已知AB是半圓的直徑,如果這個(gè)半圓是一塊鐵皮,ABDC是內(nèi)接半圓的梯形,試問怎樣剪這個(gè)梯形,才能使梯形ABDC的周長最大(圖391)?分析 本例是求半圓AB的內(nèi)接梯形的最大周長,可設(shè)半圓半徑為R由于ABCD,必有AC=BD若設(shè)CD=2y,AC=x,那么只須求梯形ABDC的半周長u=x+y+R的最大值即可 解 作DEAB于E,則x2=BD2=AB·BE2R·(R-y)2R2-2Ry,所以所以求u的最大值,只須求-x2+2Rx+2R2最大值即可-x2+2Rx+2R2=3R2-(x-R)23R2,上式只有當(dāng)x=R時(shí)取等號(hào),這時(shí)有所以2y=R=x
4、所以把半圓三等分,便可得到梯形兩個(gè)頂點(diǎn)C,D,這時(shí),梯形的底角恰為60°和120°2 .如圖392是半圓與矩形結(jié)合而成的窗戶,如果窗戶的周長為8米(m),怎樣才能得出最大面積,使得窗戶透光最好?分析與解 設(shè)x表示半圓半徑,y表示矩形邊長AD,則必有 2x+2y+x=8,若窗戶的最大面積為S,則把代入有即當(dāng)窗戶周長一定時(shí),窗戶下部矩形寬恰為半徑時(shí),窗戶面積最大3. 已知P點(diǎn)是半圓上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),試問P在什么位置時(shí),PA+PB最大(圖393)?分析與解 因?yàn)镻點(diǎn)是半圓上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)P近于A或B時(shí),顯然P
5、A+PB漸小,在極限狀況(P與A重合時(shí))等于AB因此,猜想P在半圓弧中點(diǎn)時(shí),PA+PB取最大值設(shè)P為半圓弧中點(diǎn),連PB,PA,延長AP到C,使PC=PA,連CB,則CB是切線為了證PA+PB最大,我們?cè)诎雸A弧上另取一點(diǎn)P,連PA,PB,延長AP到C,使PC=BP,連CB,CC,則PCB=PBC=PCB=45°,所以A,B,C,C四點(diǎn)共圓,所以CCA=CBA=90°,所以在ACC中,ACAC,即PA+PBPA+PB 4 如圖394,在直角ABC中,AD是斜邊上的高,M,N分別是ABD,ACD的內(nèi)心,直線MN交AB,AC于K,L求證:SABC2SAKL 證 連結(jié)AM,BM,DM
6、,AN,DN,CN因?yàn)樵贏BC中,A=90°,ADBC于D,所以 ABD=DAC,ADB=ADC=90°因?yàn)镸,N分別是ABD和ACD的內(nèi)心,所以1=2=45°,3=4,所以ADNBDM,又因?yàn)镸DN=90°=ADB,所以 MDNBDA,所以 BAD=MND由于BAD=LCD,所以 MND=LCD, 所以D,C,L,N四點(diǎn)共圓,所以 ALK=NDC=45°同理,AKL=1=45°,所以AK=AL因?yàn)?AKMADM,所以 AK=AD=AL而而從而所以 SABCSAKL5. 如圖395已知在正三角形ABC內(nèi)(包括邊
7、上)有兩點(diǎn)P,Q求證:PQAB證 設(shè)過P,Q的直線與AB,AC分別交于P1,Q1,連結(jié)P1C,顯然,PQP1Q1因?yàn)锳Q1P1+P1Q1C=180°,所以AQ1P1和P1Q1C中至少有一個(gè)直角或鈍角若AQ1P190°,則 PQP1Q1AP1AB;若P1Q1C90°,則 PQP1Q1P1C同理,AP1C和BP1C中也至少有一個(gè)直角或鈍角,不妨設(shè)BP1C90°,則 P1CBC=AB 對(duì)于P,Q兩點(diǎn)的其他位置也可作類似的討論,因此,PQAB 6. 設(shè)ABC是邊長為6的正三角形,過頂點(diǎn)A引直線l,頂點(diǎn)B,C到l的距離設(shè)為d1,d2,求d1+d2的最大值(1992
8、年上海初中賽題)解 如圖396,延長BA到B,使AB=AB,連BC,則過頂點(diǎn)A的直線l或者與BC相交,或者與BC相交以下分兩種情況討論(1)若l與BC相交于D,則 所以 只有當(dāng)lBC時(shí),取等號(hào) (2)若l與BC相交于D,則所以 上式只有l(wèi)BC時(shí),等號(hào)成立 7. 如圖397已知直角AOB中,直角頂點(diǎn)O在單位圓心上,斜邊與單位圓相切,延長AO,BO分別與單位圓交于C,D試求四邊形ABCD面積的最小值解 設(shè)O與AB相切于E,有OE=1,從而即 AB2當(dāng)AO=BO時(shí),AB有最小值2從而所以,當(dāng)AO=OB時(shí),四邊形ABCD面積的最小值為幾何的定值與最值幾何中的定值問題,是指變動(dòng)的圖形中某些幾何元素的幾何
9、量保持不變,或幾何元素間的某些幾何性質(zhì)或位置關(guān)系不變的一類問題,解幾何定值問題的基本方法是:分清問題的定量及變量,運(yùn)用特殊位置、極端位置,直接計(jì)算等方法,先探求出定值,再給出證明幾何中的最值問題是指在一定的條件下,求平面幾何圖形中某個(gè)確定的量(如線段長度、角度大小、圖形面積)等的最大值或最小值,求幾何最值問題的基本方法有:1特殊位置與極端位置法;2幾何定理(公理)法;3數(shù)形結(jié)合法等注:幾何中的定值與最值近年廣泛出現(xiàn)于中考競賽中,由冷點(diǎn)變?yōu)闊狳c(diǎn)這是由于這類問題具有很強(qiáng)的探索性(目標(biāo)不明確),解題時(shí)需要運(yùn)用動(dòng)態(tài)思維、數(shù)形結(jié)合、特殊與一般相結(jié)合、邏輯推理與合情想象相結(jié)合等思想方法【例題就解】【例1】
10、 如圖,已知AB=10,P是線段AB上任意一點(diǎn),在AB的同側(cè)分別以AP和PB為邊作等邊APC和等邊BPD,則CD長度的最小值為 思路點(diǎn)撥 如圖,作CCAB于C,DDAB于D,DQCC,CD2=DQ2+CQ2,DQ=AB一常數(shù),當(dāng)CQ越小,CD越小,本例也可設(shè)AP=,則PB=,從代數(shù)角度探求CD的最小值 注:從特殊位置與極端位置的研究中易得到啟示,常能找到解題突破口,特殊位置與極端位置是指:(1)中點(diǎn)處、垂直位置關(guān)系等;(2)端點(diǎn)處、臨界位置等 【例2】 如圖,圓的半徑等于正三角形ABC的高,此圓在沿底邊AB滾動(dòng),切點(diǎn)為T,圓交AC、BC于M、N,則對(duì)于所有可能的圓的位置而言, MTN為的度數(shù)(
11、 ) A從30°到60°變動(dòng) B從60°到90°變動(dòng)C保持30°不變 D保持60°不變 思路點(diǎn)撥 先考慮當(dāng)圓心在正三角形的頂點(diǎn)C時(shí),其弧的度數(shù),再證明一般情形,從而作出判斷注:幾何定值與最值問題,一般都是置于動(dòng)態(tài)背景下,動(dòng)與靜是相對(duì)的,我們可以研究問題中的變量,考慮當(dāng)變化的元素運(yùn)動(dòng)到特定的位置,使圖形變化為特殊圖形時(shí),研究的量取得定值與最值【例3】 如圖,已知平行四邊形ABCD,AB=,BC=(>),P為AB邊上的一動(dòng)點(diǎn),直線DP交CB的延長線于Q,求AP+BQ的最小值思路點(diǎn)撥 設(shè)AP=,把AP、BQ分別用的代數(shù)式表示,運(yùn)用不等
12、式 (當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào))來求最小值 【例4】 如圖,已知等邊ABC內(nèi)接于圓,在劣弧AB上取異于A、B的點(diǎn)M,設(shè)直線AC與BM相交于K,直線CB與AM相交于點(diǎn)N,證明:線段AK和BN的乘積與M點(diǎn)的選擇無關(guān)思路點(diǎn)撥 即要證AK·BN是一個(gè)定值,在圖形中ABC的邊長是一個(gè)定值,說明AK·BN與AB有關(guān),從圖知AB為ABM與ANB的公共邊,作一個(gè)大膽的猜想,AK·BN=AB2,從而我們的證明目標(biāo)更加明確注:只要探求出定值,那么解題目標(biāo)明確,定值問題就轉(zhuǎn)化為一般的幾何證明問題【例5】 已知XYZ是直角邊長為1的等腰直角三角形(Z=90°),它的三個(gè)頂點(diǎn)分別在等腰R
13、tABC(C=90°)的三邊上,求ABC直角邊長的最大可能值思路點(diǎn)撥 頂點(diǎn)Z在斜邊上或直角邊CA(或CB)上,當(dāng)頂點(diǎn)Z在斜邊AB上時(shí),取xy的中點(diǎn),通過幾何不等關(guān)系求出直角邊的最大值,當(dāng)頂點(diǎn)Z在(AC或CB)上時(shí),設(shè)CX=,CZ=,建立,的關(guān)系式,運(yùn)用代數(shù)的方法求直角邊的最大值 注:數(shù)形結(jié)合法解幾何最值問題,即適當(dāng)?shù)剡x取變量,建立幾何元素間的函數(shù)、方程、不等式等關(guān)系,再運(yùn)用相應(yīng)的代數(shù)知識(shí)方法求解常見的解題途徑是:(1)利用一元二次方程必定有解的代數(shù)模型,運(yùn)用判別式求幾何最值;(2)構(gòu)造二次函數(shù)求幾何最值學(xué)力訓(xùn)練1如圖,正方形ABCD的邊長為1,點(diǎn)P為邊BC上任意一點(diǎn)(可與B點(diǎn)或C點(diǎn)重
14、合),分別過B、C、D作射線AP的垂線,垂足分別是B、C、D,則BB+CC+DD的最大值為 ,最小值為 2如圖,AOB=45°,角內(nèi)有一點(diǎn)P,PO=10,在角的兩邊上有兩點(diǎn)Q,R(均不同于點(diǎn)O),則PQR的周長的最小值為 3如圖,兩點(diǎn)A、B在直線MN外的同側(cè),A到MN的距離AC=8,B到MN的距離BD=5,CD=4,P在直線MN上運(yùn)動(dòng),則的最大值等于 4如圖,A點(diǎn)是半圓上一個(gè)三等分點(diǎn),B點(diǎn)是弧AN的中點(diǎn),P點(diǎn)是直徑MN上一動(dòng)點(diǎn),O的半徑為1,則AP+BP的最小值為( ) A1 B C D5如圖,圓柱的軸截面ABCD是邊長為4的正方形,動(dòng)點(diǎn)P從A點(diǎn)出發(fā),沿看圓柱的側(cè)面移動(dòng)到BC的中點(diǎn)S
15、的最短距離是( ) A B C D6如圖、已知矩形ABCD,R,P戶分別是DC、BC上的點(diǎn),E,F(xiàn)分別是AP、RP的中點(diǎn),當(dāng)P在BC上從B向C移動(dòng)而R不動(dòng)時(shí),那么下列結(jié)論成立的是( ) A線段EF的長逐漸增大 B線段EF的長逐漸減小C線段EF的長不改變 D線段EF的長不能確定7如圖,點(diǎn)C是線段AB上的任意一點(diǎn)(C點(diǎn)不與A、B點(diǎn)重合),分別以AC、BC為邊在直線AB的同側(cè)作等邊三角形ACD和等邊三角形BCE,AE與CD相交于點(diǎn)M,BD與CE相交于點(diǎn)N(1)求證:MNAB;(2)若AB的長為l0cm,當(dāng)點(diǎn)C在線段AB上移動(dòng)時(shí),是否存在這樣的一點(diǎn)C,使線段MN的長度最長?若存在,請(qǐng)確定C點(diǎn)的位置并求
16、出MN的長;若不存在,請(qǐng)說明理由(2002年云南省中考題)8如圖,定長的弦ST在一個(gè)以AB為直徑的半圓上滑動(dòng),M是ST的中點(diǎn),P是S對(duì)AB作垂線的垂足,求證:不管ST滑到什么位置,SPM是一定角9已知ABC是O的內(nèi)接三角形,BT為O的切線,B為切點(diǎn),P為直線AB上一點(diǎn),過點(diǎn)P作BC的平行線交直線BT于點(diǎn)E,交直線AC于點(diǎn)F(1)當(dāng)點(diǎn)P在線段AB上時(shí)(如圖),求證:PA·PB=PE·PF;(2)當(dāng)點(diǎn)P為線段BA延長線上一點(diǎn)時(shí),第(1)題的結(jié)論還成立嗎?如果成立,請(qǐng)證明,如果不成立,請(qǐng)說明理由 10如圖,已知;邊長為4的正方形截去一角成為五邊形ABCDE,其中AF=2,BF=l
17、,在AB上的一點(diǎn)P,使矩形PNDM有最大面積,則矩形PNDM的面積最大值是( ) A8 B12 C D1411如圖,AB是半圓的直徑,線段CA上AB于點(diǎn)A,線段DB上AB于點(diǎn)B,AB=2;AC=1,BD=3,P是半圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則封閉圖形ACPDB的最大面積是( ) A B C D12如圖,在ABC中,BC=5,AC=12,AB=13,在邊AB、AC上分別取點(diǎn)D、E,使線段DE將ABC分成面積相等的兩部分,試求這樣線段的最小長度13如圖,ABCD是一個(gè)邊長為1的正方形,U、V分別是AB、CD上的點(diǎn),AV與DU相交于點(diǎn)P,BV與CU相交于點(diǎn)Q求四邊形PUQV面積的最大值 14利用兩個(gè)相同的噴水
18、器,修建一個(gè)矩形花壇,使花壇全部都能噴到水已知每個(gè)噴水器的噴水區(qū)域是半徑為l0米的圓,問如何設(shè)計(jì)(求出兩噴水器之間的距離和矩形的長、寬),才能使矩形花壇的面積最大?15某住宅小區(qū),為美化環(huán)境,提高居民生活質(zhì)量,要建一個(gè)八邊形居民廣場(平面圖如圖所示)其中,正方形MNPQ與四個(gè)相同矩形(圖中陰影部分)的面積的和為800平方米(1)設(shè)矩形的邊AB=(米),AM=(米),用含的代數(shù)式表示為 (2)現(xiàn)計(jì)劃在正方形區(qū)域上建雕塑和花壇,平均每平方米造價(jià)為2100元;在四個(gè)相同的矩形區(qū)域上鋪設(shè)花崗巖地坪,平均每平方米造價(jià)為105元;在四個(gè)三角形區(qū)域上鋪設(shè)草坪,平均每平方米造價(jià)為40元 設(shè)該工程的總造價(jià)為S(
19、元),求S關(guān)于工的函數(shù)關(guān)系式 若該工程的銀行貸款為235000元,僅靠銀行貸款能否完成該工程的建設(shè)任務(wù)?若能,請(qǐng)列出設(shè)計(jì)方案;若不能,請(qǐng)說明理由 若該工程在銀行貸款的基礎(chǔ)上,又增加資金73000元,問能否完成該工程的建設(shè)任務(wù)?若能,請(qǐng)列出所有可能的設(shè)計(jì)方案;若不能,請(qǐng)說明理由(鎮(zhèn)江市中考題)16某房地產(chǎn)公司擁有一塊“缺角矩形”荒地ABCDE,邊長和方向如圖,欲在這塊地上建一座地基為長方形東西走向的公寓,請(qǐng)劃出這塊地基,并求地基的最大面積(精確到1m2) 參考答案最短路線問題通常最短路線問題是以“平面內(nèi)連結(jié)兩點(diǎn)的線中,直線段最短”為原則引申出來的人們?cè)谏a(chǎn)、生活實(shí)踐中,常常遇到帶有某種限制條件的
20、最近路線即最短路線問題在本講所舉的例中,如果研究問題的限制條件允許已知的兩點(diǎn)在同一平面內(nèi),那么所求的最短路線是線段;如果它們位于凸多面體的不同平面上,而允許走的路程限于凸多面體表面,那么所求的最短路線是折線段;如果它們位于圓柱和圓錐面上,那么所求的最短路線是曲線段;但允許上述哪種情況,它們都有一個(gè)共同點(diǎn):當(dāng)研究曲面僅限于可展開為平面的曲面時(shí),例如圓柱面、圓錐面和棱柱面等,將它們展開在一個(gè)平面上,兩點(diǎn)間的最短路線則是連結(jié)兩點(diǎn)的直線段這里還想指出的是,我們常遇到的球面是不能展成一個(gè)平面的例如,在地球(近似看成圓球)上A、B二點(diǎn)之間的最短路線如何求呢?我們用過A、B兩點(diǎn)及地球球心O的平面截地球,在地
21、球表面留下的截痕為圓周(稱大圓),在這個(gè)大圓周上A、B兩點(diǎn)之間不超過半個(gè)圓周的弧線就是所求的A、B兩點(diǎn)間的最短路線,航海上叫短程線關(guān)于這個(gè)問題本講不做研究,以后中學(xué)會(huì)詳講在求最短路線時(shí),一般我們先用“對(duì)稱”的方法化成兩點(diǎn)之間的最短距離問題,而兩點(diǎn)之間直線段最短,從而找到所需的最短路線像這樣將一個(gè)問題轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)和它等價(jià)的問題,再設(shè)法解決,是數(shù)學(xué)中一種常用的重要思想方法例1 如下圖,偵察員騎馬從A地出發(fā),去B地取情報(bào)在去B地之前需要先飲一次馬,如果途中沒有重要障礙物,那么偵察員選擇怎樣的路線最節(jié)省時(shí)間,請(qǐng)你在圖中標(biāo)出來解:要選擇最節(jié)省時(shí)間的路線就是要選擇最短路線作點(diǎn)A關(guān)于河岸的對(duì)稱點(diǎn) A,即作 A
22、A垂直于河岸,與河岸交于點(diǎn)C,且使AC=AC,連接AB交河岸于一點(diǎn)P,這時(shí) P點(diǎn)就是飲馬的最好位置,連接 PA,此時(shí) PAPB就是偵察員應(yīng)選擇的最短路線證明:設(shè)河岸上還有異于P點(diǎn)的另一點(diǎn)P,連接PA,PB, PAPA+PBPA+PBAB=PA+PB=PA+PB,而這里不等式 PAPBAB成立的理由是連接兩點(diǎn)的折線段大于直線段,所以PA+PB是最短路線此例利用對(duì)稱性把折線APB化成了易求的另一條最短路線即直線段AB,所以這種方法也叫做化直法,其他還有旋轉(zhuǎn)法、翻折法等看下面例題例2 如圖一只壁虎要從一面墻壁上A點(diǎn),爬到鄰近的另一面墻壁上的B點(diǎn)捕蛾,它可以沿許多路徑到達(dá),但哪一條是最近的路線呢?解:
23、我們假想把含B點(diǎn)的墻順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°(如下頁右圖),使它和含A點(diǎn)的墻處在同一平面上,此時(shí)轉(zhuǎn)過來的位置記為,B點(diǎn)的位置記為B,則A、B之間最短路線應(yīng)該是線段AB,設(shè)這條線段與墻棱線交于一點(diǎn)P,那么,折線4PB就是從A點(diǎn)沿著兩扇墻面走到B點(diǎn)的最短路線證明:在墻棱上任取異于P點(diǎn)的P點(diǎn),若沿折線APB走,也就是沿在墻轉(zhuǎn)90°后的路線APB走都比直線段APB長,所以折線APB是壁虎捕蛾的最短路線由此例可以推廣到一般性的結(jié)論:想求相鄰兩個(gè)平面上的兩點(diǎn)之間的最短路線時(shí),可以把不同平面轉(zhuǎn)成同一平面,此時(shí),把處在同一平面上的兩點(diǎn)連起來,所得到的線段還原到原始的兩相鄰平面上,這條線段所構(gòu)成的折
24、線,就是所求的最短路線例3 長方體ABCDABCD中,AB=4,AA=2,AD=1,有一只小蟲從頂點(diǎn)D出發(fā),沿長方體表面爬到B點(diǎn),問這只小蟲怎樣爬距離最短?(見圖(1)解:因?yàn)樾∠x是在長方體的表面上爬行的,所以必需把含D、B兩點(diǎn)的兩個(gè)相鄰的面“展開”在同一平面上,在這個(gè)“展開”后的平面上 DB間的最短路線就是連結(jié)這兩點(diǎn)的直線段,這樣,從D點(diǎn)出發(fā),到B點(diǎn)共有六條路線供選擇從D點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過上底面然后進(jìn)入前側(cè)面到達(dá)B點(diǎn),將這兩個(gè)面攤開在一個(gè)平面上(上頁圖(2),這時(shí)在這個(gè)平面上D、B間的最短路線距離就是連接D、B兩點(diǎn)的直線段,它是直角三角形ABD的斜邊,根據(jù)勾股定理,DB2=DA2+AB2=(1+2
25、)242=25,DB=5容易知道,從D出發(fā)經(jīng)過后側(cè)面再進(jìn)入下底面到達(dá)B點(diǎn)的最短距離也是5從D點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過左側(cè)面,然后進(jìn)入前側(cè)面到達(dá)B點(diǎn)將這兩個(gè)面攤開在同一平面上,同理求得在這個(gè)平面上D、B兩點(diǎn)間的最短路線(上頁圖(3),有:DB222+(1+4)2=29容易知道,從D出發(fā)經(jīng)過后側(cè)面再進(jìn)入右側(cè)面到達(dá)B點(diǎn)的最短距離的平方也是29從D點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過左側(cè)面,然后進(jìn)入下底面到達(dá)B點(diǎn),將這兩個(gè)平面攤開在同一平面上,同理可求得在這個(gè)平面上D、B兩點(diǎn)間的最短路線(見圖),DB2=(2+4)2+12=37容易知道,從D出發(fā)經(jīng)過上側(cè)面再進(jìn)入右側(cè)面到達(dá)B點(diǎn)的最短距離的平方也是37比較六條路線,顯然情形、中的路線最短,
26、所以小蟲從D點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過上底面然后進(jìn)入前側(cè)面到達(dá)B點(diǎn)(上頁圖(2),或者經(jīng)過后側(cè)面然后進(jìn)入下底面到達(dá)B點(diǎn)的路線是最短路線,它的長度是5個(gè)單位長度利用例2、例3中求相鄰兩個(gè)平面上兩點(diǎn)間最短距離的旋轉(zhuǎn)、翻折的方法,可以解決一些類似的問題,例如求六棱柱兩個(gè)不相鄰的側(cè)面上A和B兩點(diǎn)之間的最短路線問題(下左圖),同樣可以把A、B兩點(diǎn)所在平面及與這兩個(gè)平面都相鄰的平面展開成同一個(gè)平面(下右圖),連接A、B成線段AP1P2B,P1、P2是線段AB與兩條側(cè)棱線的交點(diǎn),則折線AP1P2B就是AB間的最短路線圓柱表面的最短路線是一條曲線,“展開”后也是直線,這條曲線稱為螺旋線因?yàn)樗哂凶疃痰男再|(zhì),所以在生產(chǎn)和生活
27、中有著很廣泛的應(yīng)用如:螺釘上的螺紋,螺旋輸粉機(jī)的螺旋道,旋風(fēng)除塵器的導(dǎo)灰槽,槍膛里的螺紋等都是螺旋線,看下面例題例4 景泰藍(lán)廠的工人師傅要給一個(gè)圓柱型的制品嵌金線,如下左圖,如果將金線的起點(diǎn)固定在A點(diǎn),繞一周之后終點(diǎn)為B點(diǎn),問沿什么線路嵌金線才能使金線的用量最少?解:將上左圖中圓柱面沿母線AB剪開,展開成平面圖形如上頁右圖(把圖中的長方形卷成上頁左圖中的圓柱面時(shí),A、B分別與A、B重合),連接AB,再將上頁右圖還原成上頁左圖的形狀,則AB在圓柱面上形成的曲線就是連接AB且繞一周的最短線路圓錐表面的最短路線也是一條曲線,展開后也是直線請(qǐng)看下面例題例5 有一圓錐如下圖,A、B在同一母線上,B為AO
28、的中點(diǎn),試求以A為起點(diǎn),以B為終點(diǎn)且繞圓錐側(cè)面一周的最短路線 解:將圓錐面沿母線AO剪開,展開如上右圖(把右圖中的扇形卷成上圖中的圓錐面時(shí),A、B分別與A、B重合),在扇形中連AB,則將扇形還原成圓錐之后,AB所成的曲線為所求例6 如下圖,在圓柱形的桶外,有一只螞蟻要從桶外的A點(diǎn)爬到桶內(nèi)的B點(diǎn)去尋找食物,已知A點(diǎn)沿母線到桶口C點(diǎn)的距離是12厘米, B點(diǎn)沿母線到桶口 D點(diǎn)的距離是8厘米,而C、D兩點(diǎn)之間的(桶口)弧長是15厘米如果螞蟻爬行的是最短路線,應(yīng)該怎么走?路程總長是多少?分析 我們首先想到將桶的圓柱面展開成矩形平面圖(下圖),由于B點(diǎn)在里面,不便于作圖,設(shè)想將BD延長到F,使DFBD,即
29、以直線CD為對(duì)稱軸,作出點(diǎn)B的對(duì)稱點(diǎn)F,用F代替B,即可找出最短路線了解:將圓柱面展成平面圖形(上圖),延長BD到F,使DF=BD,即作點(diǎn)B關(guān)于直線CD的對(duì)稱點(diǎn)F,連結(jié)AF,交桶口沿線CD于O因?yàn)橥翱谘鼐€CD是 B、F的對(duì)稱軸,所以O(shè)BOF,而A、F之間的最短線路是直線段AF,又AF=AOOF,那么A、B之間的最短距離就是AOOB,故螞蟻應(yīng)該在桶外爬到O點(diǎn)后,轉(zhuǎn)向桶內(nèi)B點(diǎn)爬去延長AC到E,使CE=DF,易知AEF是直角三角形,AF是斜邊,EF=CD,根據(jù)勾股定理,AF2=(AC+CE)2+EF2 (128)2152625=252,解得AF=25即螞蟻爬行的最短路程是25厘米例7 A、B兩個(gè)村子
30、,中間隔了一條小河(如下圖),現(xiàn)在要在小河上架一座小木橋,使它垂直于河岸請(qǐng)你在河的兩岸選擇合適的架橋地點(diǎn),使A、B兩個(gè)村子之間路程最短分析 因?yàn)闃虼怪庇诤影叮宰疃搪肪€必然是條折線,直接找出這條折線很困難,于是想到要把折線化為直線由于橋的長度相當(dāng)于河寬,而河寬是定值,所以橋長是定值因此,從A點(diǎn)作河岸的垂線,并在垂線上取AC等于河寬,就相當(dāng)于把河寬預(yù)先扣除,找出B、C兩點(diǎn)之間的最短路線,問題就可以解決解:如上圖,過A點(diǎn)作河岸的垂線,在垂線上截取AC的長為河寬,連結(jié)BC交河岸于D點(diǎn),作DE垂直于河岸,交對(duì)岸于E點(diǎn),D、E兩點(diǎn)就是使兩村行程最短的架橋地點(diǎn)即兩村的最短路程是AEEDDB例8 在河中有
31、A、B兩島(如下圖),六年級(jí)一班組織一次劃船比賽,規(guī)則要求船從A島出發(fā),必須先劃到甲岸,又到乙岸,再到B島,最后回到A島,試問應(yīng)選擇怎樣的路線才能使路程最短?解:如上圖,分別作A、B關(guān)于甲岸線、乙岸線的對(duì)稱點(diǎn)A和B,連結(jié)A、B分別交甲岸線、乙岸線于E、F兩點(diǎn),則AEFBA是最短路線,即最短路程為:AEEFFBBA證明:由對(duì)稱性可知路線AEFB的長度恰等于線段AB的長度而從A島到甲岸,又到乙岸,再到B島的任意的另一條路線,利用對(duì)稱方法都可以化成一條連接A、B之間的折線,它們的長度都大于線段 AB,例如上圖中用“···”表示的路線AEFB的長度等于折線AEFB的長度,
32、它大于AB的長度,所以AEFBA是最短路線對(duì)稱問題教學(xué)目的:進(jìn)一步理解從實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的方法,對(duì)于軸對(duì)稱問題、中心對(duì)稱問題有一個(gè)比較深入的認(rèn)識(shí),可以通過對(duì)稱的性質(zhì)及三角形兩邊之和與第三邊的關(guān)系找到證明的方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):猜想驗(yàn)證的過程,及幾何問題的說理性。一、點(diǎn)關(guān)于一條直線的對(duì)稱問題問題超市:一天,天氣很熱,小明想回家,但小狗想到河邊去喝水。有什么辦法能讓小狗到河邊喝上水,同是回家又最近?問題數(shù)學(xué)化:設(shè)小明與小狗在A處,家在B處,小河為L,小明要在直線L上找一個(gè)點(diǎn)C(小狗在C處飲水),使得AC+BC最短。(如圖所示)知識(shí)介紹:兩條線段之和最短,往往利用對(duì)稱的思想,把兩條線段的和變?yōu)?/p>
33、一條線段來研究,利用兩點(diǎn)之間的線段最短,可以得出結(jié)果。中學(xué)數(shù)學(xué)中常見的對(duì)稱有兩類,一類是軸對(duì)稱,一類是中心對(duì)稱。軸對(duì)稱有兩個(gè)基本特征:垂直與相等。構(gòu)造點(diǎn)M關(guān)于直線PQ的軸對(duì)稱點(diǎn)N的方法是:過M作MO垂直于PQ于點(diǎn)O,并延長MO到點(diǎn)N,使NO=MO,則點(diǎn)N就是點(diǎn)M關(guān)于直線PQ的對(duì)稱點(diǎn)。問題分析:過A作AO垂直于直線L于點(diǎn)O,延長AO到點(diǎn)A,使AO=AO,連接AB,交直線L于點(diǎn)C,則小明沿著ACB的路徑就可以滿足小狗喝上水,同時(shí)又使回家的路程最短。問題的證明方法:三角形兩邊之和大于第三邊及對(duì)稱的性質(zhì)。問題的延伸1:已知直線L外有一個(gè)定點(diǎn)P,在直線L上找兩點(diǎn)A、B,使AB=m,且PA+PB最短。(其
34、中m為定值)提示:作PC平行于AB,且PC=AB,則問題變?yōu)椋涸谥本€L上找一個(gè)點(diǎn)B,使它到P、C兩點(diǎn)的距離之和最短。問題的延伸2:在兩條相交線之外有一個(gè)定點(diǎn)P,分別在兩條直線上找點(diǎn)B、C使得PB+BC+CP最短,如何確定B、C的位置?提示:分別作點(diǎn)P關(guān)于直線L1和直線L2的對(duì)稱點(diǎn)P1和P2,連接P1P2分別與兩直線交于B、C點(diǎn),則PB+BC+PC最短。證明方法同上。二、橋該建在哪里:問題超市:農(nóng)場里有一條小河,里面養(yǎng)了很多魚。在河的兩岸有兩個(gè)加工廠,農(nóng)場主經(jīng)常要在這兩個(gè)工廠之間來回奔波。農(nóng)場新買了一輛汽車,想在農(nóng)場內(nèi)建造一條馬路,同時(shí)在河上修建一座橋。要求橋與河岸垂直,可是橋應(yīng)該建在何處,才能
35、使兩個(gè)加工廠之間的路程最短?問題數(shù)學(xué)化:在直線L1和直線L2之間作一條垂線段CD,使得BC+CD+DA最短。知識(shí)介紹:關(guān)于最短距離,我們有下面幾個(gè)相應(yīng)的結(jié)論:(1)在連接兩點(diǎn)的所有線中,線段最短(兩點(diǎn)之間,線段最短);(2)三角形的兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊;(3)在三角形中,大角對(duì)大邊,小角對(duì)小邊。一般說來,線段和最短的問題,往往把幾條線段連接成一條線段,利用兩點(diǎn)之間線段最短或者三角形兩邊之和大于第三邊來加以證明。另外,在平移線段的時(shí)候,一般要用到平行四邊形的判定和性質(zhì)。(判定:如果一個(gè)四邊形的一組對(duì)邊平行且相等,那么這個(gè)四邊形是平行四邊形;性質(zhì):平行四邊形的對(duì)邊相等。)問題分析
36、:由于CD的長度一定,所以BC+CD+DA最短,只需BC+DA最短既可。我們想辦法把線段AD平移到和線段BC共線的位置,于是變化為下面兩圖。問題的總結(jié)與結(jié)論:一般來說,我們利用圖形的對(duì)稱性尋找到最近的位置,然后利用三角形和對(duì)稱的性質(zhì)去證明你所選取的位置是題目中所要求的位置即可。問題的延伸:如果有兩條河,需要建造兩座橋,又該如何呢?如圖,把A向下平移到A的位置,使線段AA等于河L1L2的寬度;把B向上平移到B的位置,使線段BB等于河L3L4的寬度。連接線段BA,交L2于點(diǎn)C,交L3于點(diǎn)F。過C、F分別作垂線段CD、FE,就是建橋的位置。如果有三條河又如何?更多的河流建更多的橋又如何呢?三、對(duì)稱問
37、題的進(jìn)一步延伸。我們已經(jīng)可以應(yīng)用軸對(duì)稱的特點(diǎn)找到一些特殊位置使得線段和最小,那么對(duì)于線段差最小的問題,是否可以得出一些相關(guān)的結(jié)論呢?1、直線L的異側(cè)有兩個(gè)點(diǎn)A、B,在直線L上求一個(gè)點(diǎn)C,使得:A、B到C的距離的差的絕對(duì)值最小。2、你認(rèn)識(shí)一些什么樣的軸對(duì)稱圖形,它們各自有什么樣的幾何性質(zhì)? 等腰三角形、矩形、正多邊形等。四、如何平分土地:問題超市:水渠旁有一大塊耕地,要畫一條直線為分界線,把耕地平均分成兩塊,分別承包給兩個(gè)人,BC邊是灌溉用的水渠的一岸。兩個(gè)人不知道怎么平分土地最能滿足個(gè)人的需要,你看這個(gè)土地的形狀(比較規(guī)則的L形)(如右圖所示),應(yīng)該怎樣平分呢?問題數(shù)學(xué)化:如何在由兩個(gè)矩形所組
38、成(割、補(bǔ))的圖形中尋找一條直線,使得圖形被分成兩部分,且兩部分的面積相等,而且,均含有BC邊的一部分。問題分析:1、如何才能把一個(gè)矩形的面積等分。如圖,可以應(yīng)用矩形的兩條對(duì)角線所在的直線AC、BD,每組對(duì)邊的中點(diǎn)所在直線MP、NQ,且這四條直線都交于同一點(diǎn)O,對(duì)矩形的對(duì)稱中心。即經(jīng)過對(duì)稱中心O的任意一條直線都可以平分矩形的面積。2、利用這個(gè)結(jié)論,土地可以看成是兩個(gè)矩形進(jìn)行割、補(bǔ)得到的,分別在每個(gè)圖中作兩個(gè)矩形的對(duì)稱中心,經(jīng)過這兩個(gè)點(diǎn)作一條直線,這條直線就可以把這兩個(gè)矩形的面積進(jìn)行平分,分別如上面三個(gè)圖形所示:問題的延伸:三個(gè)方案確定之后,兩個(gè)農(nóng)民并不滿意,他們認(rèn)為:“這三種方法只是把土地平分
39、了,但是靠近水源的BC邊并沒有被平分。”兩人為了灌溉方使,都想把靠近水源的BC邊也平分了,誰會(huì)愿意要水源少的那塊地呢?這三種分地的方法并不公平。那為了既平分土地,也平分水源,有什么辦法呢?問題的分析:(如右圖所示)直線QR就是原來的分界線l,取線段QR的中點(diǎn)為S,取線段BC的中點(diǎn)為P,則直線PS就是滿足兩個(gè)農(nóng)民要求的分界線。問題的證明:與中,三組內(nèi)角對(duì)應(yīng)相等,且RS=PS,則兩個(gè)三角形全等,所以兩個(gè)三角形的面積相等,于是經(jīng)過直線TP的分界仍保證了土地的平分,且過點(diǎn)P也使得水源得到了平分。思考:如果用后兩種方案,你是否也得出了可以既平分水源也平分土地的方案?五、臺(tái)球桌上的數(shù)學(xué)問題問題超市:臺(tái)球被
40、打到臺(tái)球桌邊上,反彈回來,就是我們常用的對(duì)稱問題。臺(tái)球從球桌的一個(gè)角出發(fā),若沿著角將球打到對(duì)邊,然后,球經(jīng)過幾次碰撞,最后到另外的三個(gè)角落之一。如果臺(tái)球桌的長和寬之比為2:1,需要碰撞幾次?如果臺(tái)球桌的長和寬之比為3:2、4:3、5:2、5:3情況又會(huì)怎樣?知識(shí)介紹:此題類似于物理中光線的反射,當(dāng)光線入射到平面鏡上的時(shí)候,光線會(huì)被鏡子反射。把反射光線和入射光線看成兩條直線的話,那么入射角等于反射角。這在數(shù)學(xué)上就是軸對(duì)稱。在臺(tái)球桌(長方形),由于入射角是,所以反射角也是,這樣入射線和反射線形成一個(gè)直角,相應(yīng)的,在臺(tái)球桌上就構(gòu)成了一個(gè)等腰直角三角形,利用這一性質(zhì)我們可以得到一些有趣的結(jié)論。問題分析
41、:我們分下面幾種情況進(jìn)行分析:(1)如果長寬比為2:1,如圖,則1次就夠了;(2)如果長寬比為3:2,如圖,則要碰撞3次,可以到左下角;(3)如果長寬比為4:3,如圖,則要碰撞5次,可以進(jìn)洞;(4)如果長寬比為5:3和7:5,分別如下圖所示,分別需要6和10次碰撞可以進(jìn)洞。問題的總結(jié):臺(tái)球桌的長a臺(tái)球桌的寬b碰撞的次數(shù)c可能的關(guān)系2112+12=13233+22=34354+32=55365+32=675107+52=10ab?問題的猜想:如果臺(tái)球桌的長和寬之比為m:n(其中m、n互質(zhì)的正整數(shù)),那么碰撞的次數(shù)是:巧作“對(duì)稱點(diǎn)”妙解最值題在初中平面幾何尤其在初中數(shù)學(xué)競賽題中,我們經(jīng)常會(huì)碰到求兩
42、線段和的最大值或和最小值的問題,對(duì)這類題目大家感到無從下手,求解有一定的難度,但只要通過作“對(duì)稱點(diǎn)”都可迎刃而解的,現(xiàn)舉例說明如下:例1 如圖1,點(diǎn)A、B表示兩個(gè)村莊,直線L表示一條公路,(村莊A、B在公路的同側(cè))現(xiàn)要在公路L上建造一個(gè)汽車站,使車站到A、B兩個(gè)村莊的距離之和最短,問車站應(yīng)建在何處?解 作A點(diǎn)于L的對(duì)稱點(diǎn),連結(jié)B交L于C,則點(diǎn)C就是所建車站的位置。證明 在直線L上另取一點(diǎn)連結(jié)AC,A,因?yàn)橹本€L是點(diǎn)A、的對(duì)稱軸,點(diǎn)C在對(duì)稱軸上,所以AC=A,A=,所以AC+CB= A+CB=B,在中,因?yàn)锽<+,所以AC+CB<A+即AC+CB最小例2 已知定點(diǎn)A(1,2),B(3
43、,4),在x軸的點(diǎn)P,使點(diǎn)P到A、B兩點(diǎn)距離之和最短,求P點(diǎn)坐標(biāo)。解 由例1啟發(fā),如圖2作A(1,2)關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)(1,-2)則過點(diǎn)(1,-2)、B(3,4)兩點(diǎn)的直線解析為:,該直線與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為即為所求P點(diǎn)坐標(biāo)。(證略)例3 如圖3,在正方形ABCD中,E在BC上,BE=2,CE=1,P在BD上,求PE與PC的長度和的最小值。解 因?yàn)锳BCD為正方形,所以A、C是關(guān)于BD所在直線對(duì)稱的對(duì)稱點(diǎn),連結(jié)AP,由對(duì)稱性知:AP=PC,則PC+PE的最小值為AP+PE的最小值,而AP+PE的最小值由例1證明可知即為線段AE。 在中。本例還可如圖4,在AB上作點(diǎn)E關(guān)于BD的對(duì)稱點(diǎn),連,同樣有。例
44、4 三角形ABC的邊長為2,M是AB邊上的中點(diǎn),P是邊BC上任意一點(diǎn),PA+PM的最大值和最小值分別記為S和t則=_分析 本題比上例更有一定的難度,S還好求,因?yàn)镻AAC,PMCM,所以,當(dāng)點(diǎn)P為頂點(diǎn)C時(shí),等號(hào)成立,所以。關(guān)鍵在于T,以BC為邊作正三角形,如圖5,作M關(guān)于BC所在的直線對(duì)稱點(diǎn),連結(jié)、,因?yàn)椋栽谏希遥琍M=,PA+PM=PA+,連結(jié),則,所以所以。所以例5 矩形ABCD中,AB=20厘米,BC=10厘米,若在AC、AB上各取一點(diǎn)M、N,使MB+MN值最小,求這個(gè)最小值。解 如圖6,作B關(guān)于AC的對(duì)稱點(diǎn),連結(jié),則N點(diǎn)關(guān)于AC的對(duì)稱點(diǎn)在上,這時(shí)BM+MN的最小值,即為BM+M的
45、最小值,顯然BM+M的最小值等于點(diǎn)B到的距離BH。現(xiàn)在求BH的長,設(shè)與DC交于P點(diǎn),連結(jié)BP,則設(shè)AP=PC=x,則DP=20-x在RtAPD中,由勾股定理,得PA2=DP2+DA2即,解得x=12.5(厘米),即AP=12.5(厘米)。所以,即BM+MN的最小值是16厘米。通過作“對(duì)稱點(diǎn)”使幾何題中求兩線段和的最大或最小值,這類難題得到順利解決。此法簡單明了,直觀易懂,而對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生空間想象能力確有一定的幫助。數(shù)學(xué)最值題的常用解法在中學(xué)數(shù)學(xué)題中,最值題是常見題型,圍繞最大(小)值所出的數(shù)學(xué)題是各種各樣,就其解法,主要為以下幾種:一. 二次函數(shù)的最值公式二次函數(shù)(a
46、、b、c為常數(shù)且)其性質(zhì)中有若當(dāng)時(shí),y有最小值。;若當(dāng)時(shí),y有最大值。利用二次函數(shù)的這個(gè)性質(zhì),將具有二次函數(shù)關(guān)系的兩個(gè)變量建立二次函數(shù),再利用二次函數(shù)性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算,從而達(dá)到解決實(shí)際問題之目的。 例1. 某玩具廠計(jì)劃生產(chǎn)一種玩具熊貓,每日最高產(chǎn)量為40只,且每日產(chǎn)出的產(chǎn)品全部售出,已知生產(chǎn)x只玩具熊貓的成本為R(元),售價(jià)每只為P(元),且R、P與x的關(guān)系式分別為,。(1)當(dāng)日產(chǎn)量為多少時(shí),每日獲得的利潤為1750元; (2)當(dāng)日產(chǎn)量為多少時(shí),可獲得最大利潤?最大利潤是多少? 解:(1)根據(jù)題意得 整理得 解得,(不合題意,舍去) (2)由題意知,利潤為 所以當(dāng)時(shí),最大利潤為1950元。二. 一
47、次函數(shù)的增減性 一次函數(shù)的自變量x的取值范圍是全體實(shí)數(shù),圖象是一條直線,因而沒有最大(小)值;但當(dāng)時(shí),則一次函數(shù)的圖象是一條線段,根據(jù)一次函數(shù)的增減性,就有最大(小)值。例2. 某工程隊(duì)要招聘甲、乙兩種工種的工人150人,甲、乙兩種工種的工人的月工資分別是600元和1000元,現(xiàn)要求乙種工種的人數(shù)不少于甲種工種人數(shù)的2倍,問甲、乙兩種工種各招聘多少人時(shí)可使得每月所付的工資最少?解:設(shè)招聘甲種工種的工人為x人,則乙種工種的工人為人,由題意得: 所以 設(shè)所招聘的工人共需付月工資y元,則有: () 因?yàn)閥隨x的增大而減小 所以當(dāng)時(shí),(元)三. 判別式法 例3. 求的最大值與最小值。分析:此題要求出最
48、大值與最小值,直接求則較困難,若根據(jù)題意構(gòu)造一個(gè)關(guān)于未知數(shù)x的一元二次方程;再根據(jù)x是實(shí)數(shù),推得,進(jìn)而求出y的取值范圍,并由此得出y的最值。解:設(shè),整理得 即 因?yàn)閤是實(shí)數(shù),所以 即 解得 所以的最大值是3,最小值是。四. 構(gòu)造函數(shù)法“最值”問題中一般都存在某些變量變化的過程,因此它們的解往往離不開函數(shù)。 例4. 求代數(shù)式的最大值和最小值。 解:設(shè),再令,則有 所以得y的最大值為,最小值為五. 利用非負(fù)數(shù)的性質(zhì)在實(shí)數(shù)范圍內(nèi),顯然有,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,即的最小值為k。例5. 設(shè)a、b為實(shí)數(shù),那么的最小值為_。 解: 當(dāng),即時(shí),上式等號(hào)成立。故所求的最小值為1。六. 零點(diǎn)區(qū)間討論法例6. 求函
49、數(shù)的最大值。分析:本題先用“零點(diǎn)區(qū)間討論法”消去函數(shù)y中絕對(duì)值符號(hào),然后求出y在各個(gè)區(qū)間上的最大值,再加以比較,從中確定出整個(gè)定義域上的最大值。 解:易知該函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)、 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí) 當(dāng)?shù)?當(dāng)時(shí), 綜上所述,當(dāng)時(shí),y有最大值為七. 利用不等式與判別式求解在不等式中,是最大值,在不等式中,是最小值。例7. 已知x、y為實(shí)數(shù),且滿足,求實(shí)數(shù)m最大值與最小值。 解:由題意得 所以x、y是關(guān)于t的方程的兩實(shí)數(shù)根,所以 即 解得 m的最大值是,m的最小值是1。八. “夾逼法”求最值在解某些數(shù)學(xué)問題時(shí),通過轉(zhuǎn)化、變形和估計(jì),將有關(guān)的量限制在某一數(shù)值范圍內(nèi),再通過解不等式獲取問題的答案,這一方法稱為“夾逼
50、法”。例8. 不等邊三角形的兩邊上的高分別為4和12且第三邊上的高為整數(shù),那么此高的最大值可能為_。解:設(shè)a、b、c三邊上高分別為4、12、h 因?yàn)椋?又因?yàn)椋?得,所以 又因?yàn)椋?得,所以 所以3<h<6,故整數(shù)h的最大值為5。求最值問題最值型應(yīng)用問題經(jīng)常出現(xiàn)在近幾年的中考試卷中。這類問題貼近生活、貼近社會(huì),有利于體現(xiàn)數(shù)學(xué)的人文價(jià)值和社會(huì)價(jià)值,有利于考查學(xué)生的分析、猜想、建模和綜合應(yīng)用等各方面的能力。本文舉幾例求最值的問題。利用一次函數(shù)的性質(zhì)來求最值問題對(duì)于一般的一次函數(shù),由于自變量的取值范圍可以是全體實(shí)數(shù),因此不存在最大最小值(簡稱“最值”),但在實(shí)際問題中,因題目
51、中的自變量受到實(shí)際問題的限制,所以就有可能出現(xiàn)最大或最小值。求解這類問題除正確確定函數(shù)表達(dá)式外,利用自變量取值范圍可以確定最大值或最小值。例、(2008年泉州市初中學(xué)業(yè)質(zhì)量檢查)紅星服裝廠準(zhǔn)備生產(chǎn)一批A、B兩種型號(hào)的演出服,已知每小時(shí)生產(chǎn)A型演出服比B型演出服少2套,且生產(chǎn)18套A型演出服與生產(chǎn)24套B型演出服所用的時(shí)間相同。設(shè)該廠每小時(shí)可生產(chǎn)A型演出服a套,用含a的代數(shù)式表示該廠生產(chǎn)24套B型演出服所用的時(shí)間;求出a的值。若該廠要在8小時(shí)之內(nèi)(含8小時(shí))先后生產(chǎn)A、B兩種型號(hào)的演出服50套,且生產(chǎn)一套A、B兩種型號(hào)的演出服可得利潤分別為40元和30元,問應(yīng)如何安排生產(chǎn)A、B兩種型號(hào)的演出服的套數(shù),才能使獲得的總利潤最大?最大的總利潤是多少元?分析:()或解得()設(shè)生產(chǎn)A型演出
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