二次函数线段最值问题
———几何类
“最短距离”经典问题汇总
一、“两点之间线段最短”.
【基本问题】在直线l 上找一点P ,使得其到直线异侧两点A B 、的距离之和最小,如图所示.作点A (或B )关于直线l 的对称点,再连接另一点与对称点,与l 的交点即为P 点.
【变式1】直线12l l 、交于O ,P 是两直线间的一点,在直线12l l 、上分别找一点A B 、,使得PAB ?的周长最短.如图所示,作P 点关于12l l 、的对称点12P P 、,连接12P P ,与12l l 、分别交于A B 、两点,即为所求.
【变式2】直线12l l 、交于O ,A B 、是两直线间的两点,从点A 出发,先到1l 上一点P ,再从P 点到2l 上一点Q ,再回到B 点,求作P Q 、两点,使AP PQ QB ++最小.如图所示,作A B 、两点分别关于直线12l l 、的对称点A B 、′′,连接A B ′′分别交12l l 、于P Q 、,即为所求.
【变式3】从A 点出发,先到直线l 上的一点P ,再在l 上移动一段固定的距离PQ ,再回到点B ,求作P 点使移动的距离最短,如图所示.先将A 点向右平移到A ′点,使AA ′等于PQ 的长,作点B 关于l 的对称点B ′,连接A B ′′,与直线l 的交点即为Q 点,将Q 点向左平移线段PQ 的长,即得到P 点.
【变式4】下面这个题与对称无关,但涉及到了平移的内容,与【变
l
A'
B
P
A
l
O
B A
P
2
P 1P l 2
l 1
O
l 1l 2
Q
P
B'
A'B
A
式4】的作法有点类似,因此放在这里,共享一下.
A B 、是位于河两岸的两个村庄,要在这条宽度为d 的河上垂直建一座桥,使得从
A 村庄经过桥到
B 村庄所走的路程最短.如图所示,将点A 向垂直于河岸的方向
向下平移距离d ,到A ′点,连接A B ′交河岸于Q 点,过Q 点作PQ 垂直于河岸,交河岸的另一端为P ,即为所求.
【变式5】在直线l 上找一点P ,使得其到直线异侧两点A B 、的距离之差的绝对值最大,如图所示.作点A (或B )关于直线l 的对称点,再连接另一点与对称点,其延长线与l 的交点即为P 点.
二、“垂线段最短”.
AB ≥AM+BN
N
B
M
A
斜边大于直角边
C B
A
垂线段最短
例题探究:
【探究1】
如图,抛物线42
12+--=x x y 与x 轴的两个交点分别为A (-4,0)、B
(2,0),与y 轴交于点C ,顶点为D .E (1,2)为线段BC 的中点,BC 的垂直平分线与x 轴、y 轴分别交于F 、G .
在直线EF 上求一点H ,使△CDH 的周长最小,并求出最小周长;
P
B'B
A
l
【探究2】已知在平面直角坐标xOy系抛物线223
=--与x轴交
y x x
于A B
、两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C。若一个动点P自点C出发,先到达x轴上某点(设为点E),
再到达抛物线的对称轴上某点(设为点F),最后运动
到点C.求使点P运动的总路径最短的点E、点F的坐
标,并求出这个最短总路径的长.
【探究3】已知在平面直角坐标xOy系抛物线223
=--与
y x x
、两点(点A在点B的左侧),与y轴交于x轴交于A B
点C,在线段BC上是否存在一点P,使得B、C两点
到直线AP的距离之和最大若存在,请求出P点的坐
标;若不存在,请说明理由。
【探究4】已知在平面直角坐标xOy系抛物线223
=--与
y x x
、两点(点A在点B的左侧),与y轴x轴交于A B
交于点C。若一个动点P自OC的中点M出发,先
到达x轴上某点(设为点E),再到达抛物线的对
称轴上某点(设为点F),最后运动到点C.求
使点P运动的总路径最短的点E、点F的坐标,
并求出这个最短总路径的长.
【探究5】如图,在平面直角坐标系xOy中,直线
3
64
y x =-+与x 轴、y 轴的交点分别为A 、B ,将OBA ∠对折,使点O 的对应
点H 落在直线AB 上,折痕交x 轴于点C .设过A 、B 、C 三点的抛物线
2111
644
y x x =
-+的对称轴与直线BC 的交点为T ,Q 为线段BT 上一点,请求
出QA QO -的取值范围.
【探究6】
在平面直角坐标系xOy 中,抛物线268y x x =-+经过A (2,0)、B (4,0)
两点,直线122
y x =+交y 轴于点C ,且过点(8,)D m .将抛物线268y x x =-+左右平移,记平移后点A 的对应点为'A ,点B 的对应点为'B ,当四边形''A B DC 的周长最小时,求抛物线的解析式及此时四边形''A B DC 周长的最小值.
【探究7】
已知: 抛物线223y x x =-++与x 轴交于A B 、两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,顶点为D.直线l 过点C ,且l ∥x 轴,E 为l 上一个动点,EF ⊥x 轴于F .求使DE+EF+BF 的和为最小值的E 、F 两点的坐标,并直接写出DE+EF+BF 的最小值.