最值問題是平面解析幾何中的一個既典型又綜合的問題.求最值常見的方法有兩種:代數法和幾何法.若題目條件和結論能明顯體現幾何特征及意義,則考慮利用圖形性質來解決,這就是幾何法.若題目條件和結論能明顯體現某種函數關系,則可先建立目标函數,再求函數的最值,這就是代數法.
一、幾何法
利用平面幾何性質求解最值問題,這種解法若運用得當,往往顯得非常簡潔明快.
例1、已知P(x,y)是圓
上的一點,求
的最大值與最小值。
分析:
,于是問題就可以轉化為在以A(2,0)為圓心,以
為半徑的圓上求點P,使它與原點連線的斜率為最大或最小。
由示意圖可知,當OP與此圓相切時,其斜率達到最大值或最小值。由OA=2,AP1=AP2=
,且AP1⊥OP1,AP2⊥OP2,OP1=OP2=1,且∠AOP1=∠AOP2=60°,得
。
二、代數法
用代數法求最值常用的方法有以下幾種:
1、利用判别式法求最值、利用此法求最值時,必須同時求得變量的範圍,因為方程有解,Δ≥0所指的是在(
)範圍内方程有解,這一點應切記.
例2、(同例1)
分析:設
,将y=kx代入圓方程得
。x為實數,方程有解,
,解得
,故
。
即。
2、利用二次函數性質求最值.用此法求最值時,必須注意變量的取值範圍.
例3、已知橢圓
及點P(0,5),求點P到橢圓上點的距離的最大值與最小值.
分析:以(0,5)為圓心,若内切于橢圓的圓半徑為r1,則r1為點P到橢圓上點的距離的最小值;若外切于橢圓的圓半徑為r2,則r2為點P到橢圓上點的距離的最大值.
因
,故點P(0,5)在橢圓内部.
設以(0,5)為圓心的圓方程為
,與橢圓方程聯立消去x2,得
。當
時,
,即
;當y=7時,
,即
。
注:這裡将距離的最大值、最小值的探求轉化為半徑r的函數,利用函數的性質求得定義域内的最大值、最小值.值得注意的是因為r的定義域的限制,這裡不适合利用判别式法.
3、利用基本不等式求最值.利用基本不等式求最值時,必須注意應用基本不等式的條件,特别要注意等号的條件以及“和”(或“積”)是不是常數,若連續應用不等式,那麼要特别注意同時取等号的條件是否存在.若存在,有最值;若不存在,無最值.
例4、過點A(1,4)作一直線,它在兩坐标軸上的截距都為正數,且其和為最小,求這條直線的方程.
分析:可用截距式設所求直線方程為
。
,
∴
,當且僅當
時s取最小值,即b=6。故所求直線方程為
。
--END--
,
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