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淺析動點到兩個定點的距離之和(差)的最值 江蘇省泰州市民興實驗中學(xué) 馬永華 在高三復(fù)習(xí)過程中經(jīng)常碰到有關(guān)求某曲線上的一個動點到兩定點的距離之和(差)的最值.許多同學(xué)在面對此類問題時感到束手無策,無從下手。本文就此類最值問題常見題型作初步探索。
一、直線上的動點到直線外兩個定點的距離之和(差)的最值.
例1?。?/span>1)已知點A(1,1),點B(3,-2),P是x軸上任意一點,則PA+PB的最小值為 ,此時點P的坐標為 ; (2)已知點A(1,1),點B(3,2),P是x軸上任意一點,則PB-PA的最大值為 ,此時點P的坐標為 . 解析:(1)如圖1,當點P在x軸上運動時,PA+PB?AB(當且僅當A,P,B三點共線時等號成立)
\(PA+PB)min =AB= 此時,點P的坐標為 (2)如圖2,當點P在x軸上運動時,PB- PA ?AB(當且僅當A,P,B三點共線時等號成立)
\(PB-PA)max =AB= 此時,點P的坐標為 變題:(1)已知點A(1,1),點B(3,2),P是x軸上任意一點,則PA+PB的最小值為 ,此時點P的坐標為 ; 解析:(1)如圖3,作點B關(guān)于x軸的對稱點B?(3,-2),則有PB=PB?
當點P在x軸上運動時,PA+PB=PA+PB??AB? (當且僅當A,P,B?三點共線時等號成立) \(PA+PB)min =AB?= 此時,點P的坐標為 (2)已知點A(1,1),點B(3,-2),P是x軸上任意一點,則PB-PA 的最大值為 ,此時點P的坐標為 . 解析:(2)如圖4,作點B關(guān)于x軸的對稱點B?,則有PB=PB?
當點P在x軸上運動時,PB- PA= PB?- PA ?AB? (當且僅當A,P,B?三點共線時等號成立) \(PB-PA)max =AB?= 此時,點P的坐標為 歸納:①當兩定點位于直線的異側(cè)時可求得動點到兩定點的距離之和的最小值; ②當兩定點位于直線的同側(cè)時可求得動點到兩定點的距離之和的絕對值的最大值. 若不滿足①②時,可利用對稱性將兩定點變換到直線的同(異)側(cè),再進行求解.如變題的方法. 例2 函數(shù) 解析:將函數(shù)進行化簡得:
即為動點P(x,0)到兩定點A(1,1)、B(3,-2)的距離之和.由例1可知: 該值域為
二、圓錐曲線上的動點到兩個定點的距離之和(差)的最值.
(一)直接求解或利用橢圓(或雙曲線)的定義進行適當轉(zhuǎn)化后求解. 例3 (1)已知A(4,0)和B(2,2),M是橢圓 解析:(1)如圖5,在DMAB中有MA-MB<AB,當M,A,B三點共線且MB>MA即點M位于M2處時,有MA-MB=AB,所以MA-MB?AB;同理在DMAB中有MB-MA?AB,即MB-MA?-AB(當點M位于M1處時等號成立)
綜上所述:-AB?MA-MB?AB
(2)已知A(4,0)和B(2,2),M是橢圓 解析:(2) 如圖6,因為點A恰為橢圓的右焦點,所以 由橢圓的定義可得MA+MB=10-MF+MB(F為橢圓的左焦點),同(1)可得MB-MF?BF(當且僅當點M位于點M4處時,等號成立)所以(MA+MB)max =(10-MF+MB)max=10+BF=10+
點評:因為點A,B都在橢圓的內(nèi)部(即兩定點都在曲線的同側(cè)),故可直接求出動點M到兩定點A,B的距離之差的最值;若要求動點M到兩定點A,B的距離之和的最值(其中A恰為焦點),需要利用橢圓的定義轉(zhuǎn)化為動點M到兩定點F,B的距離之差的最值(點F為另一焦點). 例4 (1)已知F是雙曲線 解析:(1)如圖7,在DPAB中有PA+PF>AB,當P,A,F三點共線即點P位于P1處時,有PA+PF=AF, 所以(PA+PF)min=AF=
(2)已知F是雙曲線 解析:(2)如圖8,設(shè)F2是雙曲線的右焦點,由雙曲線的定義可得PA+PF=PA+2a+PF2=8+ PA+PF2?8+AF2(當P,A,F2三點共線即點P位于P2處時等號成立),
所以(PA+PF)min=8+AF2=13. 點評:本題需要特別關(guān)注點與雙曲線的位置關(guān)系,兩定點一定要在動點的軌跡(曲線)的異側(cè).
(二)利用圓錐曲線的統(tǒng)一定義將圓錐曲線上的動點到焦點的距離與到相應(yīng)準線的距離進行互化后進行求解. 例5 (1)已知點A(2,2),F是橢圓的右焦點,P是橢圓 解析:如圖9,設(shè)點P到右準線的距離為PP?,由圓錐曲線的統(tǒng)一定義可知
即
此時點P的坐標為P( (2)已知點A(5,2),F是雙曲線的右焦點,P是雙曲線 解析:如圖10,設(shè)點P到右準線的距離為PP?,由圓錐曲線的統(tǒng)一定義可知
即
此時點P的坐標為P( 點評:此類最顯著的特征是動點與焦點距離前有系數(shù) 例6?。?/span>1)拋物線 解析:如圖11,
此時點M的坐標為M( (2)P為拋物線 解析:如圖12,延長PP?交拋物線的準線
由拋物線的定義:PP?=PF,所以AP+ PP?= AP+ PP??-1= AP+PF-1?AF-1(當且僅當A,P,F三點共線時等號成立,即當點P位于P1處時等號成立)
點評:本題需要注意兩點:①定點所在位置是拋物線的內(nèi)部還是外部;②利用拋物線的定義將動點(在拋物線上)到焦點與到準線的距離進行互化. 2011-06-02 人教網(wǎng) |
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