1.問題情境:
在平面直角坐標系中,已知A(-4,-1)、B(1.11),如果要求A、B兩點之間的距離,可以構(gòu)造如圖1所示的直角三角形,則A、B兩點之間的距離為13.
結(jié)論:在平面直角坐標系中,已知平面內(nèi)A(x
1,y
1)、B(x
2,y
2)兩點坐標,則A、B兩點之間的距離等于$\sqrt{({x}_{2}-{x}_{1})^{2}+({y}_{2}-{y}_{1})^{2}}$.
探究1:求代數(shù)式$\sqrt{{x}^{2}+1}+\sqrt{(x-3)^{2}+4}$的最小值.
解:$\sqrt{{x}^{2}+1}+\sqrt{(x-3)^{2}+4}$=$\sqrt{(x-0)^{2}+(0-1)^{2}}+\sqrt{(x-3)^{2}+(0-2)^{2}}$
如圖2,建立平面直角坐標系,點P(x,0)是x軸上一點,
則$\sqrt{(x-0)^{2}+(0-1)^{2}}$可以看成點P(x,0)與點A(0,1)的距離
$\sqrt{(x-3)^{2}+(0-2)^{2}}$可以看成點P(x,0)與點B(3,2)的距離,
所以原代數(shù)式的值可以看成線段PA與PB的長度之和,PA+PB的最小值就是原代數(shù)式的最小值.
設(shè)點A關(guān)于x軸的對稱點為A′,則PA=PA′,因此,求PA+PB的最小值,只需求PA′+PB的最小值,而點A′、B之間的所有連線中線段最短,所以PA′+PB的最小值為線段A′B的長度.為此,構(gòu)造直角三角形A′CB,因為A′C=3,CB=3,所以A′B=$3\sqrt{2}$
,即$\sqrt{{x}^{2}+1}+\sqrt{(x-3)^{2}+4}$的最小值為$3\sqrt{2}$.
探究2:求代數(shù)式$\sqrt{(x-2)^{2}+1}+\sqrt{(x-4)^{2}+9}$的最小值.
解:$\sqrt{(x-2)^{2}+1}+\sqrt{(x-4)^{2}}+9$的值可以看成平面直角坐標系中點P(x,0)與點A(2,1)、點B(4,3)的距離之和,$\sqrt{(x-2)^{2}+1}+\sqrt{(x-4)^{2}+9}$ 的最小值為2$\sqrt{5}$.
探究3:代數(shù)式$\sqrt{{x}^{2}+25}+\sqrt{{x}^{2}-4x+5}$的最小值為2$\sqrt{10}$.
