运用两点间的距离公式求最值 两点间的距离公式是平面解析几何中最基本的公式.根据题设条件,构设点的坐标,利用两点间的距离公式,数与形相结合,可以使一些代数问题得到直观、形象、简捷、合理的解答.现就两点间的距离公式在求最值中的应用举例说明. 一、求函数的最值 例1 求函数的最小值. 分析:本题含有两个根式,切不可把两个无理式的最小值的和作为函数y的最小值,因为这两个根式各自的最小值是在不同的x处取得的.如果从代数的角度考虑,其解答将会比较繁琐,仔细观察式子的结构,改变式子的表示形式:,易联想到两点间的距离公式,从而将代数问题转化为几何问题来解决. 解:如图1,在平面直角坐标系内,设点M(2,3),,. 则 , 即y≥5(其中等号在M,P,N三点共线时成立),∴. 评注:此题若用纯代数知识求解,则比较麻烦,但联想到利用两点间的距离公式,就会茅塞顿开.例2求函数的最小值. 分析:式子中出现了四个根式、两个变量,且根式中皆为平方和的形式,联想两点间的距离公式,则可简化解答过程. 解:如图2,表示在平面直角坐标系中的动点到定点,,,的距离之和. 而中,,当且仅当点P在线段AD上时等号成立;中,,当且仅当点P在线段BC上时等号成立,
所以,当且仅当点P为与的交点时,f(x,y)取得最小值,此时点P的坐标为. 二、求距离的平方和的最值 例3 已知点,,点满足y=2x,求取得最小值时点P的坐标. 分析:利用两点间距离公式将表示为的形式,再消元得一个关于x(或y)的二次函数,最后求值. 解:由已知点满足,结合两点间的距离公式,得, 当时,取得最小值3,此时点P的坐标为(1,2). 评注:对于几何中的平方和的最值问题,常是先由两点间的距离公式建立二元函数,然后通过消元转化为关于x(或y)的函数f(x)(或f(y)),再求解. 一般地,对于根式内能化成两个完全平方式之和的问题,均可借助于两点间的距离公式,利用数形结合的思想来解决,这也是这类题型解法的创新之处.以上仅介绍了两点间的距离公式在求最值中的应用,而两点间的距离公式的应用是十分广泛的,随着学习的深入,它在其他方面的应用将会逐渐展现.