从高中数学题看二次函数的性质及判别式性质的应用
2015-10-21寇爱军
寇爱军
二次函数的性质及判别式性质的应用,在初中只是用来判别方程根的情况以及求最值,在高中的数学中其应用则更为广泛,尤以解析几何中的应用较多。
1.求距离的最值问题,可利用二次函数求最值的性质去作,也可以利用直线与曲线相切时判别式等于零来求。以下用例题说明。
例1.已知点A(0,4),P是抛物线y=x2+1上任意一点,则PA的最小值为_______。
若设点P坐标为(x,y),由两点间距离公式及二次函数性质可得解法1:
PA=,
将y=x2+1代入得PA===
则由二次函数性质,得PA最小值为。
2.从另一方面思考,采用数形结合的思想方法,求PA最小值可看作以点A为圆心的圆,该圆与抛物线相切时的圆的半径,由此可得解法2:
设以A为圆心的圆方程为x2+(y-4)2=r2,与y=x2+1联立,消去x得:
y2-7y+15-r2=0
∵圆与抛物线相切,∴?驻=49-4(15-r2)=0(用到了判别式的性质)
得4r2=11,∴r=,即PA的最小值。
3.还有一些问题,表面上看是求函数的最值,但也可用同样的方法解决。
例2.点P(x,y)在直线x+y-4=0上,则x2+y2的最小值是________。
若用二次函数性质可得解法1:由x+y-4=0得y=4-x,代入x2+y2,得x2+(4-x)2=2x2-8x+16=2(x-2)2+8,則由二次函数性质可得x2+y2的最小值为8。
4.若采用数形结合的思想方法,求x2+y2的最小值可看作是以原点为圆心的圆,该圆与直线x+y-4=0相切时的半径,有解法2:
设以原点为圆心的圆的方程为x2+y2=r2,将y=4-x代入,消去y得:
2x2-8x+16-r2=0,∵直线与圆相切,
∴?驻=64-8(16-r2)=0
得r2=8,即x2+y2的最小值为8。
参考文献:
兰诗全.换元法的解题功能[J].中学数学研究,2013(7).
?誗编辑 杨兆东