馬小蕓
最值問(wèn)題是初中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,也是一類(lèi)綜合性較強(qiáng)的問(wèn)題,它貫穿初中數(shù)學(xué)的始終,是中考熱點(diǎn)問(wèn)題.它主要考查學(xué)生對(duì)平時(shí)所學(xué)內(nèi)容的綜合運(yùn)用,在生活實(shí)際中常要考慮在一定條件下怎樣使成本最低,消耗最少,收益最大,方案最優(yōu),行走路徑最短,周長(zhǎng)面積最小等問(wèn)題.這類(lèi)生活問(wèn)題一般可轉(zhuǎn)化為求函數(shù)或線段的最小值或最大值的數(shù)學(xué)問(wèn)題,通過(guò)這類(lèi)問(wèn)題的解決可以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想方法,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力.下面就初中數(shù)學(xué)中有關(guān)最值問(wèn)題一些常用方法做舉例介紹.
一、利用軸對(duì)稱(chēng)性求最值
例1:如圖,A點(diǎn)是半圓上一個(gè)三等分點(diǎn),B點(diǎn)是弧AN的中點(diǎn),P點(diǎn)是直徑MN上一動(dòng)點(diǎn),⊙O的半徑為1,求AP+BP的最小值.
求某些幾何圖形中的線段的和的最小值時(shí),可采用軸對(duì)稱(chēng)變換的方法將其中一條線段變換,進(jìn)而把兩條線段合并成一條線段從而求出最值.
解析:可利用兩點(diǎn)之間線段最短求AP+BP的最小值.因?yàn)閳A是軸對(duì)稱(chēng)圖形,作點(diǎn)A關(guān)于直徑MN的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C,連接BC交MN于P點(diǎn),連接OB、OC,由∠BOC=90°得BC=,故AP+BP的最小值
例2:如圖,已知直線y=-3x+3與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)C,拋物線y=ax+bx+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A和點(diǎn)C,對(duì)稱(chēng)軸為直線l:x=-1,該拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為B.
(1)求此拋物線的解析式.
(2)點(diǎn)P在直線l上,求出使△PAC的周長(zhǎng)最小的點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)點(diǎn)M在此拋物線上,點(diǎn)N在y軸上,以A、B、M、N為頂點(diǎn)的四邊形能否為平行四邊形?若能,直接寫(xiě)出所有滿足要求的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解析:如圖本題第(2)問(wèn)中的求使△PAC的周長(zhǎng)最小的點(diǎn)P的坐標(biāo)與例1相同就是連接點(diǎn)A關(guān)于拋物線對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)的B與點(diǎn)C,BC與直線L的交點(diǎn)就是所求的點(diǎn)P.此題仍然利用的是拋物線的軸對(duì)稱(chēng)性.
二、利用垂線段最短求最值
在一些幾何問(wèn)題中要求線段、周長(zhǎng)、面積最小值時(shí),可通過(guò)把相關(guān)線段特殊化,化為垂線段,根據(jù)垂線段最短的性質(zhì)從而得解.
例3:如圖AB是⊙O的弦,AB=8,⊙O的半徑為5,點(diǎn)M是AB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求線段OM的最值.
解析:當(dāng)線段OM垂直于AB時(shí)利用垂線段最短可得OM最小值等于弦心距3,當(dāng)點(diǎn)M與點(diǎn)A或點(diǎn)B重合時(shí)利用直徑是圓中最長(zhǎng)的弦可得OM的最大值等于半徑5.
例4:如圖,在菱形ABCD中,AB=4,∠BAD=120°,△AEF為正三角形,點(diǎn)E、F分別在菱形的邊BC、CD上滑動(dòng),且E、F不與B、C、D重合.
(1)證明:不論E、F在BC、CD上如何滑動(dòng),總有BE=CF;
(2)當(dāng)點(diǎn)E、F在BC、CD上滑動(dòng)時(shí),分別探討四邊形AECF和△CEF的面積是否發(fā)生變化?如果不變,求出這個(gè)定值;如果變化,求出最大(或最?。┲?
解析:本題第(2)問(wèn)可由△ABE ≌△ACF可得
此題(2)中可直接利用二次函數(shù)的頂點(diǎn)縱坐標(biāo)是其最大值;但在第(3)中由于方案A中x=35不在20 總之,無(wú)論是代數(shù)問(wèn)題還是幾何問(wèn)題都存在最值問(wèn)題.此類(lèi)問(wèn)題涉及知識(shí)面廣,綜合性強(qiáng),解法靈活多樣,而且具有一定的難度和技巧性.所以解決問(wèn)題應(yīng)以數(shù)學(xué)思想方法為指導(dǎo),找準(zhǔn)問(wèn)題的切入點(diǎn),建立合適的解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,尋找解決問(wèn)題的捷徑,才能使問(wèn)題由難轉(zhuǎn)化為易,由復(fù)雜轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單,使問(wèn)題得到順利解決.