每日一题[1868]寻找几何意义之一

设 $\varphi(a,b)=\sqrt{(a-b)^2+\left(\ln a-\dfrac{b^2}4\right)^2}+\dfrac {b^2}4$,则 $\varphi(a,b)$ 的最小值为(       )

A.$\sqrt 2-1$

B.$2-\sqrt 2$

C.$\dfrac{\sqrt 2}2$

D.$1$

答案    A.

解析    设 $P(a,\ln a)$,$Q\left(b,\dfrac{b^2}4\right)$,则 $P$ 在函数 $f(x)=\ln x$ 的图象上,$Q$ 在抛物线 $E:x^2=4y$ 上,设抛物线 $E$ 的焦点为 $F$,准线为 $l$,则\[\varphi(a,b)=|PQ|+d(Q,l)-1=|PQ|+|QF|-1\geqslant |PF|-1.\]设 $P(x,\ln x)$,则\[|PF|^2=x^2+(\ln x-1)^2,\]记右侧函数为 $g(x)$,则\[g'(x)=\dfrac{2(x^2+\ln x-1)}x,\]考虑到分子部分单调递增,于是 $g(x)$ 在 $x=1$ 处取得极小值,也为最小值 $g(1)=2$,因此所求最小值为 $\sqrt 2-1$.

此条目发表在每日一题分类目录,贴了, 标签。将固定链接加入收藏夹。

发表回复