求带系数的线段和极值问题

平面直角坐标系中,\(A(2\sqrt 2,2)\),点\(Q\)是\(y\)轴上的动点,求\(AQ+\dfrac 13QO\)的最小值.


答案是 \(\dfrac {10}3\).
解    先构造\(\dfrac 13QO\),如图,作直线\(l\),使\[\sin \alpha =\dfrac 13.\]有\[\dfrac 13QO=QH.\]38所以\[AQ+QH\geqslant AH,\]当\(A,Q,H\)三点共线时,线段和取得最小值为\(AH\).40而当\(AH\perp OH\)时,\(AH\)取得最小值.39作\(AG\perp y\)轴,得\[\triangle AGQ\backsim \triangle OHQ.\]即可求得\(AQ+\dfrac 13QO\)的最小值\(AH\)长为\(\dfrac {10}3\).


练习   (2009北京中考 25(3)问)如图,在平面直角坐标系中,已知三点\(A(-6,0),B(6,0),M(0,6\sqrt 3)\),点\(P\)为\(y\)轴上的动点,从\(M\)出发,先沿\(y\)轴到达点\(G\),再沿\(GA\)到达\(A\)点,若\(P\)点在\(y\)轴上运动的速度是它在直线\(GA\)上运动速度的\(2\)倍,试确定\(G\)的位置,使\(P\)点按照上述要求到达点\(A\)点所用的时间最短.41


答案是 \(G(0,2\sqrt 3)\).

   \(t=\dfrac {MG}{2v}+\dfrac {AG}{v}=\dfrac {1}{v}(\dfrac {MG}{2}+{AG})\),所以要求时间最短也就是求\((\dfrac {MG}{2}+{AG})\)最小.
因为\[\tan \angle BMO=\dfrac {\sqrt 3}3,\]所以\[ \angle BMO=30^\circ.\]所以\[GH=\dfrac 12 GM.\]即当\(AH\perp MB\)与\(y\)轴交点为\(G\),此时\(AG+GH\)的值最小.易求\(G(0,2\sqrt 3)\).42

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