问题标题:
已知抛物线y=ax2+bx+c与y轴交于点A(O,3),与x轴分别交于B(1,O),C(5,O)两点。若一个动点P自OA的中点M出发,先到达x轴上的某点(设为点E),再到达抛物线的对称轴上某点(设为点F),最后运动到点A,求使点P
问题描述:
已知抛物线y=ax2+bx+c与y轴交于点A(O,3),与x轴分别交于B(1,O),C(5,O)两点。
若一个动点P自OA的中点M出发,先到达x轴上的某点(设为点E),再到达抛物线的对称轴上某点(设为点F),最后运动到点A,求使点P运动的总路径最短的点E,点F的坐标,并求出这个最短总路径的长。
白玉洁回答:
由所给的条件很简单可以得到:
(1)点A(0,3)
(2)抛物线方程为:y=(3/5)x^2-(18/5)x+3
但是题目没有说清楚动点P是沿着什么路线运动?【注意是“路线”!】是不是在整个坐标平面上运动?!
下面的思路是基于“在整个坐标平面上任意运动”!
如图
OA中点M(0,3/2)
作点M关于x轴的对称点N(0,-3/2)
作点A(0,3)关于抛物线对称轴x=3的对称点D(6,3)
连接DN,与x轴交于点E,与抛物线对称轴x=3交于点F
上述点E、F即为满足路径最短的条件
证明:
因为M、N关于x轴对称,所以:x轴上任意一点到M、N的距离相等
即,ME=NE
同理,A、D关于抛物线对称轴x=3对称,那么直线x=3上的任意一点到A、D的距离也相等
即,AF=DF
所以,P点运动的路径ME+EF+FA=NE+EF+FD=ND………………(1)
取不同于上述路径的任意一条路径,它交x轴于点G,交对称轴x=3于点H
则由前面的分析知,MG=NG、HA=HD
所以,新的路径MG+GH+HA=NG+GH+HD…………………………(2)
因为两点之间以线段的距离最短,即两点间的折线是大于线段长的
所以,由(1)(2)知,NG+GH+HD>ND
所以,路径M→E→F→A为最短
由上面分析知,点N(0,-3/2),点D(6,3)
那么,设过点ND的直线方程为:y=kx+b
所以:
0+b=-3/2
6k+b=3
解得:k=3/4、b=-3/2
所以,CD所在直线方程为:y=(3/4)x-(3/2)
则,点F为上述直线与对称轴x=3的交点
所以:y=(3/4)x-(3/2)、x=3
解得:y=3/4
所以,点F(3,3/4)
【同理也可以求出点E(2,0)】
一道不错的题目!!
回答:2010-01-0611:59提问者对答案的评价:
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