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1、專題12 導(dǎo)數(shù)中的“距離”問題 【題型歸納目錄】題型一:曲線與直線的距離題型二:曲線與點(diǎn)的距離題型三:曲線與圓的距離題型四:曲線與拋物線的距離題型五:曲線與曲線的距離題型六:橫向距離題型七:縱向距離【典例例題】題型一:曲線與直線的距離例1已知函數(shù),若存在,使得,則實(shí)數(shù)的值是【解答】解:,函數(shù)可看作動(dòng)點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)之間距離的平方,動(dòng)點(diǎn)在的圖像上,在的圖像上,問題轉(zhuǎn)化為求直線上的動(dòng)點(diǎn)到曲線的最小距離,由,得,則,故曲線上的點(diǎn),到直線距離的最小值是,則,根據(jù)題意若存在,使得,則,此時(shí)恰為垂足,由,故,解得:,故答案為:例2已知函數(shù),若存在,使得,則實(shí)數(shù)的值為【解答】解:函數(shù),函數(shù)可以看作是動(dòng)點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)之間距
2、離的平方,動(dòng)點(diǎn)在函數(shù)的圖象上,在直線的圖象上,問題轉(zhuǎn)化為求直線上的動(dòng)點(diǎn)到曲線的最小距離,由得,解得,所以曲線上點(diǎn)到直線的距離最小,最小距離,則,根據(jù)題意,要使,則,此時(shí)恰好為垂足,由,解得故答案為:例3若實(shí)數(shù),滿足,則的最小值為【解答】解:實(shí)數(shù),滿足,分別設(shè),設(shè)直線與曲線相切于點(diǎn),則,解得,點(diǎn)到直線的距離則的最小值為故答案為:例4設(shè)函數(shù),其中,存在使得成立,則實(shí)數(shù)的值是【解答】解:函數(shù)可以看作是動(dòng)點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)之間距離的平方,動(dòng)點(diǎn)在函數(shù)的圖象上,在直線的圖象上,問題轉(zhuǎn)化為求直線上的動(dòng)點(diǎn)到曲線的最小距離,由得,解得,曲線上點(diǎn)到直線的距離最小,最小距離,則,根據(jù)題意,要使,則,此時(shí)恰好為垂足,由可得,實(shí)
3、數(shù)的值是5故答案為:5例5已知函數(shù)的最小值是,則的值是 【解答】解:函數(shù),可得表示兩點(diǎn),的距離的平方,即有函數(shù),圖象上的兩點(diǎn)距離的最小值的平方為,設(shè)直線與函數(shù)的圖象相切,設(shè)切點(diǎn)為,可得,解得,即有切點(diǎn)為,則,解得,則的值為0.3例6設(shè)函數(shù),其中,若存在正數(shù),使得成立,則實(shí)數(shù)的值是ABCD1【解答】解:函數(shù)可以看作是動(dòng)點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)之間距離的平方,動(dòng)點(diǎn)在函數(shù)的圖象上,在直線的圖象上,問題轉(zhuǎn)化為求直線上的動(dòng)點(diǎn)到曲線的最小距離,由得,解得,曲線上點(diǎn)到直線的距離,則,根據(jù)題意,要使,則,此時(shí)恰好為垂足,由,解得故選:例7設(shè)函數(shù) ,其中,存在使得成立,則實(shí)數(shù)的最小值為ABCD1【解答】解:函數(shù)可以看作動(dòng)點(diǎn),
4、與點(diǎn)的距離的平方,點(diǎn)在曲線 上,點(diǎn)在直線上,問題轉(zhuǎn)化為直線上的點(diǎn)到曲線上的點(diǎn)的距離的最小值,由 求導(dǎo)可得,令,解得,此時(shí) ,則,所以點(diǎn)到直線的距離即為直線與曲線之間最小的距離,故由于存在使得,則,即,故選:例8已知函數(shù),若對(duì)任意的正實(shí)數(shù),在上都是增函數(shù),則實(shí)數(shù)的取值范圍是A,B,C,D,【解答】解:,又對(duì)任意的正實(shí)數(shù),在上都是增函數(shù),在上恒成立,即在上恒成立,的幾何意義為動(dòng)點(diǎn)到直線,即上點(diǎn)的距離的平方,其最小值為令,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),(1),則的最小值為實(shí)數(shù)的取值范圍是故選:例9已知實(shí)數(shù),滿足,則的最小值為AB8C4D16【解答】解:由題意可知,的幾何意義為曲線上的點(diǎn)到直線上的點(diǎn)連線的距離的平方,不
5、妨設(shè)曲線,直線,設(shè)與直線平行且與曲線相切的直線方程為,顯然直線與直線的距離的平方即為所求,由,得,設(shè)切點(diǎn)為,則,解得,直線與直線的距離為,的最小值為8故選:題型二:曲線與點(diǎn)的距離例10若點(diǎn)與曲線上點(diǎn)距離最小值為,則實(shí)數(shù)為ABCD【解答】解:設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,其中,過點(diǎn)的切線斜率為,當(dāng)直線與過點(diǎn)的切線垂直時(shí),點(diǎn)與點(diǎn)間的距離最小,此時(shí),點(diǎn)與點(diǎn)間的距離最小值,即,解得:,又,故選:例11若點(diǎn)與曲線上點(diǎn)的距離的最小值為,則實(shí)數(shù)的值為ABCD【解答】解:的導(dǎo)數(shù)為,設(shè),可得過的切線的斜率為,當(dāng)垂直于切線時(shí),取得最小值,可得,且,可得,解得舍去),即有,解得,故選:題型三:曲線與圓的距離例12已知點(diǎn)為函數(shù)的圖象上
6、任意一點(diǎn),點(diǎn)為圓任意一點(diǎn),則線段的長(zhǎng)度的最小值為ABCD【解答】解:由圓的對(duì)稱性可得只需考慮圓心,到函數(shù)圖象上一點(diǎn)的距離的最小值設(shè)圖象上一點(diǎn),由的導(dǎo)數(shù)為,即有切線的斜率為,可得,即有,由,可得,當(dāng)時(shí),遞增又(e),可得處點(diǎn)到點(diǎn)的距離最小,且為,則線段的長(zhǎng)度的最小值為,即故選:例13已知點(diǎn)為函數(shù)圖象上任意一點(diǎn),點(diǎn)為圓上任意一點(diǎn),則線段的長(zhǎng)度的最小值為ABCD【解答】解:設(shè),又圓的圓心為,令,單調(diào)遞增,而(e)在遞減,在遞增,(e),則線段的長(zhǎng)度的最小值為,故選:例14已知點(diǎn)為函數(shù)的圖象上任意一點(diǎn),點(diǎn)為圓上任意一點(diǎn),則線段長(zhǎng)度的最小值為ABCD【解答】解:由圓的對(duì)稱性可得只需考慮圓心,到函數(shù)圖象上
7、一點(diǎn)的距離的最小值設(shè)圖象上一點(diǎn),由的導(dǎo)數(shù)為,即有切線的斜率為,可得,即有,由,可得,當(dāng)時(shí),遞增又(e),可得處點(diǎn)到點(diǎn)的距離最小,且為,則線段的長(zhǎng)度的最小值為故選:例15已知點(diǎn)為函數(shù)的圖象上任意一點(diǎn),點(diǎn)為圓上任意一點(diǎn),則線段長(zhǎng)度的最小值為AB1CD【解答】解:由圓的對(duì)稱性可得只需考慮圓心到函數(shù)圖象上一點(diǎn)的距離的最小值設(shè)圖象上一點(diǎn),由的導(dǎo)數(shù)為,即有切線的斜率為,可得,即有,由,可得,遞增又,可得處點(diǎn)到點(diǎn)的距離最小,且為,則線段的長(zhǎng)度的最小值為,故選:題型四:曲線與拋物線的距離例16設(shè),當(dāng),變化時(shí)的最小值為【解答】解:設(shè),則表示函數(shù)上一點(diǎn)與函數(shù)上一點(diǎn)之間的距離,又函數(shù)表示焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線為的拋物線,由拋
8、物線的定義可得,的幾何意義即為,作出示意圖如下,由圖觀察可知,當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至點(diǎn),且垂直于過點(diǎn)的函數(shù)的切線,點(diǎn)為線段與函數(shù)的交點(diǎn)時(shí),最小,設(shè),則,解得,即,的最小值為故答案為:例17設(shè),則的最小值為AB1CD2【解答】解:,其幾何意義為:兩點(diǎn),的距離的平方,由的導(dǎo)數(shù)為,點(diǎn)在曲線上,令,則,而是拋物線上的點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離,即拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離,則可以看作拋物線上的點(diǎn),到焦點(diǎn)距離和到上的點(diǎn)的距離的和,即,由兩點(diǎn)之間線段最短,得的最小值是點(diǎn)到上的點(diǎn)的距離的最小值,由點(diǎn)到直線上垂線段最短,這樣就最小,即取,則,垂直,則,解得,到的距離就是點(diǎn)到上的點(diǎn)的距離的最小值,的最小值為故選:題型五:曲線與曲線的距離
9、例18設(shè)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)在曲線上,則的最小值為A 2B C 2D 【解答】解:,該函數(shù)的定義域?yàn)椋涤驗(yàn)?,函?shù)與互為反函數(shù),其圖象關(guān)于直線對(duì)稱,兩曲線上點(diǎn)之間的最小距離就是與上點(diǎn)的最小距離的2倍設(shè)上點(diǎn),處的切線與直線平行,則,點(diǎn),到的距離為,則的最小值為故選:例19設(shè)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)在曲線上,則的最小值為ABCD【解答】解:與互為反函數(shù),它們圖象關(guān)于直線對(duì)稱;又,由直線的斜率,得,所以切線方程為,則原點(diǎn)到切線的距離為,的最小值為故選:例20設(shè)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)在曲線上,則的最小值為ABCD【解答】解:解:與互為反函數(shù),先求出曲線上的點(diǎn)到直線的最小距離設(shè)與直線平行且與曲線相切的切點(diǎn),解得得到切點(diǎn),到直線
10、的距離,的最小值為,故選:例21設(shè)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)在曲線上,則最小值為ABCD【解答】解:與互為反函數(shù),先求出曲線上的點(diǎn)到直線的最小距離設(shè)與直線平行且與曲線相切的切點(diǎn),解得得到切點(diǎn),到直線的距離最小值為故選:例22設(shè)滿足方程的點(diǎn),的運(yùn)動(dòng)軌跡分別為曲線,若在區(qū)間,內(nèi),曲線,有兩個(gè)交點(diǎn)(其中是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),則實(shí)數(shù)的最大值為A4BCD【解答】解:,依題意,曲線,曲線,其中曲線可化為:,其圖象如圖,要使在區(qū)間,內(nèi)曲線,有兩個(gè)交點(diǎn),則必有曲線在取時(shí)的值需小于或等于,故要使得最大,只需,解得:,故選:題型六:橫向距離例23已知直線與函數(shù)和分別交于,兩點(diǎn),若的最小值為2,則【解答】解:設(shè),可設(shè),則,令,則
11、,由的最小值為2,可得,函數(shù)在上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增,時(shí),函數(shù)取得極小值,且為最小值2,即有,解得,由,則,可得故答案為:2例24已知直線與函數(shù)和的圖象分別交于、兩點(diǎn),若的最小值為3,則【解答】解:設(shè),則,則,則,設(shè),則,的最小值為3,的根為,且函數(shù)在,上遞增,則上遞減,則函數(shù)的最小值為即即,則得,此時(shí),則,即,故答案為:1例25設(shè)直線與函數(shù),的圖象分別交于,兩點(diǎn),則的最小值為ABCD【解答】解:直線直線與函數(shù),的圖象分別交于,兩點(diǎn),其中,且,設(shè)函數(shù)(a),(a),令(a),解得,當(dāng)(a),即時(shí),函數(shù)在,單調(diào)遞增,當(dāng)(a),即時(shí),函數(shù)在單調(diào)遞減,故時(shí),函數(shù)有最小值,最小值為,故線段的長(zhǎng)度的
12、最小值為故選:例26已知函數(shù),的圖象分別與直線交于,兩點(diǎn),則的最小值為A1BCD【解答】解:由題意,其中,且,所以,令,則時(shí),解得,所以時(shí),;時(shí),則在上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增,所以當(dāng)時(shí),故選:題型七:縱向距離例27直線分別與直線,曲線交于、兩點(diǎn),則最小值為【解答】解:令,則,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),即時(shí),取得最小值(1),的最小值為4故答案為:4例28直線分別與曲線,交于、兩點(diǎn),則的最小值為A3B2CD【解答】解:令,則,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),即時(shí),取得最小值(1),的最小值為3故選:例29直線分別與曲線,相交于,兩點(diǎn),則的最小值為A1B2CD【
13、解答】解:令,則,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),即時(shí),取得最小值(1),的最小值為2故選:【過關(guān)測(cè)試】一、單選題1若x、a、b為任意實(shí)數(shù),若,則最小值為()AB9CD【答案】C【解析】【分析】由題可知,問題可轉(zhuǎn)化為圓上動(dòng)點(diǎn)到函數(shù)ylnx圖像上動(dòng)點(diǎn)距離的最小值,即求函數(shù)ylnx上動(dòng)點(diǎn)到圓心距離的最小值,數(shù)形結(jié)合可知當(dāng)ylnx在處的切線與和連線垂直時(shí)為最小值,據(jù)此求出m的值,即可得到答案【詳解】由可得在以為圓心,1為半徑的圓上,表示點(diǎn)與點(diǎn)的距離的平方,即表示圓上動(dòng)點(diǎn)到函數(shù)ylnx圖像上動(dòng)點(diǎn)距離的平方設(shè)為ylnx上一點(diǎn),且在處的ylnx的切線與和連線垂直,可得,即有,由在時(shí)遞增,且,
14、可得m1,即切點(diǎn)為,圓心與切點(diǎn)的距離為,由此可得的最小值為故選:C2已知實(shí)數(shù)滿足,則的最小值為()AB1CD2【答案】D【解析】【分析】理解原代數(shù)式的含義,轉(zhuǎn)化為函數(shù)形式,再分析其幾何意義,構(gòu)造函數(shù)即可求解.【詳解】 ,令 ,則,其幾何意義為點(diǎn)A 與點(diǎn) 之間距離的平方,設(shè) ,則點(diǎn)A和B分別在 和 的圖像上,如下圖,顯然 和互為反函數(shù),其圖像關(guān)于y=x對(duì)稱,則A與B的最短距離必然在直線y=x的垂線上,點(diǎn)A與點(diǎn)B關(guān)于y=x對(duì)稱,不妨設(shè) ,則 , ,設(shè) , ,當(dāng) , ,在x=1處取得最小值 ,即 ,當(dāng) 取最小值時(shí),即是 取得最小值, 的最小值為 ;故選:D.3設(shè)直線與函數(shù)的圖像分別交于點(diǎn),則的最小值
15、為()ABCD【答案】A【解析】【分析】列出的表達(dá)式,利用導(dǎo)數(shù)方法,分析其單調(diào)性求最小值即可【詳解】由題意,所以,令,則,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以,即的最小值為,故選:A.4已知函數(shù),若成立,則的最小值是ABCD【答案】A【解析】【詳解】分析:設(shè),則,把用表示,然后令,由導(dǎo)數(shù)求得的最小值詳解:設(shè),則,令,則,是上的增函數(shù),又,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),即在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,是極小值也是最小值,的最小值是故選A點(diǎn)睛:本題易錯(cuò)選B,利用導(dǎo)數(shù)法求函數(shù)的最值,解題時(shí)學(xué)生可能不會(huì)將其中求的最小值問題,通過構(gòu)造新函數(shù),轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最小值問題,另外通過二次求導(dǎo),確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間也很容易出錯(cuò)5設(shè).,則的最小值為AB1C
16、D2【答案】C【解析】【詳解】由題可得:設(shè),所以為上任意一點(diǎn)到上任一點(diǎn)及拋物線焦點(diǎn)的距離之和,所以距離表達(dá)式為,令,顯然在遞減,遞增所以,故最小值為點(diǎn)睛:本題的解題關(guān)鍵是要將題意轉(zhuǎn)化為拋物線上的點(diǎn)到lnx上的點(diǎn)距離與焦點(diǎn)的距離之和,然后借助導(dǎo)數(shù)求最值即可解決問題,此題較難6已知直線分別與直線和曲線相交于點(diǎn),則線段長(zhǎng)度的最小值為()ABCD【答案】A【解析】【分析】根據(jù)題意設(shè)兩交點(diǎn)分別為,可得,長(zhǎng)度,考查函數(shù)求最值即可得解.【詳解】已知直線與直線,曲線分別交點(diǎn),設(shè),則有,變形可得,又由,設(shè),則當(dāng)時(shí),函數(shù)在為減函數(shù),當(dāng)時(shí),函數(shù)在為增函數(shù),則有最小值,且,則,即線段長(zhǎng)度的最小值是.故選:A.7已知函
17、數(shù),對(duì)任意,存在,使得,則的最小值為()A1BCD2【答案】D【解析】【分析】設(shè)換元,問題轉(zhuǎn)化為對(duì)任意,存在,使得,則的最小值,利用的關(guān)系把轉(zhuǎn)化為一元函數(shù),然后求最小值【詳解】設(shè),設(shè),對(duì)任意,存在,使得,即,所以,令,易知是增函數(shù),時(shí),遞減,時(shí),遞增,所以時(shí),所以的最小值是1,的最小值是2故選:D【點(diǎn)睛】本題考查用導(dǎo)數(shù)求最值,解題關(guān)鍵是化二元函數(shù)為一元函數(shù),題中解法是換元后直接利用把用表示,然后轉(zhuǎn)化為一元函數(shù),另外也可以設(shè)(),把都用表示,化為的一元函數(shù),然后由導(dǎo)數(shù)得最小值8已知曲線上一點(diǎn),曲線上一點(diǎn),當(dāng)時(shí),對(duì)任意,都有恒成立,則的最小值為()ABCD【答案】C【解析】【分析】根據(jù)題中條件,得
18、到,推出,;證明,得到,推出,分離參數(shù)得,構(gòu)造函數(shù)求出的最大值,即可得出結(jié)果.【詳解】因?yàn)楫?dāng)時(shí),對(duì)于任意,都有恒成立,所以有:,令,則,所以當(dāng)時(shí),則單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),則單調(diào)遞減;因此,即顯然恒成立;因?yàn)?,所以,即;為使恒成立,只需恒成立;即恒成立;令,則,由解得;由解得;所以在上單調(diào)遞增;在上單調(diào)遞減;所以;,因此的最小值為.故選:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:求解本題的關(guān)鍵在于將問題轉(zhuǎn)化為不等式恒成立求參數(shù)范圍的問題,根據(jù),只需,分離參數(shù)后,即可根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法求解.9已知函數(shù),若成立,則的最小值為()ABCD【答案】D【解析】【分析】令,得到關(guān)于t的函數(shù)式,進(jìn)而可得關(guān)于t的函數(shù)式,構(gòu)造函數(shù)利用導(dǎo)數(shù)研究單
19、調(diào)性并確定最值,即可求的最小值.【詳解】令,則,即,若,則,有,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;,即的最小值為.故選:D.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:令確定關(guān)于t的函數(shù)式,構(gòu)造函數(shù)并利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最小值.10已知函數(shù),若成立,則的最小值是()ABCD【答案】B【解析】【分析】設(shè),構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)求出最小值即可得解.【詳解】由題設(shè),即,所以,令,所以在單調(diào)遞增,且,所以由得,由得,所以在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,所以即的最小值.故選:B【點(diǎn)睛】此題考查利用導(dǎo)函數(shù)求最值,關(guān)鍵在于根據(jù)題意準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化,對(duì)于導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn)不易求解的情況,考慮“試根”結(jié)合單調(diào)性解不等式.11設(shè)動(dòng)直線x=t與曲線以及曲線分別交于P,Q
20、兩點(diǎn),表示的最小值,則下列描述正確的是()ABCD【答案】B【解析】【分析】根據(jù)條件將表示為函數(shù)的形式,然后利用導(dǎo)數(shù)研究對(duì)應(yīng)函數(shù)的單調(diào)性并分析的取值范圍.【詳解】根據(jù)條件可知,所以,不妨令,則,又因?yàn)?,所以存在,使得,所以在上遞減,在上遞增,所以在處取得最小值,且,根據(jù)對(duì)勾函數(shù)的單調(diào)性可知:在上單調(diào)遞減,所以,所以有,故選:B【點(diǎn)睛】本題考查利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)的最值問題,對(duì)學(xué)生的轉(zhuǎn)化與化歸能力要求較高,其中對(duì)于極值點(diǎn)范圍的分析是一個(gè)重點(diǎn),難度較難.12設(shè),則的最小值是()ABCD1【答案】A【解析】【分析】函數(shù)表示點(diǎn)和的距離加上的橫坐標(biāo),根據(jù)拋物線定義轉(zhuǎn)化求最小值,設(shè)函數(shù),計(jì)算得到,得到答案.【
21、詳解】,函數(shù)表示點(diǎn)和的距離加上的橫坐標(biāo),畫出和的圖像,如圖所示:故,當(dāng)共線時(shí)等號(hào)成立.設(shè),則,且恒成立,故單調(diào)遞增,故當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;,故.綜上所述:的最小值是.故選:.【點(diǎn)睛】本題考查了函數(shù)的最值問題,轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的幾何意義是解題的關(guān)鍵.13已知函數(shù),若成立,則的最小值為()ABCD【答案】C【解析】【詳解】設(shè),則,令,又是增函數(shù),在上遞減,在上遞增,即的最小值為,故選C.【方法點(diǎn)睛】本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)而求最值,屬于難題. 求最值問題往往先將所求問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,然后根據(jù):配方法、換元法、不等式法、三角函數(shù)法、圖像法、函數(shù)單調(diào)性法求解,利用函數(shù)的單調(diào)性求最
22、值,首先確定函數(shù)的定義域,然后準(zhǔn)確地找出其單調(diào)區(qū)間 ,最后再根據(jù)其單調(diào)性求函數(shù)的最值即可.14直線分別與曲線交于點(diǎn),則的最小值為ABCD【答案】A【解析】【詳解】試題分析:設(shè),則,令,則,函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,時(shí),函數(shù)的最小值為,所以A選項(xiàng)是正確的.考點(diǎn):導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性二、填空題15若,則的最小值是_【答案】【解析】由目標(biāo)式的形式:可看作兩點(diǎn)的距離,而可看作兩點(diǎn)的距離,問題轉(zhuǎn)化為的最小值;是上的點(diǎn),對(duì)于在坐標(biāo)系存在使得,可聯(lián)想拋物線:以為焦點(diǎn),為準(zhǔn)線的拋物線,即問題最終為求拋物線上一點(diǎn)到定點(diǎn)與上的一點(diǎn)的距離之和最小,結(jié)合拋物線、函數(shù)圖象及利用導(dǎo)數(shù)求最小值.【詳解】由,記,則,即原
23、問題轉(zhuǎn)化為拋物線上到定點(diǎn)與上的的距離之和最小,當(dāng)且僅當(dāng)共線時(shí)等號(hào)成立.令,則且,由于單調(diào)增,則是唯一零點(diǎn),即有在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,則,即最小值為.則故答案為:.【點(diǎn)睛】本題考查了利用幾何法求代數(shù)式的最值,綜合拋物線的性質(zhì)、兩點(diǎn)距離公式、數(shù)形結(jié)合、導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)最值的應(yīng)用,屬于難題.16已知實(shí)數(shù)滿足,則對(duì)任意的正實(shí)數(shù),的最小值為_.【答案】8【解析】【分析】求出圓心到曲線上的點(diǎn)的距離最值后可求的最小值.【詳解】因?yàn)閷?shí)數(shù)滿足,故在圓:上.而,設(shè),則表示到曲線上的點(diǎn)的距離的平方.又,因?yàn)樵跒樵龊瘮?shù),且,故當(dāng)時(shí),即;當(dāng)時(shí),即;故在上為減函數(shù),在為增函數(shù),故的最小值為.故到曲線上的點(diǎn)的距離最小值為
24、,而圓的半徑為,故圓上的點(diǎn)到曲線上的點(diǎn)的距離最小值為,故的最小值 為.故答案為:.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:與圓有關(guān)的最值問題,往往需要轉(zhuǎn)化到圓心到幾何對(duì)象的最值問題來處理,另外注意代數(shù)式對(duì)應(yīng)的幾何意義.17設(shè),則的最小值為_【答案】【解析】設(shè)點(diǎn)、,則表示再加上點(diǎn)的橫坐標(biāo),利用拋物線的定義可得出(其中為拋物線的焦點(diǎn)),利用導(dǎo)數(shù)求出的最小值,即可得解.【詳解】.設(shè)點(diǎn)、,則表示再加上點(diǎn)的橫坐標(biāo),其中點(diǎn)為拋物線上的一點(diǎn),該拋物線的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線為.作出函數(shù)與拋物線的圖象如下圖所示: 過點(diǎn)作拋物線的準(zhǔn)線的垂線,垂足為點(diǎn),設(shè)交軸于點(diǎn),則,當(dāng)且僅當(dāng)、三點(diǎn)共線時(shí),等號(hào)成立,下面利用導(dǎo)數(shù)求出的最小值,構(gòu)造函數(shù),其中,且
25、函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.所以,函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.,因此,的最小值為.故答案為:.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題從代數(shù)式的幾何意義出發(fā),利用數(shù)形結(jié)合思想轉(zhuǎn)化為折線段和的最小值問題來求解,同時(shí)又考查了拋物線定義的應(yīng)用,在求解的最值時(shí),充分利用了導(dǎo)數(shù)來求解.18已知點(diǎn)在圓上,點(diǎn)在曲線上,則線段的長(zhǎng)度的最小值為_【答案】【解析】【分析】由題可得,圓的半徑設(shè),令,首先求得的最小值,然后求解線段的長(zhǎng)度的最小值即可.【詳解】由題可得,圓的半徑設(shè),令,則,所以令 ,易知函數(shù)在上單調(diào)遞增,且,所以當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以因?yàn)?,所以線段的長(zhǎng)度的最小值為【點(diǎn)睛】本題主要考查等價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想,導(dǎo)函數(shù)求解函數(shù)的最值問題等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力.19設(shè),當(dāng)a,b變化時(shí),的最小值為_.【答案】.【解析】【分
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