1.问题情境:
在平面直角坐标系中,已知A(-4,-1)、B(1.11),如果要求A、B两点之间的距离,可以构造如图1所示的直角三角形,则A、B两点之间的距离为13.
结论:在平面直角坐标系中,已知平面内A(x
1,y
1)、B(x
2,y
2)两点坐标,则A、B两点之间的距离等于$\sqrt{({x}_{2}-{x}_{1})^{2}+({y}_{2}-{y}_{1})^{2}}$.
探究1:求代数式$\sqrt{{x}^{2}+1}+\sqrt{(x-3)^{2}+4}$的最小值.
解:$\sqrt{{x}^{2}+1}+\sqrt{(x-3)^{2}+4}$=$\sqrt{(x-0)^{2}+(0-1)^{2}}+\sqrt{(x-3)^{2}+(0-2)^{2}}$
如图2,建立平面直角坐标系,点P(x,0)是x轴上一点,
则$\sqrt{(x-0)^{2}+(0-1)^{2}}$可以看成点P(x,0)与点A(0,1)的距离
$\sqrt{(x-3)^{2}+(0-2)^{2}}$可以看成点P(x,0)与点B(3,2)的距离,
所以原代数式的值可以看成线段PA与PB的长度之和,PA+PB的最小值就是原代数式的最小值.
设点A关于x轴的对称点为A′,则PA=PA′,因此,求PA+PB的最小值,只需求PA′+PB的最小值,而点A′、B之间的所有连线中线段最短,所以PA′+PB的最小值为线段A′B的长度.为此,构造直角三角形A′CB,因为A′C=3,CB=3,所以A′B=$3\sqrt{2}$
,即$\sqrt{{x}^{2}+1}+\sqrt{(x-3)^{2}+4}$的最小值为$3\sqrt{2}$.
探究2:求代数式$\sqrt{(x-2)^{2}+1}+\sqrt{(x-4)^{2}+9}$的最小值.
解:$\sqrt{(x-2)^{2}+1}+\sqrt{(x-4)^{2}}+9$的值可以看成平面直角坐标系中点P(x,0)与点A(2,1)、点B(4,3)的距离之和,$\sqrt{(x-2)^{2}+1}+\sqrt{(x-4)^{2}+9}$ 的最小值为2$\sqrt{5}$.
探究3:代数式$\sqrt{{x}^{2}+25}+\sqrt{{x}^{2}-4x+5}$的最小值为2$\sqrt{10}$.