已知關(guān)于x的方程x2+2(1+a)x+(3a2+4ab+4b2+2)=0有實(shí)根.若在直角坐標(biāo)系xOy中,x軸上的動(dòng)點(diǎn)M(x,0)到定點(diǎn)P(a,5),Q(b,1)的距離分別為MP和MQ,當(dāng)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)的值是多少時(shí),MP+MQ的值最。
解:由題意得:
△=4(1+a)
2-4×(3a
2+4ab+4b
2+2)≥0,
∴(a-1)
2+(a+2b)
2≤0,
∴
,
則P(1,5),
,
根據(jù)題意畫(huà)出圖形,如圖所示:
作出Q關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)Q′,連接PQ′,與x軸交于點(diǎn)M,連接QM,
此時(shí)QM=Q′M,MP+MQ=MP+MQ′=PQ′最小,
則MP+MQ的值最小時(shí),
,又P(1,5),
在直角三角形PQ′N(xiāo)中,根據(jù)勾股定理得:
.
則當(dāng)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為
時(shí),MP+MQ的最小值為
.
分析:由關(guān)于x的方程有實(shí)根,得到根的判別式大于等于0,把得到的不等式配方變形,根據(jù)兩非負(fù)數(shù)相加小于等于0,必需分別為0求出a與b的值,進(jìn)而確定出P與Q的坐標(biāo),作出Q關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)Q′,連接PQ′,由對(duì)稱(chēng)知識(shí)得到MP+MQ=PQ′,根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短得到MP+MQ的值最小為PQ′,由Q關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)求出Q′的坐標(biāo),再加上P的坐標(biāo),代入直線PQ′:y=kx+b中,求出k與b的值,確定出直線PQ′的解析式,令y=0求出M的橫坐標(biāo),然后在直角三角形PQ′N(xiāo)中,根據(jù)勾股定理即可求出滿足題意的最小值.
點(diǎn)評(píng):此題綜合考查了一元二次方程解的判別方法,關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的求法,勾股定理以及有關(guān)一次函數(shù)的知識(shí).要求學(xué)生會(huì)利用“兩點(diǎn)法”確定一次函數(shù)的解析式,本題的關(guān)鍵和難點(diǎn)是找出Q關(guān)于x軸的對(duì)應(yīng)點(diǎn),連接P于此對(duì)應(yīng)點(diǎn)的線段即為最短距離,利用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想解決實(shí)際問(wèn)題.