Question

（1）如圖A、B兩個化工廠位于一段直線形河堤的同側(cè)，A工廠至河堤的距離AC為1km，B工廠到河堤的距離BD為2km，經(jīng)測量河堤上C、D兩地間的距離為6km．現(xiàn)準(zhǔn)備在河堤邊修建一個污水處理廠，為使A、B兩廠到污水處理廠的排污管道之和最短，污水處理廠應(yīng)建在距C地多遠(yuǎn)的地方？
（2）通過以上解答，充分展開聯(lián)想，運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想構(gòu)造圖形，嘗試解決下面問題：若y=

x2+1

+

(9-x)2+4

，當(dāng)x為何值時，y的值最小，并求出這個最小值．

Answer 1

分析：（1）先作出A點(diǎn)關(guān)于直線CD的對稱點(diǎn)E，連接BE交CD于P點(diǎn)，由相似三角形的判定定理可得出△ACP∽△BDP，再由相似三角形的對應(yīng)邊成比例即可求出CP的長；
（2）根據(jù)（1）建立圖形，使AC=1，CD=9，BD=2，設(shè)CP=x，再由△ACP∽△BDP即可求出CP的值，把x的值代入函數(shù)y=

x2+1

+

(9-x)2+4

中即可求出其最小值．

解答：解：（1）延長AC到E，使CE=AC，連接EB交CD于點(diǎn)P，則點(diǎn)P就是污水處理廠所在的地方（畫出圖形）．
設(shè)CP=x，則DP=6-x，由點(diǎn)A與點(diǎn)E的對稱性可知∠APC=∠EPC，又由對頂角相等可知∠BPD=∠EPC，
∴∠APC=∠BPD，
又∵∠ACP=∠BDP=90°，
∴△ACP∽△BDP，
∴

AC

BD

=

CP

DP

∴

1

2

=

x

6-x

，
解得x=2，
所以，污水廠應(yīng)建在距離C地2km處．

（2）仿照（1）中建立圖形，
使AC=1，CD=9，BD=2，設(shè)CP=x，
則y=

x2+1

+

(9-x)2+4

中的

x2+1

即是圖中的AP，

(9-x)2+4

即是圖中的BP．
所以y=

x2+1

+

(9-x)2+4

的最小值就是CP+BP的最小值，
仿照（1）中找到點(diǎn)A關(guān)于直線CD的對稱點(diǎn)E，連接EB，與CD的交點(diǎn)就是所求的點(diǎn)P．
由△ACP∽△BDP，得

AC

BD

=

CP

DP

，
所以

1

2

=

x

9-x

，
解得x=3，
所以當(dāng)x=3時，y=

x2+1

+

(9-x)2+4

有最小值，
最小值是y=

32+1

+

(9-3)2+4

=

10

+

40

=3

10

．

點(diǎn)評：本題考查的是最短線路問題及利用數(shù)形結(jié)合求函數(shù)的最值，熟知軸對稱的性質(zhì)畫出圖形是解答此題的關(guān)鍵．