求y=√(x^2+1)+√(x-1)^2+1的最小值及x值

2020-12-22 吉祿學閣

主要內容:

通過兩點間直線距離最短以及函數的導數,介紹求解根式和y=√(x^2+1)+√[(x-1)^2+1]最小值的步驟。

主要公式:

1.兩點間距離公式|AB|=√[(a1-b1)^2+(a2-b2)^2];

2.冪函數導數公式:y=x^(1/2),則dy/dx=(1/2)x^(-1/2)。

方法一:兩點間直線距離最短

根據題意,設A(0,1),B(1,1),C(x,0),

則A,C兩點的距離為:

|AC|=√[(0-x)^2+(1-0)^2=√(x^2+1);

同理,B,C兩點的距離為:

|BC|=√[(1-x)^2+(1-0)^2],

=√[(x-1)^2+1]。

即此時:y=|AC|+|BC|。

如上圖所示,設A點關於x軸的對稱點為A1,

則其坐標為:A1(0,-1)。

直線BA1的斜率k為:

k=(1+1)/1,

直線BC的斜率也等於k,則:

k=(1-0)/(1-x),

根據斜率相等,解得x=1/2,

此時y的最小值就是線段BA1的長度,則:

ymin=|BA1|=√[(1-0)^2+(1+1)^2]

=√5。

方法二:導數法

y=√(x^2+1)+√[(x-1)^2+1]

利用冪函數求導公式,函數對x求導得:

dy/dx=x/√(x^2+1)+(x-1)/√[(x-1)^2+1],

令dy/dx=0,則:

x*√[(x-1)^2+1]=(1-x)√(x^2+1),

方程兩邊平方得:

x^2[(x-1)^2+1]=(1-x)(x^2+1),

化簡方程得到:

2x-1=0

則:

x0=1/2,

此時y的最小值為:

ymin=√(x0^2+1)+√[(x0-1)^2+1]

=√5。

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