例:如图1,正方形ABCD的边长为2,以AB为直径向正方形内部作半圆O,P是半圆O上的动点,求PC^2+PD^2的最小值与最大值。 分析:因为PC、PD是△PCD的两边,由这两边的平方和联想到三角形中线长公式,因此,作△PCD的边CD上中线PE。 解:取CD的中点E,连接PE。则 PE= 1/2√[2(PC^2+PD^2)-CD^2]. 所以PC^2+PD^2=(4PE^2+CD^2)/2 =(4PE^2+4)/2 =2PE^2+2, 所以PC^2+PD^2的最小值与最大值分别是PE的最小值和最大值。 当P为半圆O的中点时,PE最小值=1,所以PC^2+PD^2的最小值为4; 当P与A或B重合时,PE最大值=AE=√5, 所以PC^2+PD^2的最大值为12。 练习: (1)如图2,矩形ABCD中,AB=4,以AB为直径向正方形内部作半圆O,P是半圆O上的动点,如果PC^2+PD^2的最小值为40,则AD的长为______。 (答案:6) (2)如图3,正方形ABCD的边长为4,E是BC的中点,以AB为直径向正方形内部作半圆O,P是半圆O上的动点,则PC^2+PE^2的最小值是________。 (答案:36-8√13) (3)如图4,二次函数y=ax^2+bx+c的图象经过原点O,与x轴另一个交点为A(2,0),以OA的边长作正方形OABC,P是正方形OABC内的抛物线上的动点,如果PB^2+PC^2的最小值为4,求抛物线的解析式。 (y=-x^2+2x) |
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