BÀI TOÁN CỰC TRỊ HÌNH HỌC .BÀI TOÁN 2A

2. Bài toán cực trị hình học .

Bài toán 2a :

Cho hai đờng thẳng a,b song song với nhau cách nhau một khoảng 2k cho

trớc. I là điểm cách đều hai đờng thẳng trên ; Hai cạnh của một góc vuông có đỉnh

I lần lợt cắt a tại A và cắt b tại B . Xác định góc vuông ( vị trí các tia IA; IB) để

tam giác IAB có diện tích nhỏ nhất .

D x A

Giải : Có : ID = IC = k.

Đặt: AD = x .

CB = y . I

Có : C y B

S

IAB

= S

ABCD

-(S

IAD

+ S

ICB

) .

= (x +y)k - (x+y)k/2 = (x + y)k/2 .

Xét hai tam giác đồng dạng : IAD và BIC đợc :

AD/IC = ID/BC => AD.BC = ID.IC = k

2

= const

 x.y = const.

Để S

IAB

nhỏ nhất => x + y nhỏ nhất => x = y => ABCD là hình chữ nhật.

Tính x,y :

Có x

2

+k

2

+ y

2

+ k

2

= 2x

2

+ 2k

2

= IA

2

+IB

2

= AB

2

= 4k

2

.

 x

2

= k

2

=> x = k (do x>0).

Bài toán 2b :

Cho tam giác ABC vuông tại A .Xác định điểm M trong tam giác sao cho

tổng các bình phơng các khoảng cách từ M đến ba cạnh của tam giác đat giá trị

A

nhỏ nhất .

E

F

I

M

H G

C

B

ME

2

+ MF

2

+MG

2

= AM

2

+ MG

2

(AEMF là hình chữ nhật )

= AI

2

+IM

2

+ MG

2

(AIM vuông tại I )

 AI

2

+ IH

2

( Dấu ‘=’ xảy ra khi M thuộc AH ) (1)

Lại có : AI

2

+ IH

2

= AH

2

- 2AI.IH .

Do AH không đổi nên ME

2

+ MF

2

+MG

2

nhỏ nhất khi AI.IH lớn nhất . Và

có AI +IH = AH =const nên AI.IH lớn nhất lúc AI=IH=AH/2 . (2)

Kết hợp (1) và (2) đợc M là trung điểm của AH thì tổng các bình phơng các

khoảng cách từ M đến ba cạnh của tam giác nhỏ nhất .

Hết