BÀI TOÁN CỰC TRỊ HÌNH HỌC .BÀI TOÁN 5A

5. Bài toán cực trị hình học .

Bài toán 5a : ( Bài toán con chim )

Trong mặt phẳng P cho đờng thẳng d hai điểm A,B nằm cùng một nửa mặt

phẳng bờ . Xác định trên d điểm M sao cho MA + MB đạt giá trị nhỏ nhất .

Giải :

a. Trờng hợp A,B nằm ở một nửa mặt phẳng : B

Gọi A

1

là điểm đối xứng của A qua trục (d) A

MA +MB = MA

1

+ MB  A

1

B .

Dấu “ =” xảy ra lúc M[A

1

B]. (d)

 M là giao điểm của A

1

B và d . M

TIP : Thay đổi vị trí tơng đối của A,B so với d

A

1

ta đợc một số bài toán khác cần giải quyết

Bài toán 5b :

Cho hai điểm cố định A,B cùng nằm trên mặt phẳng bờ d. Tìm trên d hai

điểm M,N sao cho :

- MN = l cho trớc .

- Tứ giác BNMA có chu vi nhỏ nhất .

B

A B’

M N d

Bài toán 5c :

A’

Cho góc nhọn xOy và một điểm M thuộc miền trong của góc. Xác định trên

Ox điểm A và trên Oy điểm B sao cho tam giác MAB có chu vi nhỏ nhất .

Giải : M

1

Gọi M

1

, M

2

lần lợt là hình chiếu

của M qua trục Ox; Oy . A M

MA + AB +BM = M

1

A +AB +BM

2

 M

1

M

2

Dấu “=” xãy ra khi A,B  M

1

M

2

. O

 A là giao điểm của M

1

M

2

với Ox. B

B là giao điểm của M

1

M

2

với Oy

M

2

TIP: Bằng cách ràng buộc thêm các điều kiện của điểm M : M chạy trên một

đoạn thẳng; chạy trên một đờng tròn nằm trong góc xOy ;Tổng OA + OB không

đổi; Thay đổi góc xOy; Thay đổi đại lợng cần tính cực trị . . . . chúng ta sẽ đợc

hàng loạt các bài toán khác .

Bài toán 5d :

Cho góc nhọn xOy và hai điểm AB thuộc miền trong của góc đó . Tìm các

điểm C,D lần lợc thuộc Ox và Oy sao cho đờng gấp khúc ACDBA có độ dài nhỏ

nhất .

Giải :

Lấy A

1

đối xứng với A qua Ox; B

1

đối xứng với B qua Oy. Do AB cố định

nên đờng gấp khúc ACBD có độ dài nhỏ nhất lúc AC + CD + DB nhỏ nhất .

Có AC +CD +DB = A

1

C + CD +DB

1

 A

1

A

2

.

Dấu ”=” xảy ra lúc C,D [A

1

B

1

].

 C là giao điểm của A

1

B

1

với Ox và D là giao điểm của A

1

B

1

với Oy

B

1

D B

O A

C

A

1

Bài toán 5e :

Cho tam giác ABC có ba góc nhọn. M là điểm thuộc cạnh BC. I,J lần lợt là

hình chiếu của M xuống hai cạnh AB, AC .M

1

, M

2

lần lợt là điểm đối xứng của M

qua AB,AC . E,F lần lợt là giao điểm của M

1

M

2

với AB,AC . Xác định M

a. Để IJ nhỏ nhất; lớn nhất .

b. Để tam giác MEF có chu vi nhỏ nhất .

A M

2

E F

M

1

J

I

B M C

a. 2IJ = M

1

M

2

.

AM

1

=AM=AM

2

.

M

1

AM

2

=2BAC = CONST.

IJ min (max) <=> M

1

M

2

min (max)

<=> AM

1

min (max) <=> AM min (max) .

AM nhỏ nhất khi AM  BC .

AM lớn nhất khi AM = Max(AB,AC )

b. Chu vi tam giác MEF = MF + ME +EF = M

1

M

2

.

 Để chu vi tam giác MEF nhỏ nhất thì M là chân đờng cao từ A xuống BC.

theo bài toán 1a thì E,F cũng là chân của hai đờng cao còn lại

V. Định lý Thalet