题目内容
动点P(x,y)是抛物线y=x2-2x-1上的点,O为坐标原点,设S=|OP|2,若x=2时,S取极小值,求S的最小值.
思路分析:本题通过建立数学模型,把实际问题转化为数学问题,然后利用函数求函数的最值.
解:S=|OP|2=x2+y2=x2+(x2-2x-1)2=x4-4x3+3x2+4x+1,
则S′=4x3-12x2+6x+4=2(x-2)(2x2-2x-1)=4(x-2)(x-)(x-).
令S′=0,则x1=,x2=,x3=2.
当x变化时,S′,S的变化情况如下表:
x | (-∞,) | (,) | (,2) | 2 | (2,+∞) | ||
S′ | - | 0 | + | 0 | - | 0 | + |
S | ?↘ | 极小值 | ?↗ | 极大值 | ↘? | 极小值 | ↗? |
∵S的定义域为(-∞,+∞),
∴所求的最小值是两个极小值中较小的一个.
∵当x=时,S=()4-4()3+3()2+4()+1=,
当x=2时,S=24-4×23+3×22+4×2+1=5,
∴S的最小值为.
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