本题导读
本题考查简单线性规划的应用、点在直线上的投影,以及相关运算的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2016年浙江卷(理)) 在平面上,过点 作直线 的垂线所得的垂足称为点 在直线 上的投影.由区域 中的点在直线 上的投影构成的线段记为 ,则 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 绘制可行域:画出由三个不等式确定的三角形区域。
- 理解投影含义:区域内所有点向直线 投影,形成的线段 的长度取决于区域中离该直线“最远”的两个投影点。
- 发现特殊关系:观察发现目标直线 的斜率为 。而不等式组中的直线 的斜率也为 。
- 几何转化:由于区域的一条边界线 与投影直线平行,区域内所有点在直线 上的投影长度,等价于这条边界线段本身的长度。
- 计算长度:求出边界线 与另外两条直线 及 的交点 ,计算 即为所求。
✅【答案】
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C
✍【详细解析】
Abstract
解:
- 确定区域顶点: 可行域是由以下三条直线围成的三角形区域:
求交点:
由 得交点 。
由 得交点 。
由 得交点 。
分析投影长度: 投影目标直线为 。 注意到直线 与 平行。 根据投影性质,当区域的一条边平行于投影直线时,整个区域在该直线上的投影线段长度就等于该边的长度。 因此,。
计算距离: 利用两点间距离公式计算 与 的距离:
故选 C
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
数形结合的重要性:本题若强行计算每个顶点到直线的垂足坐标再求距离,过程极其繁琐。通过作图发现“平行”关系是快速破题的核心。
投影的极值性:区域的投影通常由区域的顶点决定。在没有平行关系的情况下,应计算各顶点到直线的投影点,取距离最大的两个投影点。
直线位置关系识别:在解析几何中,看到系数比例相同的直线方程(如 ),应立即联想到平行。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 变式思考:若投影直线变为 ,此时该如何求解?
- 提示:此时投影直线与区域边界不再平行,需要分别计算三个顶点 在直线 上的投影坐标,再求距离。
- 常用技巧:点 在直线 上的投影点坐标可通过垂直斜率及点在直线上建立方程组求解。
🔗【关联脉络】
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