12116. Найдите наименьшее значение функции
f(x)=\sqrt{x^{2}-6x+10}+\sqrt{x^{2}-4x+8}.

Ответ.
\sqrt{10}
.
Решение. Выделив полные квадраты, получим
f(x)=\sqrt{x^{2}-6x+10}+\sqrt{x^{2}-4x+8}=\sqrt{(x-3)^{2}+1}+\sqrt{(x-2)^{2}+4}.

Рассмотрим векторы
\overrightarrow{a}=(3-x;1)
и
\overrightarrow{b}=(x-2;2)
. Тогда
\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}=((3-x)+(x-2);1+2)=(1;3),

|\overrightarrow{a}|=\sqrt{(x-3)^{2}+1},~|\overrightarrow{b}|=\sqrt{(x-2)^{2}+4},~|\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}|=\sqrt{1^{2}+3^{2}}=\sqrt{10}.

По неравенству треугольника
|\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}|\leqslant|\overrightarrow{a}|+|\overrightarrow{b}|,~\mbox{или}~|\overrightarrow{a}|+|\overrightarrow{b}|\geqslant\sqrt{10},

причём равенство достигается только в случае, когда
\overrightarrow{a}
и
\overrightarrow{b}
сонаправлены. Тогда их координаты пропорциональны.
Заметим, что при
x=2
векторы
\overrightarrow{a}
и
\overrightarrow{b}
неколлинеарны, поэтому
x\ne2
. Из уравнения
\frac{3-x}{x-2}=\frac{1}{2}
находим, что
x=\frac{8}{3}
. Следовательно, наименьшее значение данной функции равно
\sqrt{10}
и достигается при
x=\frac{8}{3}
.