中考专题 最短路线问题
中考数学最短路径复习题
中考数学最短路径复习题一、选择题1. 在一个平面直角坐标系中,点A(1,1)和点B(5,5),点C(3,8),求从点A到点C的最短路径,如果只允许向上和向右移动,最短路径的长度是多少?A. 6B. 7C. 8D. 92. 一个城市地图上,从学校到图书馆有三条路,分别长3km、4km和5km。
如果需要找到最短的路线,应该选择哪一条?A. 第一条路B. 第二条路C. 第三条路D. 无法确定二、填空题3. 在一个迷宫中,从入口到出口有若干条路径,如果每条路径的长度为边长,且迷宫的边长为1,求从入口到出口的最短路径长度至少是多少?(假设迷宫为正方形网格,且入口和出口分别位于迷宫的对角线两端)4. 如果在一个平面上,有若干个点,每个点之间都可以通过直线相连,求这些点中任意两点之间的最短路径总和,这在图论中被称为什么问题?三、解答题5. 某工厂需要铺设一条从原料仓库到生产车间的最短路径,已知原料仓库和生产车间分别位于平面直角坐标系的点(2,3)和点(10,7)。
请计算出最短路径的长度。
6. 某城市有5个主要的交通节点,分别为A、B、C、D和E,它们之间的距离如下表所示:| 起点/终点 | A | B | C | D | E ||--||||||| A | 0 | 2 | 3 | 5 | 6 || B | 2 | 0 | 4 | 3 | 7 || C | 3 | 4 | 0 | 2 | 4 || D | 5 | 3 | 2 | 0 | 3 || E | 6 | 7 | 4 | 3 | 0 |请找出从A点出发,经过其他所有点恰好一次并返回A点的最短路径。
四、应用题7. 某城市计划在几个居民区之间建立最短的公共交通路线。
已知居民区之间的距离如下:- 居民区1到居民区2的距离是4km。
- 居民区1到居民区3的距离是6km。
- 居民区2到居民区3的距离是2km。
- 居民区2到居民区4的距离是3km。
- 居民区3到居民区4的距离是1km。
中考数学《最短路径问题1》专题复习
中考压轴题(4)最短路径问题1【典型例题】1.如图,点A、B分别在直线m的上方.(1)在直线m上找到点P,使得AP BP+最短.(要求:保留作图痕迹,不要求写作法)(2)在(1)的条件下,若点A、B到直线m的距离分别为3.5cm、8.5cm,且点B在点A的东北方向,则AP BP+的最短距离为______cm.2.如图,在45⨯的网格中,最小正方形的边长为1,A,B,C,D均为格点(最小正方形的顶点).(1)如图1,在网格中画出一个以AB为一边且与△ABC全等的格点三角形,△ABC的面积为.(2)如图2,在线段AB上画出一点P,使CP PD+最小,其最小值为__________.知识点思想方法步骤其他【对应练习】3.如图,在所给网格图(每小格均为边长是1的正方形)中完成下列各题:(用直尺画图)(1)画出格点△ABC顶点均在格点上关于直线DE对称的111CBA∆;(2)在DE上画出点P,使1PB PC+最小;(3)在DE上画出点Q,使1QB QC-最大4.如图,在旷野上,一个人骑着马从A地到B地,半路上他必须让马先到河岸l的P点去饮水,然后再让马到河岸m的Q点再次饮水,最后到达B点,他应该如何选择马饮水地点P、Q,才能使所走路程AP PQ QB++最短?(假设河岸l、m为直线)5.在桌面上放了一个正方体盒子,如图,一只蚂蚁在顶点A处,它要爬到顶点B处找食物,你能帮助蚂蚁设计一条最短的爬行路线吗?要是爬到顶点C呢?6.有一根底面周长为30cm,高2米的圆柱形枯木,一条长藤自根部缠绕向上,缠了五周刚好到达顶部,这条长藤最短有多长?7.一只蚂蚁从长为4cm、宽为3 cm,高是12 cm的长方体纸箱的A点沿纸箱爬到B点,那么它所行的最短路线的长是多少?8.已知点P在∠MON内.(1)如图1,点P关于射线OM的对称点是G,点P关于射线ON的对称点是H,连接OG、OH、OP.①若∠MON=50°,则∠GOH=______°;②若OP=5,连接GH,请说明当∠MON 为°时,GH=10;(2)如图2,若∠MON=60°,A、B分别是射线OM、ON上的任意一点,当△PAB的周长最小时,求∠APB的度数.9.(源模:模型建立)白日登山望峰火,黄昏饮马傍交河.——《古从军行》唐李欣诗中隐含着一个有趣的数学问题,我们称之为“将军饮马”问题.关键是利用轴对称变换,把直线同侧两点的折线问题转化为直线两侧的线段问题,从而解决距高和最短的一类问题.“将军饮马”问题的数学模型如图所示:(新模1:模型应用)如图1,正方形ABCD的边长为3,点E在边AB上,且1BE=,F为对角线AC上一动点,欲使BFE△周长最小.(1)在图中确定点F的位置(要有必要的画图痕迹,不用写画法);(2)BFE△周长的最小值为______.(新模2:模型变式)(3)如图2,在矩形ABCD中,5AB=,4=AD,在矩形ABCD内部有一动点P,满足14PAB ABCDS S=矩形△,则点P到A,B两点的距离和PA PB+的最小值为.(超模:模型拓广)(4)如图3,90ABD BDE∠=∠=︒,2AB=,3BD DE==.请构造合理的数学模型,并借助模()22439x x+-+()0x>的最小值.。
勾股定理之最短路径(填空选择)中考题
实用文案一、选择题(共17小题)1、(2011•广安)如图,圆柱的底面周长为6cm,AC是底面圆的直径,高BC=6cm,点P是母线BC上一点,且PC=BC.一只蚂蚁从A点出发沿着圆柱体的表面爬行到点P的最短距离是()A、B、5cmC、D、7cm2、(2009•乐山)如图,一圆锥的底面半径为2,母线PB的长为6,D为PB的中点.一只蚂蚁从点A出发,沿着圆锥的侧面爬行到点D,则蚂蚁爬行的最短路程为()A、B、2C、3D、33、(2009•恩施州)如图,长方体的长为15,宽为10,高为20,点B离点C的距离为5,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B,需要爬行的最短距离是()A、5B、25C、10+5D、354、(2005•山西)如图,点A和点B分别是棱长为20cm的正方体盒子上相邻面的两个中心.一只蚂蚁在盒子表面由A处向B处爬行,所走的最短路程是()A、40cmB、20cmC、20cmD、10cm5、(2005•贵阳)如图A,一圆柱体的底面周长为24cm,高BD为4cm,BC是直径,一只蚂蚁从点D出发沿着圆柱的表面爬行到点C的最短路程大约是()A、6cmB、12cmC、13cmD、16cm6、(2004•淄博)如图是一块长,宽,高分别是6cm,4cm和3cm的长方体木块一只蚂蚁要从长方体木块的一个顶点A处,沿着长方体的表面到长方体上和A相对的顶点B处吃食物,那么它需要爬行的最短路径的长是()A、(3+2)cmB、cmC、cmD、cm7、(2004•梅州)如图,一只蚂蚁沿边长为a的正方体表面从顶点A爬到顶点B,则它走过的路程最短为()A、 aB、(1+)aC、3aD、 a8、(2004•济宁)如图,正方体盒子的棱长为2,BC的中点为M,一只蚂蚁从M点沿正方体的表面爬到D1点,蚂蚁爬行的最短距离是()A、B、3C、5D、9、如图所示,一圆柱高8cm,底面半径2cm,一只蚂蚁从点A爬到点B处吃食,要爬行的最短路程(π取3)是()A、12cmB、10cmC、14cmD、无法确定10、如图:有一圆柱,它的高等于8cm,底面直径等于4cm(π=3),在圆柱下底面的A点有一只蚂蚁,它想吃到上底面与A相对的B点处的食物,需要爬行的最短路程大约()A、10cmB、12cmC、19cmD、20cm11、如图是一个棱长为4cm的正方体盒子,一只蚂蚁在D1C1的中点M处,它到BB1的中点N的最短路线是()A、8B、2C、2D、2+212、如图所示,是一个圆柱体,ABCD是它的一个横截面,AB=,BC=3,一只蚂蚁,要从A点爬行到C点,那么,最近的路程长为()A、7B、C、D、513、如图是一个长4m,宽3m,高2m的有盖仓库,在其内壁的A处(长的四等分)有一只壁虎,B处(宽的三等分)有一只蚊子,则壁虎爬到蚊子处最短距离为()A、4.8B、C、5D、14、有一长、宽、高分别是5cm,4cm,3cm的长方体木块,一只蚂蚁要从长方体的一个顶点A处沿长方体的表面爬到长方体上和A相对的顶点B处,则需要爬行的最短路径长为()A、5cmB、cmC、4cmD、3cm15、如图,边长为1的立方体中,一只蚂蚁从A顶点出发沿着立方体的外表面爬到B顶点的最短路程是()A、3B、C、D、116、如图所示:有一个长、宽都是2米,高为3米的长方体纸盒,一只小蚂蚁从A点爬到B点,那么这只蚂蚁爬行的最短路径为()A、3米B、4米C、5米D、6米17、如图,在棱长为20cm的正方体盒子上有一只蚂蚁欲从A点出发向B爬去吃食,则蚂蚁所走最短路程是()A、40cmB、20cmC、20cmD、20cm二、填空题(共13小题)18、(2007•呼伦贝尔)如图,有一圆锥形粮堆,其正视图是边长为6m的正三角形ABC,粮堆母线AC的中点P处有一老鼠正在偷吃粮食,此时,小猫正在B处,它要沿圆锥侧面到达P处捕捉老鼠,则小猫所经过的最短路程是_________ m.(结果不取近似值)19、(2007•怀化)如图所示的圆柱体中底面圆的半径是,高为2,若一只小虫从A点出发沿着圆柱体的侧面爬行到C点,则小虫爬行的最短路程是_________ .(结果保留根号)20、(2007•金昌)如图,圆锥的母线长OA为8,底面圆的半径为4.若一只蚂蚁在底面上点A处,在相对母线OC 的中点B处有一只小虫,蚂蚁要捉到小虫,需要爬行的最短距离为_________ .21、(2007•梅州)如图,有一木质圆柱形笔筒的高为h,底面半径为r,现要围绕笔筒的表面由A至A1(A,A1在圆柱的同一轴截面上)镶入一条银色金属线作为装饰,这条金属线的最短长度是_________ .22、(2008•昆明)如图,有一个圆柱,它的高等于16cm,底面半径等干4cm,在圆柱下底面的A点有一只蚂蚁,它想吃到上底面上与A点相对的B点处的食物,需要爬行的最短路程是_________ cm.(π取3)23、(2008•青海)如图,有一圆柱体,它的高为20cm,底面半径为7cm.在圆柱的下底面A点处有一个蜘蛛,它想吃到上底面上与A点相对的B点处的苍蝇,需要爬行的最短路径是_________ cm(结果用带根号和π的式子表示).24、(2009•青岛)如图,长方体的底面边长分别为1cm和3cm,高为6cm.如果用一根细线从点A开始经过4个侧面缠绕一圈到达点B,那么所用细线最短需要_________ cm;如果从点A开始经过4个侧面缠绕n圈到达点B,那么所用细线最短需要_________ cm.25、(2011•荆州)如图,长方体的底面边长分别为2cm和4cm,高为5cm.若一只蚂蚁从P点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q点,则蚂奴爬行的最短路径长为_________ cm.26、(2006•茂名)如图,点A、B分别是棱长为2的正方体左、右两侧面的中心,一蚂蚁从点A沿其表面爬到点B 的最短路程是_________ .27、(2005•青海)如图,已知正方体的棱长为2,则正方体表面上从A点到C1点的最短距离为_________ .28、(2003•泸州)如图,一只昆虫要从边长为acm的正方体盒子的一个顶点爬到相距最远的另一个顶点,沿盒子表面爬行的最短路程是_________ cm.29、如图,有一圆柱,其高为12cm,底面半径为3cm,在圆柱下底面A点处有一只蚂蚁,它想得到上底面B处的食物,则蚂蚁经过的最短距离为_________ cm.(π取3)30、一只蚂蚁从长、宽都是3,高是8的长方体纸箱的A点沿纸箱爬到B点,那么它所行的最短路线的长是_________ .答案与评分标准一、选择题(共17小题)1、(2011•广安)如图,圆柱的底面周长为6cm,AC是底面圆的直径,高BC=6cm,点P是母线BC上一点,且PC=BC.一只蚂蚁从A点出发沿着圆柱体的表面爬行到点P的最短距离是()A、B、5cmC、D、7cm考点:平面展开-最短路径问题。
浅谈初中数学教学中的最短路径问题
浅谈初中数学教学中的最短路径问题摘要:最短路问题是一类具有代表性的中学数学问题,其研究与解决要求对数学知识进行灵活运用。
因此,数学的教学与实践必须密切结合,因为数学来源于生活,对生活有指导作用。
在此基础上,作者根据以往的教学实践,提出了一种新的解决方案。
关键字:初中数学;最短路径;策略引言初中数学的最短路问题,涉及到了“最短垂线”和“轴对称”的概念,这些概念在实际生活中是很常见的。
比如,一个人想要游到另一个人的身边,问他从哪里走到另一个人的身边,是最短的一条路,这就是一个最短路径问题。
从这一点来看,本论文所提出的最短路问题是一项很有意义的研究工作。
在中学数学习题中,最常出现的是最短路问题。
这是一道很常见的题目,也是近年来各省市中考中的热门题目。
所以,在教学中,教师应指导学生如何正确地解决这类问题,从而更好地了解问题的实质,并培养学生的思维。
老师既要让学生分析和总结“最短路径问题”,又要让学生明确各种问题的解法,让学生去感受和体会这些问题中所包含的数学哲学,从而让学生在求解“最短路径问题”的过程中寻找到关键信息,将问题变得简单,让学生在读完文章后,就可以理解所求问题的数学实质。
一、设置具体情境,激发学生主动思考最短路径所牵扯到的内容通常都是与生活现实紧密相关的,在进行最短路线问题的教学时,老师应该创设一个特定的生活情景,让学生快速地融入到课堂,并调动他们的积极性。
比如,在教授最短路问题时,老师可以这么安排:“学生,最短路问题在现实生活中被大量使用,比如:在希腊的亚历山大利亚,有一名名叫海伦的学生,一名将领去见海伦,他向她提问:从 A点到 L点,和一匹马,从 B点到 A点,怎样才能最快地到达 B点?现在,你们可以将这个问题变成一个算术问题,并且想一想,怎样才能找到最小的路径。
”在个案中,老师利用特定的情景来让学生快速的融入到教学中,利用特定的情景来提高学生对数学课堂的参与性,使他们对数学知识的意义有更深的认识。
中考复习最短路线问题
中考复习:最短路线问题通常最短路线问题是以“平面内连结两点的线中,直线段最短”为原则引申出来的.人们在生产、生活实践中,常常遇到带有某种限制条件的最近路线即最短路线问题.在本讲所举的例中,如果研究问题的限制条件允许已知的两点在同一平面内,那么所求的最短路线是线段;如果它们位于凸多面体的不同平面上,而允许走的路程限于凸多面体表面,那么所求的最短路线是折线段;如果它们位于圆柱和圆锥面上,那么所求的最短路线是曲线段;但允许上述哪种情况,它们都有一个共同点:当研究曲面仅限于可展开为平面的曲面时,例如圆柱面、圆锥面和棱柱面等,将它们展开在一个平面上,两点间的最短路线则是连结两点的直线段.这里还想指出的是,我们常遇到的球面是不能展成一个平面的.例如,在地球(近似看成圆球)上A、B二点之间的最短路线如何求呢?我们用过A、B两点及地球球心O的平面截地球,在地球表面留下的截痕为圆周(称大圆),在这个大圆周上A、B两点之间不超过半个圆周的弧线就是所求的A、B两点间的最短路线,航海上叫短程线.关于这个问题本讲不做研究,以后中学会详讲.在求最短路线时,一般我们先用“对称”的方法化成两点之间的最短距离问题,而两点之间直线段最短,从而找到所需的最短路线.像这样将一个问题转变为一个和它等价的问题,再设法解决,是数学中一种常用的重要思想方法.例1 如下图,侦察员骑马从A地出发,去B地取情报.在去B地之前需要先饮一次马,如果途中没有重要障碍物,那么侦察员选择怎样的路线最节省时间,请你在图中标出来.解:要选择最节省时间的路线就是要选择最短路线.作点A关于河岸的对称点 A′,即作 AA′垂直于河岸,与河岸交于点C,且使AC=A′C,连接A′B 交河岸于一点P,这时 P点就是饮马的最好位置,连接 PA,此时 PA+PB就是侦察员应选择的最短路线.证明:设河岸上还有异于P点的另一点P′,连接P′A,P′B, P′A′.∵P′A+P′B=P′A′+P′B>A′B=PA′+PB=PA+PB,而这里不等式 P′A′+P′B>A′B成立的理由是连接两点的折线段大于直线段,所以PA+PB是最短路线.此例利用对称性把折线APB化成了易求的另一条最短路线即直线段A′B,所以这种方法也叫做化直法,其他还有旋转法、翻折法等.看下面例题.例2 如图一只壁虎要从一面墙壁α上A点,爬到邻近的另一面墙壁β上的B点捕蛾,它可以沿许多路径到达,但哪一条是最近的路线呢?解:我们假想把含B点的墙β顺时针旋转90°(如下页右图),使它和含A点的墙α处在同一平面上,此时β转过来的位置记为β′,B点的位置记为B′,则A、B′之间最短路线应该是线段AB′,设这条线段与墙棱线交于一点P,那么,折线4PB就是从A点沿着两扇墙面走到B点的最短路线.证明:在墙棱上任取异于P点的P′点,若沿折线AP′B走,也就是沿在墙转90°后的路线AP′B′走都比直线段APB′长,所以折线APB是壁虎捕蛾的最短路线.由此例可以推广到一般性的结论:想求相邻两个平面上的两点之间的最短路线时,可以把不同平面转成同一平面,此时,把处在同一平面上的两点连起来,所得到的线段还原到原始的两相邻平面上,这条线段所构成的折线,就是所求的最短路线.例3 长方体ABCD—A′B′C′D′中,AB=4,A′A=2′,AD=1,有一只小虫从顶点D′出发,沿长方体表面爬到B点,问这只小虫怎样爬距离最短?(见图(1))解:因为小虫是在长方体的表面上爬行的,所以必需把含D′、B两点的两个相邻的面“展开”在同一平面上,在这个“展开”后的平面上 D′B间的最短路线就是连结这两点的直线段,这样,从D′点出发,到B点共有六条路线供选择.①从D′点出发,经过上底面然后进入前侧面到达B点,将这两个面摊开在一个平面上(上页图(2)),这时在这个平面上D′、B间的最短路线距离就是连接D′、B两点的直线段,它是直角三角形ABD′的斜边,根据勾股定理,D′B2=D′A2+AB2=(1+2)2+42=25,∴D′B=5.②容易知道,从D′出发经过后侧面再进入下底面到达B点的最短距离也是5.③从D′点出发,经过左侧面,然后进入前侧面到达B点.将这两个面摊开在同一平面上,同理求得在这个平面上D′、B两点间的最短路线(上页图(3)),有:D′B2=22+(1+4)2=29.④容易知道,从D′出发经过后侧面再进入右侧面到达B点的最短距离的平方也是29.⑤从D′点出发,经过左侧面,然后进入下底面到达B点,将这两个平面摊开在同一平面上,同理可求得在这个平面上D′、B两点间的最短路线(见图),D′B2=(2+4)2+12=37.⑥容易知道,从D′出发经过上侧面再进入右侧面到达B点的最短距离的平方也是37.比较六条路线,显然情形①、②中的路线最短,所以小虫从D′点出发,经过上底面然后进入前侧面到达B点(上页图(2)),或者经过后侧面然后进入下底面到达B点的路线是最短路线,它的长度是5个单位长度.利用例2、例3中求相邻两个平面上两点间最短距离的旋转、翻折的方法,可以解决一些类似的问题,例如求六棱柱两个不相邻的侧面上A和B两点之间的最短路线问题(下左图),同样可以把A、B两点所在平面及与这两个平面都相邻的平面展开成同一个平面(下右图),连接A、B成线段AP1P2B,P1、P2是线段AB与两条侧棱线的交点,则折线AP1P2B就是AB间的最短路线.圆柱表面的最短路线是一条曲线,“展开”后也是直线,这条曲线称为螺旋线.因为它具有最短的性质,所以在生产和生活中有着很广泛的应用.如:螺钉上的螺纹,螺旋输粉机的螺旋道,旋风除尘器的导灰槽,枪膛里的螺纹等都是螺旋线,看下面例题.例4 景泰蓝厂的工人师傅要给一个圆柱型的制品嵌金线,如下左图,如果将金线的起点固定在A点,绕一周之后终点为B点,问沿什么线路嵌金线才能使金线的用量最少?解:将上左图中圆柱面沿母线AB剪开,展开成平面图形如上页右图(把图中的长方形卷成上页左图中的圆柱面时,A′、B′分别与A、B重合),连接AB′,再将上页右图还原成上页左图的形状,则AB′在圆柱面上形成的曲线就是连接AB且绕一周的最短线路.圆锥表面的最短路线也是一条曲线,展开后也是直线.请看下面例题.例5 有一圆锥如下图,A、B在同一母线上,B为AO的中点,试求以A为起点,以B为终点且绕圆锥侧面一周的最短路线.解:将圆锥面沿母线AO剪开,展开如上右图(把右图中的扇形卷成上图中的圆锥面时,A′、B′分别与A、B重合),在扇形中连AB′,则将扇形还原成圆锥之后,AB′所成的曲线为所求.例6 如下图,在圆柱形的桶外,有一只蚂蚁要从桶外的A点爬到桶内的B点去寻找食物,已知A点沿母线到桶口C点的距离是12厘米, B点沿母线到桶口 D点的距离是8厘米,而C、D两点之间的(桶口)弧长是15厘米.如果蚂蚁爬行的是最短路线,应该怎么走?路程总长是多少?分析我们首先想到将桶的圆柱面展开成矩形平面图(下图),由于B点在里面,不便于作图,设想将BD延长到F,使DF=BD,即以直线CD为对称轴,作出点B的对称点F,用F代替B,即可找出最短路线了.解:将圆柱面展成平面图形(上图),延长BD到F,使DF=BD,即作点B关于直线CD的对称点F,连结AF,交桶口沿线CD于O.因为桶口沿线CD是 B、F的对称轴,所以OB=OF,而A、F之间的最短线路是直线段AF,又AF=AO+OF,那么A、B之间的最短距离就是AO+OB,故蚂蚁应该在桶外爬到O点后,转向桶内B点爬去.延长AC到E,使CE=DF,易知△AEF是直角三角形,AF是斜边,EF=CD,根据勾股定理,AF2=(AC+CE)2+EF2 =(12+8)2+152=625=252,解得AF=25.即蚂蚁爬行的最短路程是25厘米.例7 A、B两个村子,中间隔了一条小河(如下图),现在要在小河上架一座小木桥,使它垂直于河岸.请你在河的两岸选择合适的架桥地点,使A、B两个村子之间路程最短.分析因为桥垂直于河岸,所以最短路线必然是条折线,直接找出这条折线很困难,于是想到要把折线化为直线.由于桥的长度相当于河宽,而河宽是定值,所以桥长是定值.因此,从A点作河岸的垂线,并在垂线上取AC等于河宽,就相当于把河宽预先扣除,找出B、C两点之间的最短路线,问题就可以解决.解:如上图,过A点作河岸的垂线,在垂线上截取AC的长为河宽,连结BC交河岸于D点,作DE垂直于河岸,交对岸于E点,D、E两点就是使两村行程最短的架桥地点.即两村的最短路程是AE+ED+DB.例8 在河中有A、B两岛(如下图),六年级一班组织一次划船比赛,规则要求船从A岛出发,必须先划到甲岸,又到乙岸,再到B岛,最后回到A岛,试问应选择怎样的路线才能使路程最短?解:如上图,分别作A、B关于甲岸线、乙岸线的对称点A′和B′,连结A′、B′分别交甲岸线、乙岸线于E、F两点,则A→E→F→B→A是最短路线,即最短路程为:AE+EF+FB+BA.证明:由对称性可知路线A→E→F→B的长度恰等于线段A′B′的长度.而从A岛到甲岸,又到乙岸,再到B岛的任意的另一条路线,利用对称方法都可以化成一条连接A′、B′之间的折线,它们的长度都大于线段 A′B′,例如上图中用“·—·—·”表示的路线A→E′→F′→B的长度等于折线AE′F′B 的长度,它大于A′B′的长度,所以A→E→F→B→A是最短路线.。
人教版初中数学《最短路径问题》专题突破含答案解析
专题09 最短路径问题一、单选题1.(2021·湖北随县·)如图,在ABC ∆中,点D 是AB 边的中点,过点D 作边AB 的垂线l ,E 是l 上任意一点,5cm AC =,8cm BC =.则AEC ∆的周长的最小值为( )A .8cmB .5cmC .18cmD .13cm【答案】D【分析】 连接BE ,依据是AB 的垂直平分线,可得AE =BE ,进而得到AE +CE =BE +CE ,依据BE +CE ≥BC ,可知当B ,E ,C 在同一直线上时,BE +CE 的最小值等于BC 的长,而AC 长不变,故△AEC 的周长最小值等于AC +BC .【详解】如图,连接BE ,△点D 是AB 边的中点, l △AB ,△l 是AB 的垂直平分线,△AE =BE ,△AE +CE =BE +CE ,△BE +CE ≥BC ,△当B ,E ,C 在同一直线上时,BE +CE 的最小值等于BC 的长,而AC 长不变,△△AEC的周长最小值等于AC+BC=5+8=13.故选:D.【点睛】本题主要考查了最短距离问题,利用线段垂直平分线的性质定理是解题的关键.2.(2021·北京朝阳区·和平街第一中学)如图,在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,EF是BC的垂直平分线,P 是直线EF上的任意一点,则PA+PB的最小值是()A.3B.4C.5D.6【答案】B【分析】根据题意知点B关于直线EF的对称点为点C,故当点P-为EF和AC的交点时,AP+BP值最小为AC的长为4.【详解】解:如图:△EF垂直平分BC,△B、C关于EF对称,△当AC交EF于P时,AP+BP的值最小,最小值等于AC的长为4,故选:B.【点睛】本题考查轴对称——最短路线问题的应用.解决此题的关键是能根据轴对称的性质和两点之间线段最短找出P点的位置.3.(2021·杭州市公益中学七年级期末)如图,A 是直线l 外一点,点B ,E ,D ,C 在直线l 上,且AD l ⊥,D 为垂足,如果量得7cm AB =,6cm AE =,5cm AD =,11cm AC =,则点A 到直线l 的距离为( )A .11 cmB .7 cmC .6 cmD .5 cm【答案】D【分析】 根据点到直线的垂线段的长度是点到直线的距离可知AD 的长度是点A 到直线l 的距离,从而得解.【详解】△AD=5cm ,△点A 到直线l 的距离是5cm .故选D .【点睛】本题主要考查了点到直线的距离的定义,熟记定义是解题的关键.4.(2021·全国八年级专题练习)如图所示,在Rt△ABC 中,△ACB =90°,△B =15°,AB 边的垂直平分线交AB 于点E ,交BC 于点D ,且BD =13 cm,则AC 的长是( )A .13 cmB .6.5 cmC .30 cmD .【答案】B【分析】 利用线段垂直平分线的性质得AD=BD ,利用等腰三角形的性质得△DAE=△B=15°且AD=BD=13cm ,再利用外角的性质得△ADC=30°,解直角三角形即可得AC 的值.【详解】解:△AB 边的垂直平分线交AB 于E ,交BC 于D (已知)△AD=BD (线段垂直平分线的性质)△△DAE=△B=15°且AD=BD=13cm(等腰三角形的性质)△△ADC=30°(外角性质)△16.52AC AD cm==.故选B.【点睛】本题主要考查了线段垂直平分线的性质和含30°角的直角三角形的性质等知识;得到△ADC=30°是正确解答本题的关键.5.(2021·沙坪坝区·重庆南开中学八年级开学考试)如图,在ABC中,AB的垂直平分线EF分别交AB、AC边于点E、F,点K为EF上一动点,则BK CK+的最小值是以下哪条线段的长度()A.EF B.AB C.AC D.BC【答案】C【分析】连接AK,根据垂直平分线的性质可得KA KB=,进而根据两点之间线段最短即可得到答案.【详解】连接AK,如图,EF垂直平分AB,KA KB∴=,∴BK CK AK CK AC+=+≥,的最小值为AC的长度.即BK CK故选C.【点睛】本题考查了垂直平分线的性质,两点之间线段最短,掌握垂直平分线的性质是解题的关键.6.(2021·福建梅列区·八年级期中)如图,在等边三角形ABC中,D,E分别是BC,AC的中点,点P是线段AD上的一个动点,当PCE的周长最小时,P点的位置在()A.A点处B.D点处C.AD的中点处D.ABC三条高的交点处【答案】D【分析】连接BP,根据等边三角形的性质得到AD是BC的垂直平分线,根据三角形的周长公式、两点之间线段最短解答即可.【详解】解:连接BP,△△ABC是等边三角形,D是BC的中点,△AD是BC的垂直平分线,△PB=PC,当PC+PE的长最小时,即PB+PE最小则此时点B、P、E在同一直线上,又△BE为中线,△ABC是等边三角形△点P 为△ABC 的三条中线的交点,也就是△ABC 的三条高的交点.故选:D【点睛】本题考查的是等边三角形的重心的概念和性质,熟记等边三角形的重心的概念和性质是解题的关键. 7.(2021·湖南长沙县·)如图,在ABC 中,AB AC =,AD 是其角平分线,E 是边AB 的中点,P 是AD 上一个动点,则下列线段的长度等于BP EP +的最小值是( )A .BCB .CEC .AD D .AC【答案】B【分析】 如图,连接PC ,根据等腰三角形的“三线合一”性质及线段的垂直平分线的性质证明PB =PC ,即可推出PB +PE =PC +PE ,由PC +PE ≥CE ,推出P 、C 、E 共线时,PB +PE 的值最小,最小值为CE 的长度.【详解】解:如图,连接PC ,△AB AC =,AD 是其角平分线,△AD △BC ,BD =CD ,△PB =PC ,△PB +PE =PC +PE ,△PC +PE ≥CE ,△P 、C 、E 共线时,PB +PE 的值最小,最小值为CE 的长度.故选B .【点睛】本题考查了轴对称—最短问题,等腰三角形的性质,线段的垂直平分线的性质等知识点.解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.8.(2021·贵州遵义市·)如图,在△ABC中,AB=AC,BC=4,面积是10.AB的垂直平分线ED分别交AC,AB边于E、D两点,若点F为BC边的中点,点P为线段ED上一动点,则△PBF周长的最小值为()A.5B.7C.10D.14【答案】B【分析】如图,连接AF,AP.利用三角形的面积公式求出AF,求出PB+PF的最小值即可解决问题.【详解】解:如图,连接AF,AP.△AC=AB,CF=BF=1BC=2,2△AF△BC,•BC•AF=10,BC=4,△S△ABC=12△AF=5,△DE垂直平分线段AB,△PA=PB,△△PBF的周长=PB+PF+BF=PA+PF+2,△PA+PF≥AF,△PA+PF的最小值为5,△△PBF的周长的最小值为7.故选:B.【点睛】本题考查轴对称-最短问题,三角形的面积等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,利用线段长垂直平分线的性质解决问题.9.(2021·贵州黔东南苗族侗族自治州·九年级)如图,正方形ABCD的边长为4,点E、F分别为BC、CD 的中点,点P是对角线BD上的动点,则四边形PECF周长的最小值为()A.4B.4+C.8D.4+【答案】C【分析】作E关于BD的对称点E',连接E F'交BD于点O,根据轴对称性质及两点之间,线段最短,得到四边形PECF +最小,再利用三角形三边关系解题即可.的周长最小,即OE OF【详解】解:如图,作E关于BD的对称点E',连接E F'交BD于点O,故点P 与点O 重合时,四边形PECF 的周长最小,即OE OF +最小, E 和E '关于BD 对称,则,4OE OE EO OF E O OF ''=+=+=连接E P ',同样E P PE '=,EP PF E P PF E F ''+=+>而4E F E O OF ''=+=,即EP PF E F '+>所以当P 与O 重合时,四边形PECF 周长最小,即为4228++=,故选:C .【点睛】本题考查正方形的性质、轴对称与最值问题等知识,是重要考点,难度较易,掌握相关知识是解题关键.10.(2021·江苏盐城市·景山中学七年级期末)如图,在五边形ABCDE 中,152BAE ∠=︒,90B E ︒∠=∠=,AB BC =,AE DE =在BC ,DE 上分别找一点M ,N ,使得AMN ∆的周长最小时,则AMN ANM ∠+∠的度数为( )A .55°B .56°C .57°D .58°【答案】B【分析】 作A 关于BC 的对称点G ,A 关于DE 的对称点H ,△AMN 的周长为AM +MN +AN =MG +MN +NH ,根据两点之间,线段最短即可.【详解】解:作A 关于BC 的对称点G ,A 关于DE 的对称点H ,连接MG ,NH ,则AM=MG,AN=NH,△△AMN的周长为AM+MN+AN=MG+MN+NH,由两点之间,线段最短可知:当G、M、N、H共线时,△AMN的周长最小,△△BAE=152°,△△G+△H=28°,△AM=MG,AN=NH,△△G=△GAM,△H=△HAN,△AMN+△ANM=2△G+2△H=2×28°=56°,故选:B.【点睛】本题考查了轴对称的性质,等腰三角形的性质,两点之间,线段最短等知识,正确找出△AMN周长最小时,点M,N的位置是解题的关键.、上11.(2021·浙江浙江省·八年级期末)如图,四边形ABCD中,11090,,在BC CDBAD B D∠=︒∠=∠=︒分别找一点M、N,使AMN周长最小,则AMN ANM∠+∠的度数为()A.110︒B.120︒C.130︒D.140︒【答案】D【分析】作点A 关于BC 的对称点A ',关于CD 的对称点A '',根据轴对称确定最短路线问题,连接A A '''与BC 、CD 的交点即为所求的点M 、N ,利用三角形的内角和定理列式求出A A ∠'+∠'',再根据轴对称的性质和三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和可得2()AMN ANM A A ∠+∠=∠'+∠'',然后计算即可得解.【详解】解:如图,作点A 关于BC 的对称点A ',关于CD 的对称点A '',连接A A '''与BC 、CD 的交点即为所求的点M 、N ,110BAD ∠=︒,90B D ∠=∠=︒,18011070A A ∴∠'+∠''=︒-︒=︒,由轴对称的性质得:A A AM ∠'=∠',A A AN ∠''=∠'',2()270140AMN ANM A A ∴∠+∠=∠'+∠''=⨯︒=︒.故选:D .【点睛】本题考查了轴对称确定最短路线问题,轴对称的性质,三角形的内角和定理,三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和的性质,确定出点M 、N 的位置是解题的关键,要注意整体思想的利用. 12.(2021·广西兴宁区·南宁三中八年级期中)如图,30AOB ∠=︒,M ,N 分别是边,OA OB 上的定点,P ,Q 分别是边,OB OA 上的动点,记,OPM OQN αβ∠=∠=,当MP PQ QN ++的值最小时,关于α,β的数量关系正确的是( )A .60βα-=︒B .210βα+=︒C .230βα-=︒D .2240βα+=︒【答案】B【分析】 如图,作M 关于OB 的对称点M′,N 关于OA 的对称点N′,连接M′N′交OA 于Q ,交OB 于P ,则MP+PQ+QN最小易知△OPM=△OPM′=△NPQ ,△OQP=△AQN′=△AQN ,KD△OQN=180°-30°-△ONQ ,△OPM=△NPQ=30°+△OQP ,△OQP=△AQN=30°+△ONQ ,由此即可解决问题.【详解】如图,作M 关于OB 的对称点M ',N 关于OA 的对称点N ',连接M N ''交OA 于Q ,交OB 于P ,则此时MP PQ QN ++的值最小.易知'∠=∠=∠OPM OPM NPQ ,'∠=∠=∠OQP AQN AQN .△18030∠=︒-︒-∠OQN ONQ ,30∠=∠=︒+∠OPM NPQ OQP 30∠=∠=︒+∠OQP AQN ONQ , △303018030210+=︒+︒+∠+︒-︒-∠=︒ONQ ONQ αβ.故选:B.【点睛】本题考查轴对称-最短问题、三角形的内角和定理.三角形的外角的性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.第II卷(非选择题)请点击修改第II卷的文字说明二、填空题13.(2021·辽宁皇姑区·八年级期末)如图,在等边三角形ABC中,BC边上的中线AD=5,E是AD上的一个动点,F是边AB上的一个动点,在点E,F运动的过程中,EB+EF的最小值是___.【答案】5【分析】根据等边三角形的性质,可知B与C关于AD对称,过C作CF△AB交AD于点E,交AB于点F,则EB+EF的最小值为CF的长,求出CF的长即可求解.【详解】解:△△ABC是等边三角形,D是BC边中点,△AD△BC,△B与C关于AD对称,过C作CF△AB交AD于点E,交AB于点F,则BE+EF=CE+EF=CF,则EB+EF的最小值为CF的长,△AD=5,△CF=5,故答案为5.【点睛】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握利用轴对称求最短距离的方法,此题确定EB+EF的最小值为CF的长是解题的关键.14.(2019·浙江杭州市·八年级期中)如图,在ABC 中,15A ∠=︒,AB =D ,E 分别在AB ,AC 上运动,连结BE 、ED ,则DE BE +的最小值为________.【答案】【分析】作点B 关于AC 的对称点B ',过B ′作B ′D △AB 交AC 于E ,连接AB ′,B ′D 即为BE +ED 的最小值,利用含30°的直角三角形的性质解答即可.【详解】解:作B 关于AC 的对称点B ′,过B ′作B ′D △AB 交AC 于E ,连接AB ′,此时B ′E +ED =BE +ED 为最小值,此时△B ′AB =2△BAC =30°,B ′D =12AB ′=12AB =即BE +ED 的最小值为故答案为:【点睛】此题考查了最短路径问题,关键是作点B 关于AC 的对称点B ',利用轴对称的性质解答即可.15.(2021·广水市教学研究室八年级期末)如图,在△AB C 中,AB =3cm ,AC =5cm ,AB △AC ,EF 垂直平分BC ,点P 为直线EF 上一动点则△ABP 周长的最小值是_____.【答案】8cm【分析】如图(见解析),先根据三角形的周长公式可得当PA+PB最小时,△ABP的周长最小,再根据垂直平分线的性质可得PC=PB,从而可得PA+PB=PA+PC,然后根据两点之间线段最短可得PA+PC的最小值为AC,由此即可得出答案.【详解】如图,连接PC,△AB=3 cm△△ABP的周长为AB+PA+PB=3+PA+PB,要使△ABP的周长最小,则需PA+PB的值最小,△EF垂直平分BC,△PC=PB,△PA+PB=PA+PC,由两点之间线段最短可知,当点A,P,C共线,即点P在AC边上时,PA+PC取得最小值,最小值为AC,即PA+PB的最小值为AC=5 cm,则△ABP周长的最小值是3+5=8 cm,故答案为:8.【点睛】本题考查了线段垂直平分线的性质、两点之间线段最短等知识点,熟练掌握线段垂直平分线的性质是解题关键.16.(2021·湖北天门市·八年级期末)如图,在ABC 中,4AB =,6AC =,7BC =,EF 垂直平分BC ,点D 为直线EF 上的任意一点,则ABD △周长的最小值是__________.【答案】10【分析】如图,根据题意知点B 关于直线EF 的对称点为点C ,故当点D 与点P 重合时,AD BD +的最小值等于AC 的长,根据AB ,AC 的长度即可得到ABD △周长的最小值.【详解】△EF 垂直平分BC ,△点B 与点C 关于EF 对称,如图,设AC 与EF 相交于点P ,△当D 和P 重合时,AD BD +的值最小,最小值等于AC 的长,△4AB =,6AC =,△ABD △的周长的最小值是4610AB AC +=+=,故答案为:10.【点睛】本题考查了轴对称-最短路线问题的应用、垂直平分线的性质,解答此题的关键是准确找出点D 的位置.17.(2021·全国八年级专题练习)如图,在ABC 中,3AB =,4AC =,5BC =,EF 是BC 的垂直平分线,P 是直线EF 上的任意一点,则PA PB +的最小值是________.【答案】4【分析】根据题意知点B 关于直线EF 的对称点为点C ,故当点P 为AC 与EF 的交点时,AP+BP 的最小值,依据AC 的长度即可得到结【详解】解:△EF 是BC 中垂线,△点B 关于直线EF 的对称点为C ,当点P 为AC 与EF 的交点时,PA+PB 取得最小值,且PC=PB△最小值为PA+PC=AC=4,故答案为:4.【点睛】本题考查垂直平分线的性质、最短距离问题等知识,解题的关键是学会利用轴对称,根据两点之间线段最短解决最短问题.18.(2020·东海晶都双语学校八年级月考)如图,等腰三角形∆ABC 的面积为90,底边BC=12,腰AC 的垂直平分线EF 交AC ,AB 于点E ,F ,若D 为BC 边中点,M 为线段EF 上一动点,则CDM ∆的周长最小值为________【答案】21【分析】连接AD ,AM ,由于ABC ∆是等腰三角形,点D 是BC 边的中点,故AD BC ⊥,再根据三角形的面积公式求出AD 的长,再根据EF 是线段AC 的垂直平分线可知,点A 关于直线EF 的对称点为点C ,MA MC =,推出MC DM MA DM AD +=+≥,故AD 的长为BM MD +的最小值,由此即可得出结论.【详解】解:连接AD ,MA .ABC ∆是等腰三角形,点D 是BC 边的中点,AD BC ∴⊥, 11129022ABC S BC AD AD ,解得15AD =,EF 是线段AC 的垂直平分线,∴点A 关于直线EF 的对称点为点C ,MA MC =,MC DM MA DM AD , AD ∴的长为CM MD +的最小值,CDM ∴∆的周长最短11()15122122CM MD CD AD BC ,故答案是:21.【点睛】本题考查的是轴对称-最短路线问题,熟知等腰三角形三线合一的性质是解答此题的关键. 19.(2021·天津育贤中学)如图,在Rt△ABC 中,△ACB =90°,△B =30°,BC =8,AD 是△BAC 的平分线,若点P ,Q 分别是AD 和AC 上的动点,则PC +PQ 的最小值是_____.【答案】4【分析】过C 作CM △AB ,交AD 于P ,交AB 于M ,过P 作PQ △AC 于Q ,根据垂直平分线的性质得到PC +PQ 的最小值即CM的长,再根据30°角的直角三角形的性质即可求得结果.【详解】解:如图,过C作CM△AB,交AD于P,交AB于M,过P作PQ△AC于Q,△AD是△BAC的平分线,△PQ=PM,这时PC+PQ有最小值,即CM的长度,△CM△AB,△B=30°,BC=8,△CM=12BC=4,△PC+PQ的最小值为4.故答案为:4.【点睛】本题考查了角平分线的性质,30°角的直角三角形的性质,正确作出辅助线,熟练掌握各性质是解题的关键.20.(2021·辽宁于洪区·七年级期末)如图,点P是△AOB内任意一点,OP=9,M、N分别是射线OA和OB 上的动点,若△PMN周长的最小值为9,则△AOB=___°.【答案】30【分析】分别分别作点P关于OB、AO的对称点P′、P″,分别连OP′、OP″、P′P″交OB、OA于M、N,则可证明此时△PMN周长的最小,由轴对称性,可证明△P′OP″为等边三角形,△AOB=12△P′OP″=30°.【详解】解:分别作点P关于OB、AO的对称点P′、P″,分别连OP′、OP″、P′P″交OB、OA于M、N,由轴对称△PMN周长等于PN+NM+MP=P′N+NM+MP″=P′P″,△由两点之间线段最短可知,此时△PMN周长的最小,△P′P″=9,由对称OP=OP′=OP″=9,△△P′OP″为等边三角形,△△P′OP″=60°,△△P′OB=△POB,△P″OA=△POA,△P′OP″=30°.△△AOB=12故答案为:30°.【点睛】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称的性质,全等三角形的判断和性质是解题的关键.三、解答题21.(2021·江苏泰州市·泰州中学附属初中八年级月考)作图题:(1)如图,在11×11的正方形网格中,网格中有一个格点△ABC(即三角形的顶点都在格点上).①在图中作出△ABC关于直线l对称的△A1B1C1(要求A与A1,B与B1,C与C1相对应);②在直线l上找一点P,使得△PAC的周长最小;(2)在(1)问的结果下,连接BB1、CC1,求四边形BB1C1C的面积.【答案】(1)①见解析;②见解析;(2)12 【分析】(1)①作,,A B C 关于直线l 对称点111,,A B C ,再顺次连接111,,A B C ,则即111A B C △为所求三角形; ②连接1AC ,与l 交于点P ,则点P 即为所求; (2)根据网格的特点计算梯形BB 1C 1C 的面积即可. 【详解】(1)如图,①作,,A B C 关于直线l 对称点111,,A B C ,再顺次连接111,,A B C ,则即111A B C △为所求三角形; ②连接1AC ,与l 交于点P ,则点P 即为所求;PAC △的周长11PA AC PC AC PA PC AC AC =++=++≥+当1,,A P C 三点共线时,PAC △的周长最小(2)如图,连接BB 1、CC 1,BB 1C 1C 的面积()1244122=⨯+⨯=【点睛】本题考查了画轴对称图形,根据两点之间线段最短求最短距离作图,根据网格的特点求解是解题的关键. 22.(2021·哈尔滨德强学校八年级期中)如图,点A 、B 分别在直线m 的上方.(1)在直线m 上找到点P ,使得AP BP +最短.(要求:保留作图痕迹,不要求写作法)(2)在(1)的条件下,若点A 、B 到直线m 的距离分别为3.5cm 、8.5cm ,且点B 在点A 的东北方向,则AP BP +的最短距离为______cm .【答案】(1)见解析;(2)13. 【分析】(1)作点A 关于直线m 的对称点A ',连接A B ',根据两点之间线段最短解题;(2)过点A 作AE BD ⊥于点E ,延长BD ,作A C BD '⊥于点C ,Rt A BC '中,利用勾股定理解题. 【详解】解:(1)如图,点P 即是所作的点.(2)如图,3.5cm,=8.5cm AF FA BD '==,过点A 作AE BD ⊥于点E ,延长BD ,作A C BD '⊥于点C , 3.5cm AF FA DE CD '∴====8.5+3.5=12cm BC BD CD ∴=+=45,90BAE AEB ∠=︒∠=︒45ABE ∴∠=︒8.5 3.55cm AE BE BD DE ∴==-=-=5A C AE '∴==cm ,Rt A BC '中,A B ' 故答案为:13. 【点睛】本题考查轴对称的性质、两点之间线段最短、勾股定理等知识,是重要考点,掌握相关知识是解题关键. 23.(2021·陕西临渭区·)如图,在所给网格图(每小格均为边长是1的正方形)中完成下列各题:(请用直尺保留作图痕迹).(1)画出格点△ABC (顶点均在格点上)关于直线DE 对称的111A B C △; (2)在DE 上画出点P ,使1PB PC +最小; (3)在DE 上画出点Q ,使△QAB 的周长最小; (4)△ABC 的面积是 .【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析;(4)52.【分析】(1)依据轴对称的性质,即可得到111A B C △;(2)依据“两点之间,线段最短”,连接11B C ,与DE 的交点P 即为所求;(3)依据轴对称的性质和“两点之间,线段最短”,连接1A B ,与DE 的交点Q 即为所求; (4)依据割补法进行计算,即可得到△ABC 的面积. 【详解】(1)如图所示,111A B C △即为所求;(2)如图所示,点P 即为所求; (3)如图所示,点Q 即为所求; (4)△ABC 的面积111=23131212222⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯,52=. 故答案为:52.【点睛】本题主要考查了利用轴对称变换作图,解题关键是要考虑线段的性质定理,结合轴对称变换来解决. 24.(2021·重庆忠县·八年级期末)如图,在平面直角坐标系xOy 中,点O 为坐标原点,点A 在x 轴上,点(0,6)B ,AB AC =,AB AC ⊥,30BAO ∠=︒.(1)如图①,若点D 为AB 的中点,求OD 的长;(2)如图②,若点E 在x 轴上,且45OEB ∠=︒,求ACE ∠的度数;(3)如图③,设BF 平分ABO ∠交x 轴于点P ,点M 是射线BF 上一动点,点N 是射线PA 上一动点,OM MN -的最大值为m ,判断是否存在这样点M ,N ,使m 的值最小?若存在,请在答题卷上作出点M ,N ,并直接写出作法和m 的最小值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)6;(2)15°;(3)存在,图见解析,3 【分析】(1)根据30所对的直角边等于斜边的一半以及直角三角形斜边上中线的性质,即可得出结论; (2)由题意可知EOB △是等腰直角三角形,先证明CGA AOB △≌△,得GE GA AE =+=OE AE AO CG +==即可证明CGE 是等腰直角三角形,结论可得;(3)作点O 关于BF 的对称点D ,过点D 作DN x ⊥轴于点N ,并与射线BF 交于点M ,连接,OD OM ,此时m 的值最小,求出DN 的长即可.【详解】解:(1)30BAO ∠=︒,90AOB ∠=︒,22612AB OB ∴==⨯=,又△点D 为AB 的中点, △162OD AB ==; (2)45OEB ∠=︒,90EOB ∠=︒,△45OBE ∠=︒,EOB ∴是等腰直角三角形,OE OB ∴=,过点C 作CG x ⊥轴于点G ,△,AB AC AB AC =⊥, △ABC 是等腰直角三角形, △90CAB ∠=︒, △90CAG BAO ∠+∠=︒, △90CAG ACG ∠+∠=︒, △BAO ACG ∠=∠,△90CGA AOB ∠=∠=︒,AC AB =,∴CGA AOB △≌△,CG AO ∴=,GA OB =,30BAO ACG ∠=∠=︒ GE GA AE ∴=+=OE AE AO CG +==, CGE ∴△是等腰直角三角形,即45ECG ∠=︒, △30ACG ∠=︒,15ACE ECG ACG ∴∠=∠-∠=︒;(3)存在点M ,N ;作点O 关于BF 的对称点D , 过点D 作DN x ⊥轴于点N ,并与射线BF 交于点M , 连接,OD OM ,则BF 垂直平分OD , △OM DM =,BO BD =, △OM MN MD MN DN -=-=, 当D ,N ,M 在一条直线上时, m 最小,最小值为DN 的长度, △30BAO ∠=︒, △12OB AB BD ==, △D 为AB 的中点, △,DN AO BO AO ⊥⊥, △//DN BO ,△132DN OB ==,△3m OM MN DM MN DN =-=-==. 故m 的最小值为3. 【点睛】本题考查了等腰三角形的判定与性质,等边三角形的判定,全等三角形的判定与性质,轴对称最短路径问题,中位线定理,熟知性质定理是解题的关键.25.(2021·河南郏县·七年级期末)已知点P 在MON ∠内.(1)如图1,点P 关于射线OM 的对称点是G ,点P 关于射线ON 的对称点是H ,连接OG 、OH 、OP . ①若50MON ∠=︒,则GOH ∠=______;②若5PO =,连接GH ,请说明当MON ∠为多少度时,10GH =;(2)如图2,若60MON ∠=︒,A 、B 分别是射线OM 、ON 上的任意一点,当PAB △的周长最小时,求APB ∠的度数.【答案】(1)①100°;②当90MON ∠=︒时,10GH =;(2)60APB ∠=︒. 【分析】(1)依据轴对称可得OG OP OM GP =⊥,,即可得到OM 平分△POG ,ON 平分△POH ,进而得出△GOH =2△MON =2×50°=100°;②当△MON =90°时,△GOH =180°,此时点G ,O ,H 在同一直线上,可得GH =GO +HO =10;(2)设点P 关于OM 、ON 对称点分别为P ′、P ″,当点A 、B 在P ′P ″上时,△PAB 周长为PA AB BP P P ++='",此时周长最小.根据轴对称的性质,可求出△APB 的度数. 【详解】(1)①△点P 关于射线OM 的对称点是G ,点P 关于射线ON 的对称点是H , △OG =OP ,OM △GP , △OM 平分△POG ,同理可得ON 平分△POH , △△GOH =2△MON =2×50°=100°, 故答案为:100°;②5OG OP OH ===,10GH =, G ∴、O 、H 三点其线,1802GOH MON ∴∠=︒=∠,90MON ∴∠=︒,当90MON ∠=︒时,10GH =;(2)如图所示:分别作点P 关于OM 、ON 的对称点P '、P '',连接OP ,OP '、OP ''、P P ''',P P '''交OM 、ON 于点A 、B , 则AP AP '=,BP BP ''=,此时PAB 周长的最小值等于P P '''的长. 由轴对称性质可得,OP OP OP '''==,P OA POA '∠=∠, P OB POB ''∠=∠,2260120P OP MON '''∴∠=∠=⨯︒=︒,()180120230OP P OP P ''''''∴∠=∠=︒-︒÷=︒,由轴对称性质可得30APO OP A '∠=∠=︒,30BPO OP B ''∠=∠=︒ 303060APB ∴∠=︒+︒=︒.【点睛】本题主要考查了轴对称--最短路线问题,凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,多数情况要作点关于某直线的对称点.26.(2021·重庆南岸区·七年级期末)要在一条笔直的公路l边上建一个快递配送点,方便为同侧的A,B两个居民小区发送快件.(1)试确定快递配送点P的位置,使它分别到A,B的两个居民小区的距离相等,请在如图中,画出点P 的大致位置;(2)试确定快递配送点M的位置,使它到A,B的两个居民小区的距离之和最短.请在如图中画出点M 的大致位置;BD DC.延长BD交AC于点E.(3)如图,D是ABC内一点,连接,+>①,△在DEC中,DE EC DC在ABE△中,AB AE BD DE+>+②;+++>++;△①+②得DE EC AB AE DC BD DE+>+.△AB AC BD DC如果在A,B两个居民区之间规划一个正方形生态保护区,送快件的路线不能穿过该区域.请同学们用以上这个结论,在图中画出快递配送点Q的大致位置,使得它到两个居民小区路程之和最短.【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析.【分析】(1)根据线段垂直平分线点性质点P 在线段AB 的垂直平分线上,作AB 的垂直平分线,与l 的交点即为所求;(2)根据两点之间线段最短的性质,作点A 关于l 的对称点A 1,连接BA 1与l 的交点Q 即为所求; (3)如图,作点A 关于l 的对称点A 2,连接DA 2,BD ,DA 2与l 交于点Q ,由已知可得QE +BE >QD +BD ,可得QD +BD 是点B 到点Q 的最短距离,点Q 即为所求.【详解】(1)如图,点P 即为所求:(2)如图,点M 即为所求:(3)如图,点Q 即为所求:【点睛】本题考查轴对称——最短路径,熟练掌握轴对称性质是解题关键.27.(2021·天津八年级期末)如图,在等腰三角形ABC 中,底边3cm BC ,ABC 的面积是26cm ,腰AB 的垂直平分线EF 分别交AB 、AC 于点E 、F ,点D 为BC 边上的中点,M 为EF 上的动点.(1)当BMD 周长的最小时,请在图中作出满足条件的BMD (保留作图痕迹,不要求写出画法).(2)BMD周长的最小值是___________.【答案】(1)图见解析;(2)5.5【分析】(1)根据三角形周长公式和两点之间线段最短来分析,进而再利用简单的作图方法即可作图;(2)根据三角形面积公式求出AD,再根据中点定义求出BD即可求解.【详解】(1)如图所示;连接AM,△EF是AB的线段垂直平分线△AM=BM△△BDM的周长=BM+DM+BD又AM=BM△△BDM的周长=AM+DM+BD△BD是定值△当A、M、D三点在一条直线上时,AM+DM值最小,即△BDM的周长最小,(2)△△ABC 是等腰三角形又点D 为BC 边上的中点,△AD 是△ABC BC 边上的高,△,3cm BC =,ABC 的面积是26cm ,△BD =1.5cm ,AD =4cm△△BDM 的周长最小值=AM +DM +BD =AD +BD =5.5cm【点睛】本题考查轴对称—最短路线问题,线段存在平分线的性质、等腰三角形的性质、三角形周长公式和面积公式等知识,解题的关键是运用所学知识求得△BDM 的周长最小值=AM +DM +BD28.(2021·山东市北区·七年级期末)如图,等边ABC ∆(三边相等,三个内角都是60︒的三角形)的边长为10cm ,动点D 和动点E 同时出发,分别以每秒1cm 的速度由A 向B 和由C 向A 运动,其中一个动点到终点时,另一个也停止运动,设运动时间为t ,010t <≤,DC 和BE 交于点F .(1)在运动过程中,CD 与BE 始终相等吗?请说明理由;(2)连接DE ,求t 为何值时,//DE BC ;(3)若BM AC ⊥于点M ,点P 为BM 上的点,且使PD PE +最短.当7t =时,PD PE +的最小值为多少?请直接写出这个最小值,无需说明理由.【答案】(1)CD与BE始终相等;(2)5;(3)7【分析】(1)证明△ADC△△CEB(SAS)即可;(2)根据DE△BC,得到AD=AE,即t=10-t,求出t即可;(3)作D点关于BM的对称点D'交BC于点D',连接D'E,交BM于点P,则DP+PE=D'E,证明△CD′E为等边三角形,即可求D'E的值.【详解】解:(1)由已知可得AD=t,EC=t,△AD=CE,△△ABC是等边三角形△△A=△ACB=60°,BC=AC,△△ADC△△CEB(SAS),△BE=CD,△CD与BE始终相等;(2)△DE△BC,△AD=AE,△AB=AC=10,△t=10-t,△t=5;(3)△BM△AC,△BM平分△ABC,作D点关于BM的对称点D'交BC于点D',连接D'E,交BM于点P,△DP=D'P,△DP+PE=D'P+PE=D'E,△t=7,△AE=BD=BD′=3,AD=CE=7,△CD′=7,又△C=60°,△△CD′E为等边三角形,△D'E=CD′=7,△PD+PE的最小值为7.【点睛】本题考查动点及等边三角形的性质,利用轴对称性确定线段DP+PE=D'E,再由等边三角形的性质求解D'E的长是解题的关键.29.(2020·湖北汉阳区·八年级期中)如图,在等边ABC中,D是直线BC上一点,E是边AC上一动点,以DE为边作等边DEF,连接CF.(提示:含30的直角三角形三边之比为2)(1)如图1,若点D 在边BC 上,求证:CE CF CD +=;(2)如图2,若点D 在BC 的延长线上,请探究线段CE ,CF 与CD 之间存在怎样的数量关系?并说明理由;(3)图2中,若ED AC ==E 从A 运动到C 停止,求出此过程中点F 运动的路径长.【答案】(1)见解析;(2)CE CF CD +=,理由见解析;(3)8-【分析】(1)在CD 上截取CH CE =,易证CEH ∆是等边三角形,得出EH EC CH ==,证明()DEH FEC SAS ∆≅∆,得出DH CF =,即可得出结论;(2)过D 作//DG AB ,交AC 的延长线于点G ,由平行线的性质易证60GDC DGC ∠=∠=︒,得出GCD ∆为等边三角形,则DG CD CG ==,证明()EGD FCD SAS ∆≅∆,得出EG FC =,即可得出FC CD CE =+;(3)当点E 与A 重合时,CF 的值最小,最小值AC ==当CE CD =时,CF 的值最大,最大值224=+=,当点E 与C 重合时,CF 的值最小,最小值=点F 的运动路径从最小值4,再减小到由此可得结论.【详解】解:(1)证明:在CD 上截取CH CE =,如图1所示:ABC ∆是等边三角形,60ECH ∴∠=︒,CEH ∴∆是等边三角形,EH EC CH ∴==,60CEH ∠=︒,。
专题2.11运用勾股定理解决最短路径问题【八大题型】-2024-2025学年八年级[含答案]
专题2.11运用勾股定理解决最短路径问题【八大题型】【浙教版】【题型1正方体中的最短路径】【题型2长方体中的最短路径】【题型3圆柱中的最短路径】【题型4圆锥中的最短路径】【题型5台阶中的最短路径】【题型6由垂线段最短求最短路径】【题型7由将军饮马求最短路径】【题型8不规则图形中求最短路径】【题型1正方体中的最短路径】【例1】(23-24八年级·江西抚州·阶段练习)1.如图,在棱长为3cm的正方体上有一些线段,把所有的面都分成9个小正方形,每个小正方形的边长都为1cm.若一只蚂蚁每秒爬行2cm,则它从下底面A点沿表面爬行至右侧B 点最少要花多长时间?【变式1-1】(23-24八年级·四川乐山·期末)2.如图,正方体盒子的棱长为2,M为BC的中点,则一只蚂蚁从M点沿盒子的表面爬行到A点的最短距离为()A B C D 【变式1-2】(23-24八年级·山东青岛·期中)3.如图,有一棱长为3dm 的正方体盒子,现要按图中箭头所指方向从点A 到点D 拉一条捆绑线绳,使线绳经过ABFE 、BCGF 、EFGH 、CDHG 四个面,则所需捆绑线绳的长至少为( )dm .A .15B .9C .D .【变式1-3】(23-24八年级·河南郑州·期中)4.棱长分别为5cm 3cm ,两个正方体如图放置,点P 在11E F 上,且11113E P EF =,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A 爬到点P ,需要爬行的最短距离是 .【题型2 长方体中的最短路径】【例2】(23-24八年级·黑龙江佳木斯·期末)5.如图是一块长、宽、高分别是6cm 4cm 、和3cm 的长方体木块,一只蚂蚁要从长方体木块的一个顶点A 处,沿着长方体的表面到长方体上和顶点A 相对的顶点B 处吃食物,那么它需要爬行的最短路径的长是( )+B C DA.(3cm【变式2-1】(23-24八年级·全国·竞赛)6.如图,一个长方体建筑物的长、宽、高分别为3米、1米和6米,为了美观,现要在该建筑物上缠绕灯线以便安装小彩灯,灯线的绕法是从下底面的顶点A开始经过四个侧面绕到上底面的顶点B,如果缠绕的圈数是n,那么用在该建筑物上的灯线最短需要米.【变式2-2】(23-24八年级·安徽阜阳·期末)7.如图,在一个边长为6cm的正方形纸片ABCD上,放着一根长方体木块,已知该木块的较长边与AD平行,横截面是边长为1cm的正方形,一只蚂蚁从点A爬过木块到达蜂蜜C处需爬行的最短路程是cm.【变式2-3】(23-24八年级·陕西西安·期中)、、,点E到点D的距离为8.如图,一个长方体蛋糕盒的长、宽、商分别为40cm30cm20cm10cm.现有一只蚂蚁从点B出发,沿着长方体的表面爬行到点E处,则蚂蚁需要爬行的最短距离是()A.B.C.50cm D.45cm【题型3圆柱中的最短路径】【例3】(23-24八年级·广西北海·期中)BC=,点P移动9.如图,动点P从点A出发,沿着圆柱的侧面移动到BC的中点S,若6的最短距离为5,则圆柱的底面周长为()A.4B.4p C.8D.10【变式3-1】(23-24八年级·四川成都·阶段练习)10.如图,已知圆柱底面的周长为12dm,圆柱高为9dm,在圆柱的侧面上,过点A和点C 嵌有一圈金属丝,则这圈金属丝的周长最小为dm.【变式3-2】(23-24八年级·陕西西安·期末)BC=,11.如图,圆柱底面圆的周长为6cm,CD、AB分别是上、下底面的直径,高3cm用一条无弹性的丝带从A至C按如图所示的圈数缠绕,则丝带的最短长度为cm.【变式3-3】(23-24八年级·广西河池·阶段练习)12.如图所示,已知圆柱的底面周长为36,高5AB =,P 点位于圆周顶面13处,小虫在圆柱侧面爬行,从A 点爬到P 点,然后再爬回C 点,则小虫爬行的最短路程为 .【题型4 圆锥中的最短路径】【例4】(23-24八年级·内蒙古呼伦贝尔·期末)13.已知圆锥的底面半径是4cm ,母线长为12cm ,C 为母线PB 的中点,蚂蚁在圆锥侧面上从A 爬到C 的最短距离是 .【变式4-1】(23-24八年级·河北保定·期末)14.如图,小明用半径为20,圆心角为q 的扇形,围成了一个底面半径r 为5的圆锥.(1)扇形的圆心角q 为 ;(2)一只蜘蛛从圆锥底面圆周上一点A 出发,沿圆锥的侧面爬行一周后回到点A 的最短路程是 .【变式4-2】(23-24·内蒙古赤峰·中考真题)15.某班学生表演课本剧,要制作一顶圆锥形的小丑帽.如图,这个圆锥的底面圆周长为20πcm,母线AB长为30cm,为了使帽子更美观,要粘贴彩带进行装饰,其中需要粘贴一条从点A处开始,绕侧面一周又回到点A的彩带(彩带宽度忽略不计),这条彩带的最短长度是()vA.30cm B.cm C.60cm D.20πcm【变式4-3】(23-24八年级·安徽·单元测试)16.如图,圆锥的轴截面是边长为6cm的正三角形ABC,P是母线AC的中点,则在圆锥的侧面上从B点到P点的最短路线的长为()A B.C.D.【题型5台阶中的最短路径】【例5】(23-24八年级·重庆九龙坡·期中)17.如图是一个二级台阶,每一级台阶的长、宽、高分别为60cm、30cm、10cm.A和B 是台阶两个相对的端点,在B点有一只蚂蚁,想到A点去觅食,那么它爬行的最短路程是()A .60cmB .80cmC .100cmD .140cm【变式5-1】(23-24八年级·河北廊坊·阶段练习)18.如图,学校实验楼前一个三级台阶,它的每—级的长、宽、高分别为24dm ,3dm ,3dm ,点M 和点N 是这个台阶上两个相对的端点,M 点有一只蚂蚁,想到N 点处去吃可口的食物,则蚂蚁沿着台阶面爬行到点N 的最短路程( )A .10dmB .20dmC .30dmD .36dm【变式5-2】(23-24八年级·山东烟台·期中)19.如图,是一个三级台阶,它每一级长,宽,高分别为4m ,34m 和14m ,A 和B 是这个台阶的两个相对的端点,A 点上有一只蚂蚁想到B 点去吃可口的食物,则它所走的最短路线长度为( )A .3.5mB .4.5mC .5mD .5.5m【变式5-3】(23-24八年级·山东济南·期末)20.如图,这是一个台阶的示意图,每一层台阶的高是20cm 、长是50cm 、宽是40cm ,一只蚂蚁沿台阶从点A 出发爬到点B ,其爬行的最短线路的长度是 .【题型6 由垂线段最短求最短路径】【例6】(12-13八年级·浙江杭州·阶段练习)21.如图,ABC V 中,90ACB Ð=°,4AC BC ==,点D ,E 分别是AB 、AC 的中点,在CD上找一点P ,连接AP 、EP ,当AP EP +最小时,这个最小值是 .【变式6-1】(23-24八年级·广西梧州·期中)22.如下图,某国道通过A 、B 两个村庄,而C 村庄离国道较远,为了相应政府“村村通公路”的号召,C 村决定采用自己筹集一部分,政府补贴一部分的方法修建一条水泥路直通国道,已知C 村到A 、B 两村的距离分别为6km 、8km ,A ,B 两村的距离为10km ,那么这条水泥路的最短距离为多少?【变式6-2】(23-24·四川宜宾·模拟预测)23.如图A ,B ,C 为三个村庄,A ,B 两村沿河而建且相距17千米,A ,C 相距B ,C 相距13千米,C 村需从河边修建一条引水渠到村庄,每千米造价1.5万元,则费用最低为( )万元A .6BC .4.5D .7.5【变式6-3】(23-24八年级·江苏南京·阶段练习)24.如图,在Rt ABC △中,90ACB Ð=°,3AC =,4BC =,5AB =,AD 平分CAB Ð交BC 于D 点,E ,F 分别是AD ,AC 上的动点,则CE EF +的最小值为 .【题型7 由将军饮马求最短路径】【例7】(23-24八年级·福建宁德·阶段练习)25.如图,一个牧童在小河的南4km 的A 处牧马,而他正位于他的小屋B 的西8km 北7km 处,他想把他的马牵到小河边去饮水,然后回家,他要完成这件事情所走的最短路径是 km .【变式7-1】(23-24八年级·云南昭通·期中)26.如图,河CD 的同侧有A 、B 两个村,且AB =,A 、B 两村到河的距离分别为2km AC =,6km BD =.现要在河边CD 上建一水厂分别向A 、B 两村输送自来水,铺设水管的工程费每千米需2000元.请你在河岸CD 上选择水厂位置O ,使铺设水管的费用最省,并求出铺设水管的总费用w (元).【变式7-2】(15-16八年级·江苏无锡·阶段练习)27.背景介绍:勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.千百年来,人们对它的证明门庭若市,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者.向常春在1994年构造发现了一个新的证法.小试牛刀:把两个全等的直角三角形如图1放置,其三边长分别为a 、b 、c .显然,90DAB B Ð=Ð=°,AC DE ^.请用a 、b 、c 分别表示出梯形ABCD 、四边形AECD 、EBC V 的面积,再探究这三个图形面积之间的关系,可得到勾股定理:ABCD S =梯形______,EBC S =△______,AECD S =四边形______,则它们满足的关系式为______,经化简,可得到勾股定理222a b c +=.知识运用:(1)如图2,铁路上A 、B 两点(看作直线上的两点)相距40千米,C 、D 为两个村庄(看作两个点),AD AB ^,BC AB ^,垂足分别为A 、B ,25AD =千米,16BC =千米,则两个村庄的距离为______千米(直接填空);(2)在(1)的背景下,若40AB =千米,24AD =千米,16BC =千米,要在AB 上建造一个供应站P ,使得PC PD =,求出AP 的距离.()016x <<.【变式7-3】(23-24八年级·福建福州·期中)28.如图,已知直线a b ∥,且a 与b 之间的距离为4,点A 到直线a 的距离为2,点B 到直线b 的距离为3,12AB =,试在直线a 上找一点M ,在直线b 上找一点N ,满足M N a ⊥且AM MN NB ++的长度和最短,则此时AM NB += .【题型8 不规则图形中求最短路径】【例8】(23-24八年级·云南昆明·期中)29.如图,教室墙面ADEF 与地面ABCD 垂直,点P 在墙面上,若PA =米,2AB =米,点P 到AF 的距离是4米,一只蚂蚁要从点P 爬到点B ,它的最短行程是( )米A B C .5D 【变式8-1】(23-24八年级·河南郑州·期末)30.在一个长11cm ,宽5cm 的长方形纸片上,如图放置一根正三棱柱的木块,它的侧棱平行且大于纸片的宽AD ,它的底面边长为1cm 的等边三角形,一只蚂蚁从点A 处到点C 处的最短路程是 cm .【变式8-2】(23-24八年级·广东深圳·期末)31.如图是一个供滑板爱好者使用的U 型池,该U 型池可以看作是一个长方体去掉一个半圆柱而成,中间可供滑行部分的截面是半径为4m 的半圆,其边缘20m ==AB CD ,点E 在CD 上,4m =CE ,一滑行爱好者从A 点滑行到E 点,则他滑行的最短距离为 m (π的值为3).【变式8-3】(23-24八年级·河南郑州·期末)32.固定在地面上的一个正方体木块如图①所示,其棱长为4,沿其相邻三个面的对角线(图中虚线)去掉一角,得到如图②所示的几何体木块,一只蚂蚁沿着该木块的表面从点A 爬行到点B 的最短路程为( )A.+B.4+C.2D.41.()2.5s 【分析】把正方形的点A 所在的面展开,然后在平面内,由于展开图有两种情况:在直角三角形中,一条直角边长等于5,另一条直角边长等于2;一条直角边长等于4,另一条直角边长等于3;利用勾股定理求点A 和点B 间的线段长,即可得到蚂蚁爬行的最短距离.再比较即可得到答案.【详解】解:如图所示,分两种情况讨论:①如图1,将正方体的正前和右侧两面展开,使点A ,B 在同一平面内.则点A 到点B 的最短路径是线段AB ,由题意,得4cm =AO ,3cm BO =,根据勾股定理,得()5cm AB ===;②如图2,将正方体的正前和上底两面展开,使点A ,B 在同一平面内,则点A 到点B 的最短路径为线段AB ,由题意,得2cm AO =,5cm BO =,根据勾股定理.得)cm AB ===.5>,∴图1中的路径最短,∴这只蚂蚁至少要爬行的时间为()52 2.5s ¸=.【点睛】本题考查了勾股定理的拓展应用,“化曲面为平面”是解决“怎么爬行最近”这类问题的关键.2.B【分析】本题考查了两点之间线段最短、正方体的展开图、勾股定理等知识,先利用展开图确定最短路径,再由勾股定理求解即可,牢记相关概念和灵活应用是解题的关键.【详解】解:如图,蚂蚁沿路线AM 爬行路程最短,2BC =Q ,M 为BC 的中点,3,2M D A D \==,A M \==故选:B .3.C【分析】此题考查了勾股定理的应用,把此正方体的一面展开,然后在平面内,利用勾股定理求点A 和D 点间的线段长,即可得到捆绑线绳的最短距离.在直角三角形中,一条直角边长等于两个棱长,另一条直角边长等于3个棱长,利用勾股定理可求得,“化曲面为平面”是解决“怎样爬行最近”解题的关键.【详解】如图,将正方体展开,根据“两点之间,线段最短”知,线段AD 即为最短路线,展开后由勾股定理得:222AD AM DM =+,∴22296117AD =+=,即有:)cm AD =,故选:C .4..【分析】求出两种展开图PA 的值,比较即可判断;【详解】解:如图,有两种展开方法:方法一∶PA ==,方法二∶PA ==.故需要爬行的最短距离是.故答案为:.【点睛】本题考查平面展开-最短问题,解题的关键是学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型.5.C【分析】展成平面图形,根据两点之间线段最短,可求出解.本题考查平面展开路径问题、勾股定理,本题关键知道蚂蚁爬行的路线不同,求出的值就不同,有三种情况,可求出值找到最短路线.【详解】解:AB 就是蚂蚁爬的最短路线.但有三种情况:当:3AD =,4610DB =+=.AB .当4=AD ,639DB =+=.AB .当6AD =,347DB =+=AB .>>∴第三种情况最短.故选:C .6.【分析】本题主要考查最短路径问题,画出展开图,运用勾股定理求解即可.【详解】解:如图,8AA n ¢=米,6A B ¢=米,由勾股定理得,AB ===(米);故答案为:.7.10【分析】本题考查了勾股定理在最短路径中的应用,将长方体侧面展开得蚂蚁的爬行的最短路径为AC 的长,用勾股定理即可求解;能找出最短路径是解题的关键.【详解】解:如图,将长方体侧面展开得,\蚂蚁的爬行的最短路径为AC 的长,538AB \=+=(cm ),AC \==10=,\蚂蚁的爬行的最短路径为10cm ,故答案:10.8.C【分析】考虑蚂蚁从正面和上面沿直线爬到点E ,从正面和右侧面沿直线爬到点E ,从左侧面和上面沿直线爬到点E ,画出图形,利用勾股定理求出距离,进行比较即可解答.【详解】解:当蚂蚁从正面和上面沿直线爬到点E ,如图所示:此时40cm 20cm BC CD ==,,则30cm EC ED DC =+=,50cm BE \==;当蚂蚁从正面和右侧面沿直线爬到点E ,如图所示:此时20cm,40cm AB AD ==,则50cm AE AD DE =+=,BE \==;从左侧面和上面沿直线爬到点E ,如图所示:此时20cm,40cm AB AD ==,则60cm BD AB DA =+=,BE \==;50<<Q \蚂蚁需要爬行的报短距离是50cm ,故选:C .【点睛】此题考查了最短路径问题,利用了转化的思想,解题的关键是将立体图形展为平面图形,利用勾股定理的知识求解.9.C【分析】本题考查平面展开—最短路径问题,先根据题意画出圆柱的侧面展开图,然后连接AS ,再利用勾股定理即可得出AB 的长即可得到结论.利用勾股定理求解是解题的关键.【详解】解:如图,连接AS ,在圆柱的侧面展开图ABCD 中,6BC =,BC AB ^,设AB x =,∵点P 移动的最短距离为5,∴5AS =,∵点S 是BC 的中点,∴116322BS BC ==´=,∴4AB ===,∴圆柱的底面周长为:2248AB =´=.故选:C .10.【分析】本题考查了平面展开﹣最短路径问题,圆柱的侧面展开图是一个矩形,此矩形的长等于圆柱底面周长,高等于圆柱的高,本题就是把圆柱的侧面展开成矩形,“化曲面为平面”,用勾股定理解决.要求丝线的长,需将圆柱的侧面展开,进而根据“两点之间线段最短”得出结果,在求线段长时,根据勾股定理计算即可.【详解】解:如图,把圆柱的侧面展开,得到矩形,则这圈金属丝的周长最小为2AC 的长度.∵圆柱底面的周长为12dm ,圆柱高为9dm ,∴9dm,6dm AB BC BC ¢===,∴22296117AC =+=,∴AC =,∴这圈金属丝的周长最小为2AC =.故答案为:.11.【分析】本题考查了平面展开-最短路线问题和勾股定理的应用,把立体图形展开成平面图形,依题意,从A 到C 缠绕了一圈半,则 1.569cm AB =´=,3cm BC =,根据两点之间线段最短求出AC 长即可解决问题.【详解】解:如图所示,∵无弹性的丝带从A 至C ,绕了1.5圈,∴展开后 1.569cm AB =´=,3cm BC =,由勾股定理得:AC ===故答案为:.12.1313【分析】本题主要考查了平面展开图最短路径问题,先“化曲面为平面”,把圆柱的侧面展开成矩形,此矩形的长等于圆柱底面周长,矩形的宽即高等于圆柱的母线长.再根据两点之间线段最短,由勾股定理可得出.【详解】解:如图,根据题意,5AB CD ==,AC BD ==36182=,∵P 点位于圆周顶面13处,∴136123BP =´=,6PD BD BP =-=,∴小虫爬行的最短路程13AP PC =+==故选:13.13.【分析】根据题意可得圆锥的底面周长是8cm p ,即可得圆锥侧面展开图的圆心角是120°,展开圆锥的侧面,构造直角三角形即可得.【详解】解:圆锥的底面周长是:()248cm p p ´=,则128180n p p ´=120n =°,即圆锥侧面展开图的圆心角是120°,如图所示,∴60APB Ð=°,∵PA PB =,∴PAB V 是等边三角形,∵C 是PB 的中点,∴AC PB ^,∴90ACB Ð=°,∵在圆锥侧面展开图中12AP cm =,6PC cm =,∴在圆锥侧面展开图中:)AC cm ===,∴蚂蚁在圆锥侧面上从A 爬到C 的最短距离是:,故答案为:.【点睛】本题考查了最短距离问题,解题的关键是掌握圆锥的计算,勾股定理,将最短距离转化为平面上两点间的距离并正确计算.14. 90°##90度 【分析】(1)由于圆锥的底面圆周长就是圆锥的侧面展开图的弧长,利用弧长公式即可求出侧面展开图的圆心角;(2)根据两点之间线段最短,把圆锥的侧面展开成平面图形,构造直角三角形根据勾股定理即可求得.【详解】解(1)Q 圆锥的底面周长2π510π=´=,π2010π180q ´\=,解得90q =°;故答案为90°.(2)圆锥的侧面展开图如图所示,构造Rt AOA ¢V ,根据两点之间线段最短得最短路程为:=.故答案为【点睛】本题考查了最短路径问题,根据题意把立体图形展开成平面图形后,再确定两点之间的最短路径,在平面图形上构造直角三角形是解题的关键.15.B【分析】根据圆锥的底面圆周长求得半径为10,根据母线长求得展开后的扇形的圆心角为120°,进而即可求解.【详解】解:∵这个圆锥的底面圆周长为20πcm ,∴2π=20πr解得:10r =∵π3020π180n ´=解得:120n =∴侧面展开图的圆心角为120°如图所示,AC 即为所求,过点B 作BD AC ^,∵120ABC Ð=°,BA BC =,则30BAC Ð=°∵30AB =,则15BD =∴AD =2AC AD ==故选:B .【点睛】本题考查了圆锥侧面展开图的圆心角的度数,勾股定理解直角三角形,求得侧面展开图的圆心角为120°解题的关键.16.C【分析】求出圆锥底面圆的周长,则以AB 为一边,将圆锥展开,就得到一个以A 为圆心,以AB 为半径的扇形,根据弧长公式求出展开后扇形的圆心角,求出展开后90BAC Ð=°,连接BP ,根据勾股定理求出BP 即可.【详解】解:圆锥底面是以BC 为直径的圆,圆的周长是6BC p p =,以AB 为一边,将圆锥展开,就得到一个以A 为圆心,以AB 为半径的扇形,弧长是6l p =,设展开后的圆心角是n °,则66180n p p ´=,解得:180n =,即展开后1180902BAC Ð=´°=°,132AP AC ==,6AB =,则在圆锥的侧面上从B 点到P 点的最短路线的长就是展开后线段BP 的长,由勾股定理得:BP ===故选:C .【点睛】本题考查了圆锥的计算,平面展开-最短路线问题,勾股定理,弧长公式等知识点的应用,圆锥的侧面展开图是一个扇形,此扇形的弧长等于圆锥底面周长,扇形的半径等于圆锥的母线长.解题的关键是把圆锥的侧面展开成扇形,“化曲面为平面”,用勾股定理解决.17.C【分析】本题考查平面展开—最短路径问题,勾股定理.根据题意画出台阶的侧面展开图,再根据勾股定理求出AB的长即可得出结论.【详解】解:如图所示,()3010301080cm+++=,()AB==.100cm故选C.18.C【分析】本题考查的是平面展开-最短路线问题,根据题意画出台阶的平面展开图,再用勾股定理根据两点之间线段最短进行解答.【详解】解:如图所示,∵它的每一级的长宽高分别为24dm,3dm,3dm,∴30dmMN==即:蚂蚁沿着台阶面爬行到点N的最短路程是30dm,故选:C.19.C【分析】本题主要考查了勾股定理的应用,把立体几何图中的问题转化为平面几何图中的问题是解题的关键.将台阶展开为矩形,然后利用勾股定理计算AB 的值,则根据两点之间线段最短得到蚂蚁所走的最短路线长度.【详解】解:如下图,将台阶展开为矩形,线段AB 恰好是直角三角形的斜边,则4m AC =,3133m 44BC æö=+´=ç÷èø,在Rt ABC △中,5m AB ===,所以蚂蚁所走的最短路线长度为5m .故选:C .20.130cm【分析】展开成平面图形,根据勾股定理,即可求解,本题考查了勾股定理的应用,解题的关键是:利用两点之间线段最短.【详解】解:将台阶展开成平面图形:在Rt ABC △中,50cm AC =,120cm BC =,()130cm AB ===,其爬行的最短长度()130cm AB =,故答案为:130cm .21.【分析】连接BE ,BP ,根据等腰三角形的性质可得CD 垂直平分AB ,从而得到AP =BP ,进而得到BE 就是PA PE +的最小值,再由勾股定理求出BE ,即可求解.【详解】解:如图,连接BE ,BP ,∵4AC BC ==,点是的中点,∴CD 垂直平分AB ,∴AP =BP ,∴AP +PE =BP +PE ≥BE ,∴BE 就是PA PE +的最小值,∵Rt ABC V 中,4AC BC ==,点D ,E 分别是AB ,AC 的中点,∴2CE =,∴BE ==∴PA PE +的最小值是.故答案为:【点睛】本题主要考查等腰直角三角形的性质和轴对称及勾股定理等知识的综合应用,熟练掌握等腰直角三角形的性质和轴对称及勾股定理等知识是解题的关键.22.这条水泥路的最短距离为4.8km【分析】本题考查了勾股定理的逆定理,三角形的面积公式,根据垂线段最短确定这条水泥路的最短距离是解本题的关键;过点C 作CD AB ^,根据垂线段最短可知这条水泥路的最短距离为CD 的长度,利用勾股定理的逆定理得ABC V 为直角三角形,然后利用面积相等即可求解.【详解】解:过点C 作CD AB ^,垂足为D 点,则这条水泥路的最短距离为CD 的长度,,在ABC V 中,6km AC =,8km BC =,10km AB =,则2226810+=,即:222AC BC AB +=,∴ABC V 为直角三角形,1122ABC S AB CD AC BC =×=×V Q ∴()68 4.8km 10AC BC CD AB ´´===,\这条水泥路的最短距离为4.8km .23.D【分析】本题主要考查了勾股定理,正确理解勾股定理的含义是解题关键.过点C 作CH AB ^,设AH x =千米,则()17BH x =-千米,由勾股定理可得2222AC AH BC BH -=-,列出方程求解,再用勾股定理求出CH 即可得出答案.【详解】如图,过点C 作CH AB ^,设AH x =千米,则()17BH x =-千米,222222,CH AC AH CH BC BH =-=-Q ,2222AC AH BC BH \-=-,(()22221317x x \-=--,5x \=,5AH \=千米,5CH \===(千米),\费用最低为5 1.57.5´=万元.故选:D24.125【分析】本题主要考查的是轴对称的性质、勾股定理的应用、垂线段最短等知识,解题的关键是学利用对称,解决最短问题.如图所示:在AB 上取点F ¢,使AF AF ¢=,过点C 作CH AB ^,垂足为H .因为EF CE E C F E +=¢+,推出当C 、E 、F ¢共线,且点F ¢与H 重合时,FE EC +的值最小.【详解】解:如图所示:在AB 上取点F ¢,使AF AF ¢=,∵,FAE F AE AE AE ¢Ð=Ð=,∴()SAS FAE F AE ¢V V ≌,∴EF EF ¢=.在Rt ABC △中,90,3,4ACB AC BC Ð=°==\5AB ==.过点C 作CH AB ^,垂足为H .1122AC BC AB CH ×=×Q ,\125AC BC CH AB ×==,∵EF CE E C F E +=¢+,∴当C 、E 、F ¢共线,且点F ¢与H 重合时,EF EC +的值最小,最小值为CH 的长,EF EC +的值最小为125,故答案为:125.25.17【分析】如图(见详解),将小河看成直线MN ,由题意先作A 关于MN 的对称点,连接A `B ,构建直角三角形,则A `B 就是最短路线;在Rt △A `DB 中,∠A `DB =90°,BD =8km ,A `D =AD +A `A ,利用勾股定理即可求出A `B .【详解】如图,做出点A 关于小河MN 的对称点A `,连接A `B 交MN 于点P ,则A `B 就是牧童要完成这件事情所走的最短路程长度.在Rt △A `DB 中,由勾股定理求得()`km A B .则他要完成这件事情所走的最短路程是17km .【点睛】本题考查了轴对称—最短路线问题,掌握轴对称的性质和勾股定理是解题的关键.26.20000元【分析】作A 点关于CD 的对称点为A ¢,连接A B ¢交CD 于点O ,过点A 作AF BD ^于点F ,过点A ¢作A E BD ¢^交BD 的延长线于点E ,分别利用勾股定理求出AF 和A B ¢的长即可.【详解】解:如图,作点A 关于CD 的对称点A ¢,连接BA ¢交CD 于O ,点O 即为水厂的位置.分过点A ¢作A E CD ¢∥交BD 的延长线于点E ,过点A 作AF BD ^于点F ,则AF A E =¢,2km DF AC ==,2km DE A C =¢=.∴()624km BF BD FD =-=-=.在Rt ABF V 中,(22222436AF AB BF =-=-=,∴6km AF =,∴6km A E ¢=.在Rt A BE ¢V 中,8km BE BD DE =+=,由勾股定理得()10km A B ===¢.∴20001020000w =´=(元).故铺设水管的总费用为20000元.【点睛】本题主要考查了勾股定理的应用,构造直角三角形运用勾股定理是解题的关键.27.小试牛刀:()12a a b +;()12b a b -;212c ;()()2111222a a b b a b c +=-+;知识运用:(1)41;(2)16AP =(千米);知识迁移:20.【分析】小试牛刀:根据三角形的面积和梯形的面积可以表示出相应部分面积;知识运用:(1)连接CD ,过点C 作AD 的垂线,根据垂直得到边长之间的关系,再用勾股定理即可求得CD .(2)作CD 的垂直平分线,交AB 于点P ,分别在Rt APD V 和Rt PBC V 中用勾股定理表示出CP 与PD 联立方程求解即可.知识迁移:运用数形结合根据“轴对称-最短路径问题”求解即可.【详解】解:小试牛刀:()12ABCD S a a b =+梯形, ()12EBC S b a b =-V , 212AECD S c =四边形, 则它们满足的关系式为:()()2111222a ab b a bc +=-+.知识运用:(1)如图2①,连接CD ,作CE AD ^于点E ,40AB EC ==Q ,16AE BC ==,9ED \=,有勾股定理得到:222DE CE CD +=41CD \==(千米)∴两个村庄相距41千米.(2)连接CD ,作CD 的垂直平分线交AB 于点P ,设AP x =千米,则()40BP x =-千米,在Rt ADP V 中,2222224DP AP AD x =+=+ ,在Rt BPC △中,()222224016CP BP BC x =+=-+,∵PC PD =,∴()2222244016x x +=-+,解得,16x =,即16AP =千米.知识迁移:如图3,过AB 作点C 的对称点C ¢,连接DC ¢交AB 于点P ,过C ¢作C E AB ¢∥,根据对称性:3AE BC BC ¢===,设PB x =,则16AP x =-,有勾股定理得,PC PC ¢==DP =∴20DC DP PC ¢¢=+==.【点睛】本题考查了四边形综合以及用数形结合方式来证明勾股定理,解答本题的关键在于勾股定理的应用、最短线路问题、线段的垂直平分线以及用面积法证明勾股定理,本题是一道综合型较强的题目.28.【分析】MN 表示直线a 与直线b 之间的距离,是定值,只要满足AM NB +的值最小即可.过A 作直线a 的垂线,并在此垂线上取点A ¢,使得AA MN ¢=,连接A B ¢,则A B ¢与直线b 的交点即为N ,过N 作M N a ⊥于点M .则A B ¢为所求,利用勾股定理可求得其值.【详解】解:过A 作直线a 的垂线,并在此垂线上取点A ¢,使得4AA ¢=,连接A B ¢,与直线b 交于点N ,过N 作直线a 的垂线,交直线a 于点M ,连接AM ,过点B 作BE AA ¢^,交射线AA ¢于点E ,如图.AA a ¢^Q ,M N a ⊥,N AA M \¢^.又4AA MN ¢==Q ,\四边形AA NM ¢是平行四边形,AM A N ¢\=.由于AM MN NB ++要最小,且MN 固定为4,所以AM NB +最小.。
中考专题复习―最短路径问题教案
AB L中考专题复习——路径最短问题课题:中考中的最短路径问题教学目标:1、利用“垂线段最短”原理确定最短路径2、利用“两点之间,线段最短”原理确定最短路径3、让学生学会把立体图形展开平面图形确定最短路径4、让学生熟悉构建“对称模型”确定最短路径 二教学重点与难点重点:1、利用“垂线段最短”和“两点之间,线段最短”原理确定最短路径 2、 把立体图形转化平面图形之后确定最短路径 3、构建“对称模型”确定最短路径难点:把立体图形转化平面图形及利用对称性确定最短路径 三、教学过程知识回顾:“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“点关于线对称”。
“饮马问题”,“造桥选址问题”。
考的较多的还是“饮马问题”,出题背景变式有角、三角形、菱形、矩形、正方形、圆、坐标轴、抛物线等。
利用“垂线段最短”原理确定最短路径 1、平面图形例题1: 如图,OP 平分∠MON ,PA ⊥ON 于点A ,点Q 是射线OM 上的一个动点,若PA=2,则PQ 的最小值为_____________ 2、立体图形(展开成平面图形)例题2:如图,圆锥的底面半径为1,母线长为6,一只蚂蚁要从底面圆周上一点B 出发,沿圆锥侧面爬到过母线AB 的轴截面上另一母线AC 上,问它爬行的最短路线是多少?二、利用“两点之间,线段最短”原理确定最短路径 1:立体图形(展开成平面图形)例题3:如右图是一个长方体木块,已知AB=3,BC=4,CD=2,假设一只蚂蚁在点A 处,它要沿着木块侧面爬到点D 处,则蚂蚁爬行的最短路径是 。
练习(1)已知圆柱的轴截面ACBD,底面直径AC=6, 高为12cm ,今有一蚂蚁沿圆柱侧面从A 点爬到B 点觅食, 问它爬过的最短距离应是____________(2) 如图,底面半径为1,母线长为4的圆锥,一只小蚂蚁若从A 点出发,绕侧面一周又回到A 点,它爬行的最短路线长是 ___________ .2:平面图形(建立“对称模型”)要在街道旁边修建一个奶站,向居民区A,B 提供牛奶,奶站应建 在什么地方,才能使从A,B 到它的距离和最短?ABCDABABBCA图(2)EB D ACP图(3)DBAOCP例题4:如图,正方形的边长为2,E 为AB 的中点,P 是BD 上一动点.连结AP 、EP ,则AP+EP 的最小值是_______; 。
新课标九年级数学中考复习强效提升分数精华版专题复习 最短路线问题
九年级数学中考专题复习 最短路线问题专题诠释:考查知识点----“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“点关于线对称”,“线段的平移”。
解题总思路----找点关于线的对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。
教学过程:一、数学模型 1、实际问题:如图,要在河边修建一个水泵站,分别向张村、李庄送水,修在河边什么地方可使所用的水管最短 2、数学问题:已知:直线l 和l 的同侧两点A 、B 。
求作:点C ,使C 在直线l 上,并且AC +CB 最小。
二、例题讲解例1、(湖北荆门)一次函数y kx b =+的图象与x 、y 轴分别交于点A (2,0),B (0,4). (1)求该函数的解析式;(2)O 为坐标原点,设OA 、AB 的中点分别为C 、D ,P 为OB 上一动点, 求PC +PD 的最小值,并求取得最小值时P 点坐标.例2、问题探究(1)如图①,四边形ABCD 是正方形, 10AB cm =,E 为边BC 的中点,P 为BD 上的一个动点,求PC PE +的最小值;(2)如图②,若四边形ABCD 是菱形, 10AB cm =,45ABC ∠=°,E 为边BC 上的一个动点,P 为BD 上的一个动点,求PC PE +的最小值;问题解决(3)如图③,若四边形ABCD 是矩形, 10AB cm =,20BC cm =,E 为边BC 上的一个动点,P 为BD 上的一个动点,求PC PE +的最小值;图① 图② 图③例3、如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连结0A ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120。
,得到线段OB. (1)求点B 的坐标;(2)求经过A 、O 、B 三点的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C ,使△BOC 的周长最小?若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由.(注意:本题中的结果均保留根号)A DBADBCEP冲刺中考:1、(达州)在边长为2㎝的正方形ABCD 中,点Q 为BC 边的中点,点P 为对角线AC 上一动点,连接PB 、PQ ,则△PBQ 周长的最小值为____________㎝(结果不取近似值).2、(抚顺市)如图所示,正方形ABCD 的面积为12,ABE △是等边三角形,点E 在正方形ABCD 内,在对角线AC 上有一点P ,使PD PE +的和最小,则这个最小值为( ) A. B. C .3 D3、(鄂州)已知直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB ⊥BC ,AD =2,BC =DC =5,点P 在BC 上移动,则当P A +PD 取最小值时,△APD 中边AP 上的高为( ) A 、17172B 、17174 C 、 17178D 、34、如图,在锐角ABC △中,45AB BAC =∠=°,BAC ∠的平分线交BC 于点D M N ,、分别是AD 和AB 上的动点,则BM MN +的最小值是________.5、如图,在△ABC 中,AC=BC=2,∠ACB=90。
中考查漏补缺----最短路线问题
中考查漏补缺----最短路线问题【例题解析】例1. 如下图,正四棱柱的底面边长为5cm ,侧棱长为8cm ,一只蚂蚁欲从正四棱柱底面上的A 点沿棱柱侧面到点C ’处吃食物,那么它需要爬行的最短路径的长是多少?思路分析:解这类题的思路是“空间图形平面化”,把空间两点的距离转化为平面上两点间的距离,利用“两点之间线段最短”进行计算。
解:如图1,设蚂蚁爬行的路径是AEC ’(在面ADD ’A ’上爬行是一样的)。
将四棱柱剪开铺平,使矩形AA ’B ’B 与BB ’C ’C 相连,连接AC ’,使E 点在AC ’上。
(如图2))(412810')('2222cm CC BC AB AC =+=++=。
所以这只蚂蚁爬行的最短路径长为cm 412。
例2. 如图,在平面直角坐标系xO y 中,△ABC 三个顶点的坐标分别为A (-6,0),B (6,0), C (0,34),延长AC 到点D ,使CD =21AC ,过D 点作DE ∥AB 交BC 的延长线于点E .(1)求D 点的坐标;(2)作C 点关于直线DE 的对称点F ,分别连结DF 、EF ,若过B 点的直线y kx b =+将四边形CDFE 分成周长相等的两个四边形,确定此直线的解析式;(3)设G 为y 轴上一点,点P 从直线y =kx +b 与y 轴的交点出发,先沿y 轴到达G 点,再沿GA 到达A 点,若P 点在y 轴上运动的速度是它在直线GA 上运动速度的2倍,试确定G 点的位置,使P 点按照上述要求到达A 点所用的时间最短.(要求:简述确定G 点位置的方法,但不要求证明)思路分析:第(1)问,利用相似三角形的知识即可解决;第(2)问11AByxO CED是平行四边形对角线交点的任意一条直线都可将它的周长和面积平分的问题,所以连结点B 、M 即可;第(3)问, 首先是利用路程、时间与速度的关系将P 点转化为相同的速度,然后根据“化折为直:的思路,利用“点到直线的距离,垂线段最短”转化为求线段和最短问题。
2022-2023学年九年级数学中考复习《轴对称最短路径问题》选择题专题训练(附答案)
2022-2023学年九年级数学中考复习《轴对称最短路径问题》选择题专题训练(附答案)1.如图,在△ABC中,AB=AC=13,AB的垂直平分线交AB于点N,交AC于点M,P是直线MN上一动点,点H为BC中点,若BC=10,则PB+PH的最小值为()A.B.10C.12D.132.如图,在等腰Rt△ABC中,斜边AB的长为4,D为AB的中点,E为AC边上的动点,DE⊥DF交BC于点F,P为EF的中点,连接P A,PB,则P A+PB的最小值是()A.3B.C.D.3.在四边形ABCD中,∠ABC=60°,∠BCD=45°,BC=2+2,BD平分∠ABC,若P,Q分别是BD,BC上的动点,则CP+PQ的最小值是()A.2+2B.+3C.2+2D.+44.如图,菱形ABCD的边长是4,∠B=120°,P是对角线AC上一个动点,E是CD的中点,则△PDE的周长的最小值为()A.6B.C.8D.5.在矩形ABCD中,AB=5,AD=6,动点P满足,则点P到A,B 两点距离之和最小值为()A.B.C.D.6.如图,在四边形ABCD中,∠C=40°,∠B=∠D=90°,E,F分别是BC,DC上的点,当△AEF的周长最小时,∠EAF的度数为()A.100°B.90°C.70°D.80°7.如图,正方形ABCD的边长是2,∠DAC的平分线交CD于点E,若点P,Q分别是AD 和AE上的动点,则DQ+PQ的最小值为()A.B.C.D.28.如图,河道m的同侧有M、N两个村庄,计划铺设一条管道将河水引至M,N两地,下面的四个方案中,管道长度最短的是()A.B.C.D.9.如图,矩形ABCD中,AB=,BC=3,P为矩形内一点,连接P A,PB,PC,则P A+PB+PC 的最小值是()A.2+3B.2C.2D.10.如图,已知∠ACB=30°,M为∠ACB内部任意一点,且CM=5,E,F分别是CA,CB上的动点,则△MEF的周长的最小值为()A.2.5B.3C.4D.511.如图所示,在四边形ABCD中.AD∥BC,AC=1,BD=,直线MN为线段AD的垂直平分线,P为MN上的一个动点.则PC+PD的最小值为()A.1B.C.D.312.如图,在菱形ABCD中,AB=4,E在BC上,BE=2,∠BAD=120°,P点在BD上,则PE+PC的最小值为()A.6B.5C.4D.213.如图,在正方形ABCD中,AB=3,点B在CD边上,且DE=2CE,点P是对角线AC 上的一个动点,则PE+PD的最小值是()A.B.C.9D.14.如图,在矩形ABCD中,点E,F,G,H分别是边AB,BC,CD,DA上的动点(不与端点重合),若四点运动过程中满足AE=CG,BF=DH,且AB=10,BC=5,则四边形EFGH周长的最小值等于()A.10B.10C.5D.515.如图,正方形ABCD的边长为3,点E,F分别是BC,CD边上的动点,并且满足BE =CF,则AE+AF的最小值为()A.6B.C.D.16.如图,∠AOB=30°,点M、N分别在边OA、OB上,且OM=3,ON=5,点P、Q 分别在边OB、OA上,则MP+PQ+QN的最小值是()A.B.C.﹣2D.﹣217.如图,菱形ABCD,点A、B、C、D均在坐标轴上.∠ABC=120°,点A(﹣3,0),点E是CD的中点,点P是OC上的一动点,则PD+PE的最小值是()A.3B.5C.2D.18.如图,在五边形ABCDE中,∠BAE=α(∠BAE为钝角),∠B=∠E=90°,在BC,DE上分别找一点M,N,当△AMN周长最小时,∠MAN的度数为()A.B.α﹣90°C.2α﹣180°D.α﹣45°19.已知三点,当MA﹣MB的值最大时,m的值为()A.﹣1B.1C.﹣2D.220.在矩形ABCD中,AB=10,AD=6,点N是线段BC的中点,点E,G分别为射线DA,线段AB上的动点,CE交以DE为直径的圆于点M,则GM+GN的最小值为()A.B.C.5D.6参考答案1.解:连接AP,AH,∵MN是AB的垂直平分线,∴PB=P A,∴PB+PH的最小值为AH的长,∵AB=AC,点H为BC的中点,∴BH=BC=5,在Rt△ABH中,由勾股定理得,AH===12,∴PB+PH的最小值为12,故选:C.2.解:连接PC,PD,∵在Rt△CEF中,P为EF的中点,∴CP=EF,在Rt△EDF中,DP=,∴CP=DP,∴点P在CD的垂直平分线上运动,作A关于CD垂直平分线的对称点A',∴P A+PB的最小值为A'B,在Rt△AA'B中,A'B==2,故选:C.3.解:如图,作点Q关于BD的对称点H,则PQ=PH.∴CP+PQ=CP+PH,∴当C、H、P三点在同一直线上,且CH⊥AB时,CP+PQ=CH为最短.∵∠ABC=60°,∴∠BCH=30°,∴BH===,∴CH==3+.故选B.4.解:∵四边形ABCD是菱形,∴点B与点D关于直线AC对称,如图,连接BE与AC相交于点P,由轴对称确定最短路线问题,BE的长度即为PE+PD 的最小值,连接BD,∵∠ABC=120°,∴∠BCD=180°﹣120°=60°,∵BC=CD,∴△BCD是等边三角形,∵E是CD的中点,∴∠CBE=30°∠BEC=90°,∵BC=4,∴CE=2,∴,即PE+PD的最小值为2,∵E为CD的中点,CD=4,ED=2,∴△PDE的周长的最小值为PE+PD.故选:B.5.解:如图,∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABC=90°,由题意得,h AB=,∴h AB=AD=2,∴点P在距离AB两个单位且与AB平行的两条直线上,作点B关于l的对称点B′,连接AB′,在Rt△ABB′中,AB=5,BB′=4,∴AB′==,故选:B.6.解:作A关于BC和CD的对称点A′,A″,连接A′A″,交BC于E,交CD于F,则A′A″即为△AEF的周长最小值.∵∠C=40°,∴∠DAB=140°,∴∠AA′E+∠A″=40°,∵∠EA′A=∠EAA′,∠F AD=∠A″,∴∠EAA′+∠A″AF=40°,∴∠EAF=140°﹣40°=100°,故选:A.7.解:作D关于AE的对称点D′,再过D′作D′P′⊥AD于P′,∵DD′⊥AE,∴∠AFD=∠AFD′,∵AF=AF,∠DAE=∠CAE,∴△DAF≌△D′AF,∴D′是D关于AE的对称点,AD′=AD=2,∴D′P′即为DQ+PQ的最小值,∵四边形ABCD是正方形,∴∠DAD′=45°,∴AP′=P′D′,∴在Rt△AP′D′中,P′D′2+AP′2=AD′2,∵AP′=P′D',2P′D′2=AD′2=4,∴P′D′=,即DQ+PQ的最小值为.故选:A.8.解:作点M关于直线m的对称点M′,连接M′N交直线m于点P,则MP+NP=M′N,此时管道长度最短.故选:C.9.解:将△BPC绕点C逆时针旋转60°,得到△EFC,连接PF、AE、AC,则AE的长即为所求.由旋转的性质可知:△PFC是等边三角形,∴PC=PF,∵PB=EF,∴P A+PB+PC=P A+PF+EF,∴当A、P、F、E共线时,P A+PB+PC的值最小,∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABC=90°,∴AC===2,∴AC=2AB,∴∠ACB=30°,AC=2AB=2,∵∠BCE=60°,∴∠ACE=90°,∴AE===,故选:D.10.解:分别作点M关于CA、CB的对称点P、Q,连接PQ,分别交CA、CB于点E、F,连接CP、CQ、MP、MQ.∵点M关于CA的对称点为P,关于CB的对称点为Q,∴ME=PE,CM=CP,∠PCA=∠MCA;∵点M关于OB的对称点为Q,∴ME=QE,CM=CQ,∠QCB=∠MCB,∴CP=CQ=CP=5,∠PCQ=∠PCE+MCE+QCF+∠MCF=2∠ACB=60°,∴△PCQ是等边三角形,∴PQ=CP=CQ=5cm.∴△PMN的周长的最小值=ME+MF+EF=PE+EF+QF≥PQ=5.故选:D.11.解:∵直线MN为线段AD的垂直平分线,P为MN上的一个动点,∴点A与点D关于直线MN对称,∴AC与这些MN的交点即为点P,PC+PD的最小值=AC的长度=1,故选:A.12.解:∵四边形ABCD为菱形,∴A、C关于BD对称,∴连AE交BD于P,则PE+PC=PE+AP=AE,根据两点之间线段最短,AE的长即为PE+PC的最小值.∵∠BAD=120°,∴∠ABE=∠BAC=60°,∴△ABC为等边三角形,又∵BE=CE,∴AE⊥BC,∴AE==2.故选:D.13.解:连接BP,BE,∵四边形ABCD是正方形,∴DP=BP,∴DP+PE=BP+PE,∴BP+PE的最小值为BE的长,∵AB=3,DE=2CE,∴CE=1,BC=3,在Rt△BCE中,由勾股定理得,BD===,∴PE+PD的最小值是,故选:A.14.解:作点E关于BC的对称点E′,连接E′G交BC于点F,此时四边形EFGH周长取最小值,过点G作GG′⊥AB于点G′,如图所示.∵AE=CG,BE=BE′,∴E′G′=AB=10,∵GG′=AD=5,∴E′G==5.∴C四边形EFGH=2E′G=10.故选:A.15.解:连接DE,根据正方形的性质及BE=CF,∴△DCE≌△ADF(SAS),∴DE=AF,∴AE+AF=AE+DE,作点A关于BC的对称点A′,连接BA′、EA′,则AE=A′E,即AE+AF=AE+DE=A'E+DE,当D、E、A′在同一直线时,AE+AF最小,AA′=2AB=6,此时,在Rt△ADA′中,DA′===3,故AE+AF的最小值为3.故选:C.16.解:作M关于OB的对称点M′,作N关于OA的对称点N′,如图所示:连接M′N′,即为MP+PQ+QN的最小值.根据轴对称的定义可知:∠N′OQ=∠M′OB=30°,∠ONN′=60°,∴△ONN′为等边三角形,△OMM′为等边三角形,∴∠N′OM′=90°,OM′=OM=3,ON′=ON=5,在Rt△M′ON′中,M′N′==.故选:A.17.解:根据题意得,E点关于x轴的对称点是BC的中点E',连接DE'交AC与点P,此时PD+PE有最小值为DE',∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=120°,点A(﹣3,0),∴OA=OC=3,∠DBC=60°,∴△BCD是等边三角形,∴DE'=OC=3,即PD+PE的最小值是3,故选:A.18.解:作点A关于BC对称点A',作点A关于DE对称点A'',则A''E=AE,A'B=AB,连接A'A'',分别交线段BC和线段DE于点M和点N,连接AM,AN,这时候△AMN的周长取最小值.∵∠B=∠E=90°,∴A'M=AM,∴AN=A''N,∴∠AA'M=∠A'AM,∠AA''N=∠A''AN,∴∠AMN=2∠A'AM,∠ANM=2∠A''AN,∴∠MAN+∠MAB+∠NAE=α,∠MAN+∠AMN+∠ANM=180°,∴∠MAN+2∠BAM+2∠EAN=180°,∴∠BAM+∠EAN=180°﹣α,∴∠MAN=α﹣(180°﹣α)=2α﹣180°,故选:C.19.解:如图,在平面直角坐标系中作直线:y=x,作B(0,1)关于直线y=x的对称点B'(1,0),则直线AB'与直线y=x交于点M,此时MA﹣MB的值最大,∵M(m,m),∴点M在直线y=x上,∵B(0,1),∴B(0,1)关于直线y=x的对称点B'(1,0),∵A(2,),∴设直线AB'的解析式为y=kx+b(k≠0),∴,∴,∴直线AB'的解析式为:y=,联立得:,∴,∴M(﹣1,﹣1),∴m的值为﹣1,故选:A.20.解:如图所示,作N关于AB的对称点N',取DC中点F,连接DM,FM,GN'.可得GN=GN',∵M在以DE为直径的圆上,∴DM⊥EC,∴△DMC为直角三角形,∵F为Rt△DMC斜边的中点,∴MF===5,此时当MF,MG,GN'三边共线时,有MF+MG+GN'长度的最小值等于FN',∵F,N分别是DC,CB的中点,∴FC==5,BN'=BN==3,∴CN'=BC+BN'=9,∴FN'==,∴MF+MG+GN'长度的最小值为,∵MF=5,GN=GN′∴GM+GN的最小值为﹣5,故选:A.。
初中数学最短路径问题专练习题附答案
最短路径问题专练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图,点A ,B 的坐标分别为(2,0),(0,2)A B ,点C 为坐标平面内一点,1BC =,点M 为线段AC 的中点,连接OM ,则OM 的最大值为( )A1B 12C .1D .12【答案】B【解析】【分析】 如图所示,取AB 的中点N ,连接ON ,MN ,根据三角形的三边关系可知OM <ON+MN ,则当ON 与MN 共线时,OM= ON+MN 最大,再根据等腰直角三角形的性质以及三角形的中位线即可解答.【详解】解:如图所示,取AB 的中点N ,连接ON ,MN ,三角形的三边关系可知OM <ON+MN ,则当ON 与MN 共线时,OM= ON+MN 最大,∵(2,0),(0,2)A B ,则∵ABO 为等腰直角三角形,N 为AB 的中点,∵ON=12AB = 又∵M 为AC 的中点,∵MN 为∵ABC 的中位线,BC=1,则MN=1212BC =,12,∵OM 12【点睛】本题考查了等腰直角三角形的性质以及三角形中位线的性质,解题的关键是确定当ON与MN共线时,OM= ON+MN最大.2.如图,在∵ABC中,AB=2,∵ABC=60°,∵ACB=45°,D是BC的中点,直线l经过点D,AE∵l,BF∵l,垂足分别为E,F,则AE+BF的最大值为()B.C.D.A【答案】A【解析】【分析】把要求的最大值的两条线段经过平移后形成一条线段,然后再根据垂线段最短来进行计算即可.【详解】解:如图,过点C作CK∵l于点K,过点A作AH∵BC于点H,在Rt∵AHB中,∵BH =1,AH在Rt∵AHC 中,∵ACB =45°,∵AC=∵点D 为BC 中点,∵BD =CD ,在∵BFD 与∵CKD 中,90BFD CKD BDF CDK BD CD ∠=∠=︒⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∵∵BFD∵∵CKD (AAS ),∵BF =CK ,延长AE ,过点C 作CN∵AE 于点N ,可得AE+BF =AE+CK =AE+EN =AN ,在Rt∵ACN 中,AN <AC ,当直线l∵AC,综上所述,AE+BF.故选:A .【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定定理和性质定理及平移的性质,构建全等三角形是解答此题的关键.3.如图,在ABC 中,AB AC =,边AC 的垂直平分线MN 分别交AB ,AC 于点M ,N ,点D 是边BC 的中点,点P 是MN 上任意一点,连接PD ,PC ,若A α∠=,CPD β∠=,PCD 周长最小时,α,β之间的关系是( )A .αβ>B .αβ<C .αβ=D .90αβ=︒-【答案】C连接AP ,根据线段垂直垂直平分线的性质可知P A =PC ,PAC PCA ∠=∠.由PCD L DP PC CD =++,即得出PCD LDP PA CD =++,由此可知当A 、P 、D 在同一直线上时,PCD L 最小.再根据等腰三角形“三线合一”的性质可知AD 为BAC ∠的平分线,即1122PAC A α∠=∠=.最后根据三角形外角性质即得出PAC PCA β=∠+∠,由此即可判断αβ=.【详解】如图,连接AP ,∵直线MN 是线段AC 的垂直平分线,且P 在线段MN 上,∵P A =PC ,PAC PCA ∠=∠.∵PCD LDP PC CD =++, ∵PCDL DP PA CD =++. 由图可知CD 为定值,当A 、P 、D 在同一直线上时,DP PA +最小,即为AD 的长, ∵此时PCD L 最小.∵D 是边BC 的中点,AB =AC ,∵AD 为BAC ∠的平分线, ∵1122PAC A α∠=∠=. ∵CPD PAC PCA ∠=∠+∠,即PAC PCA β=∠+∠,∵αβ=.本题考查线段垂直垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,角平分线的定义以及三角形外角性质.根据题意理解当A 、P 、D 在同一直线上时PCD L 最小是解题关键. 4.如图,在ABC 中,3AB =,4AC =,AB AC ⊥,EF 垂直平分BC ,点P 为直线EF 上一动点,则ABP △周长的最小值是( )A .6B .7C .8D .128【答案】B【解析】【分析】 根据题意知点B 关于直线EF 的对称点为点C ,故当点P 与点E 重合时,AP BP +的最小值,求出AC 长度即可得到结论.【详解】解:设AC 交EF 于点E ,连接CP ,EF 垂直平分BC ,B ∴、C 关于EF 对称,∵CP BP =,∵CP AP AC +≥∵BP AP AC +≥,∴当P 和E 重合时,AP BP +的值最小,最小值等于AC 的长,ABP ∴∆周长的最小值是437AC AB +=+=.故选:B .【点睛】题的关键是找出P的位置.5.如图,透明的圆柱形容器(容器厚度忽略不计)的高为12cm,底面周长为10cm,在容器内壁离容器底部3cm的点B处有一饭粒,此时一只蚂蚁正好在容器外壁,且离容器上沿3cm的点A处,则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径是()cmA B.13cm C.D.【答案】B【解析】【分析】将容器侧面展开,作A点关于EF的对称点A′,根据两点之间线段最短即可知A′B的长度即为最短距离.利用勾股定理求出A′B即可.【详解】如图:将容器侧面展开,作A关于EF的对称点A′,连接A′B,则A′B即为最短距离,∵高为12cm,底面周长为10cm,在容器内壁离容器底部3cm的点B处有一饭粒,此时蚂蚁正好在容器外壁,离容器上沿3cm与饭粒相对的点A处,∵A′D=5cm,A′E=AE=3,BD=12﹣3+A′E=12cm,∵A′B13cm.故选:B.【点睛】和勾股定理进行求解是解题的关键.6.如图,等腰三角形ABC的底边BC长为4,面积是16,腰AC的垂直平分线EF分别交AC,AB边于E,F点.若点D为BC边的中点,点M为线段EF上一动点,则MC+MD的最小值为()A.6B.8C.10D.12【答案】B【解析】【分析】连接AD,由于△ABC是等腰三角形,点D是BC边的中点,故AD∵BC,再根据三角形的面积公式求出AD的长,再再根据EF是线段AC的垂直平分线可知,点C关于直线EF的对称点为点A,故AD的长为CM+MD的最小值,由此即可得出结论.【详解】解:连接AD,∵∵ABC是等腰三角形,点D是BC边的中点,∵AD∵BC,∵S△ABC=12BC•AD=12×4×AD=16,解得AD=8,∵EF是线段AC的垂直平分线,∵点C关于直线EF的对称点为点A,∵AD的长为CM+MD的最小值,∵MC+MD的最小值为8.故选:B.【点睛】7.如图,在ABC 中,10AB AC BC ==,,60ABC S =△,AD BC ⊥于点D ,EF 垂直平分AB ,在EF 上确定一点P ,使PB PD +最小( )A .10B .11C .12D .13【答案】C【解析】【分析】 根据三角形的面积公式得到6AD =,由EF 垂直平分AB ,得到点A ,B 关于直线EF 对称,于是得到AD 的长度PB PD =+的最小值,即可得到结论.【详解】解:∵AB AC =,10BC =,60ABC S =△,AD BC ⊥, ∵1=602BC AD ⨯, ∵12AD =,∵EF 垂直平分AB ,∵点A ,B 关于直线EF 对称,∵EF 与AD 的交点即为P 的,此时PA PB =,AD 的长度PB PD =+的最小值, 即PB PD +的最小值为12,故选:C .【点睛】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,线段的垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,知道AD 的长度PB PD =+的最小值是解题的关键.分别交AC,AB边于E,F点,若点D为BC边的中点,点M为线段EF上一动点,则∵CDM周长的最小值为()A.6B.8C.10D.12【答案】C【解析】【分析】根据题意,点A,点C关于EF对称,连接AD,交EF于点M,则△CDM周长的最小值AD+DC,利用三角形面积公式计算AD即可.【详解】∵AC的垂直平分线EF分别交AC,AB边于E,F点,∵点A,点C关于EF对称,连接AD,交EF于点M,则△CDM周长的最小值是AD+DC,∵AB=AC,BC=4,△ABC的面积是16,点D为BC边的中点,∵AD∵BC,DC=2,11416 22BC AD AD=⨯⨯=,解得AD=8,∵△CDM周长的最小值为:AD+DC=8+2=10,故选C.【点睛】本题考查了线段的垂直平分线,等腰三角形的性质,将军饮马河原理,三角形的面积公式,熟练掌握等腰三角形的性质,将军饮马河原理是解题的关键.9.如图,菱形ABCD的边长为9,面积为P、E分别为线段BD、BC上的动点,则PE+PC的最小值为___.【答案】【解析】【分析】如图,连接AP,过点A作AH∵BC于H.说明P A=PC,再根据垂线段最短,解决问题即可.【详解】解:如图,连接AP,过点A作AH∵BC于H.∵四边形ABCD是菱形,∵A、C关于BD对称,∵P A=PC,∵PE+PC=AP+PE,∵AP+PE≥AH,∵S菱形ABCD=BC•AH,∵AH ,∵PE+PC∵PE+PC的最小值为故答案为:.垂线段最短解决最值问题,属于中考常考题型.三、解答题10.在平面直角坐标系xOy 中,点A 、B 分别在y 轴和x 轴上,已知点A (0,4).以AB 为直角边在AB 左侧作等腰直角△ABC ,∵CAB =90°.(1)当点B 在x 轴正半轴上,且AB =8时∵求AB 解析式;∵求C 点坐标;(2)当点B 在x 轴上运动时,连接OC ,求AC +OC 的最小值及此时B 点坐标.【答案】(1)∵4y =+;∵C (4,4--(2)(2,0)B【解析】【分析】(1)∵根据(0,4)A ,8AB =,推出OB B ,0),设直线AB 的解析式为4y kx =+,将A 、B 坐标代入即可求出AB 解析式;∵过点A 作x 轴的平行线,分别过点C 、B 作y 轴的平行线,交于G 、H .则AHB CGA ∆∆,所以4AG HB ==,CG AH ==C (4,4--; (2)由AGC BHA ∆≅∆可知4AG =,点C 在直线4x =-上运动,作点O 关于直线4x =-的对称点O ',所以AC OC AC O C '+=+,AC OC +的最小值为AO '的长度,此时2OB AH CG ===,即可求出B 坐标.(1)解:∵(0,4)A ,8AB =,OB ∴B ∴0),设直线AB 的解析式为4y kx =+,04∴=+,k =AB ∴解析式:4y x =+; ∵过点A 作x 轴的平行线,与分别过点C 、B 作y 轴的平行线交于G 、H .则AHB CGA ∆∆()AAS4AG HB ∴==,CG AH ==C ∴(4,4--;(2)由AGC BHA ∆≅∆可知4AG =,(B 在x 轴负半轴同理可说明)点C 在直线4x =-上运动,作点O 关于直线4x =-的对称点O ',4OC O C '∴==,448OO '=+=,AC OC AC O C '∴+=+.AC OC +的最小值为AO '=此时2OB AH CG ===,(2,0)B ∴.【点睛】 本题主要考查等腰直角三角形的性质、利用轴对称求最短线路.这里构造三角形全等找到点C的运动轨迹是关键.。
中考数学狙击重难点系列专题25----与平面展开有关的最短路径问题(含答案)
与平面展开有关的最短路径问题1. 如图是一块长、宽、高分别为6cm、4cm、3cm的长方体木块,一只蚂蚁要从长方体木块的一个顶点A 处,沿着长方体的表面到长方体上和A相对的顶点B处吃食物,那么它需要爬行的最短路径的长是()A. cmB. cmC. cmD. 9cm2. 如图,圆柱的底面周长为6cm,AC是底面圆的直径,高BC=6cm,点P是母线BC上一点且PC=BC.一只蚂蚁从A点出发沿着圆柱体的表面爬行到点P的最短距离是()A. (4+)cm B. 5cm C. 2cm D. 7cmπ3. 如图,是一个三级台阶,它的每一级的长、宽、高分别为20dm、3dm、2dm,A和B是这个台阶两个相对的端点,A点有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物,则蚂蚁沿着台阶面爬到B点的最短路程是()A. 15 dmB. 20dmC. 25dmD. 30dm4. 已知AB是圆锥(如图1)底面的直径,P是圆锥的顶点,此圆锥的侧面展开图如图2所示.一只蚂蚁从A点出发,沿着圆锥侧面经过PB上一点,最后回到A点.若此蚂蚁所走的路线最短,那么M,N,S,T(M,N,S,T均在PB上)四个点中,它最有可能经过的点是()A. MB. NC. SD. T5. 2015年是国际“光”年,某校“光学节”的纪念品是一个底面为等边三角形的三棱镜(如图).在三棱镜的侧面上,从顶点A到顶点A′镶有一圈金属丝,已知此三棱镜的高为8cm,底面边长为2cm,则这圈金属丝的长度至少为()A. 8cmB. 10cmC. 12cmD. 15cm6. 如图,圆柱形容器的底面周长是24cm,高为17cm,在外侧底面S处有一蜘蛛,与蜘蛛相对的圆柱形容器的上口外侧距开口处1cm的点F处有一苍蝇,急于捕获苍蝇充饥的蜘蛛所走的最短路线长度是()A. 20cmB. 8 cmC. cmD. 24cm7. 如图是放在地面上的一个长方体盒子,其中AB=18cm,BC=12cm,BF=10cm,点M在棱AB上,且AM=6cm,点N是FG的中点,一只蚂蚁要沿着长方体盒子的表面从点M爬行到点N,它需要爬行的最短路程为()A. 20cmB. 2 cmC. (12+2 )cmD. 18cm8. 如图,长方体的底面是边长为1cm的正方形,高为3cm,如果用一根细线从点A开始经过4个侧面缠绕一圈到达点B,请利用侧面展开图计算所用细线最短需要多少________cm.9. 在底面直径为2cm,高为3cm的圆柱体侧面上,用一条无弹性的丝带从A至C按如图所示的圈数缠绕,则丝带的最短长度为 ________cm.(结果保留π)10. 如图,圆锥的母线长是3,底面半径是1,A是底面圆周上一点,从A点出发绕侧面一周,再回到A点的最短的路线长是________.11. 如图,是一个供滑板爱好者使用的U型池,该U型池可以看作是一个长方体去掉一个“半圆柱”而成,中间可供滑行的部分的截面是半径为5m的半圆,其边缘AB=CD=20cm,小明要在AB上选取一点E,能够使他从点D滑到点E再到点C的滑行距离最短,则他滑行的最短距离为________m.(π取3)12. 如图,某风景区的沿湖公路AB=3千米,BC=4千米,CD=12千米,AD=13千米,其中AB^BC,图中阴影是草地,其余是水面。
专题09 几何中最小值计算压轴真题训练(解析版)--2023 年中考数学压轴真题汇编
挑战2023年中考数学选择、填空压轴真题汇编专题09几何中最小值计算压轴真题训练一.轴对称-最短路线问题1.(2022•眉山)如图,点P为矩形ABCD的对角线AC上一动点,点E为BC 的中点,连接PE,PB,若AB=4,BC=4,则PE+PB的最小值为.【答案】6【解答】解:如图,作点B关于AC的对称点B',交AC于点F,连接B′E 交AC于点P,则PE+PB的最小值为B′E的长度,∵四边形ABCD为矩形,∴AB=CD=4,∠ABC=90°,在Rt△ABC中,AB=4,BC=4,∴tan∠ACB==,∴∠ACB=30°,由对称的性质可知,B'B=2BF,B'B⊥AC,∴BF=BC=2,∠CBF=60°,∴B′B=2BF=4,∵BE=BF,∠CBF=60°,∴△BEF是等边三角形,∴BE=BF=B'F,∴△BEB'是直角三角形,∴B′E===6,∴PE+PB的最小值为6,故答案为:6.2.(2022•自贡)如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=2,G是AD的中点,线段EF在边AB上左右滑动,若EF=1,则GE+CF的最小值为.【答案】3【解答】解:解法一:如图,作G关于AB的对称点G',在CD上截取CH=1,然后连接HG'交AB于E,在EB上截取EF=1,此时GE+CF的值最小,∵CH=EF=1,CH∥EF,∴四边形EFCH是平行四边形,∴EH=CF,∴G'H=EG'+EH=EG+CF,∵AB=4,BC=AD=2,G为边AD的中点,∴DG'=AD+AG'=2+1=3,DH=4﹣1=3,由勾股定理得:HG'==3,即GE+CF的最小值为3.解法二:∵AG=AD=1,设AE=x,则BF=AB﹣EF﹣AE=4﹣x﹣1=3﹣x,由勾股定理得:EG+CF=+,如图,矩形EFGH中,EH=3,GH=2,GQ=1,P为FG上一动点,设PG=x,则FP=3﹣x,∴EP+PQ=+,当E,P,Q三点共线时,EP+PQ最小,最小值是3,即EG+CF的最小值是3.故答案为:3.3.(2022•鄂州)如图,定直线MN∥PQ,点B、C分别为MN、PQ上的动点,且BC=12,BC在两直线间运动过程中始终有∠BCQ=60°.点A是MN上方一定点,点D是PQ下方一定点,且AE∥BC∥DF,AE=4,DF=8,AD =24,当线段BC在平移过程中,AB+CD的最小值为()A.24B.24C.12D.12【答案】C【解答】解:如图,作DL⊥PQ于L,过点A作PQ的垂线,过点D作PQ的平行线,它们交于点R,延长DF至T,使DT=BC=12,连接AT,AT交MN于B′,作B′C′∥BC,交PQ于C′,则当BC在B′C′时,AB+CD最小,最小值为AT的长,可得AK=AE•sin60°==2,DL==4,=6,∴AR=2+6+4=12,∵AD=24,∴sin∠ADR==,∴∠ADR=30°,∵∠PFD9=60°,∴∠ADT=90°,∴AT===12,故答案为:C.4.(2022•贺州)如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=6,E,F分别是AD,AB的中点,∠ADC的平分线交AB于点G,点P是线段DG上的一个动点,则△PEF的周长最小值为.【答案】5+【解答】解:如图,在DC上截取DT,使得DT=DE,连接FT,过点T作TH⊥AB于点H.∵四边形ABCD是矩形,∴∠A=∠ADT=90°,∵∠AHT=90°,∴四边形AHTD是矩形,∵AE=DE=AD=3.AF=FB=AB=4,∴AH=DT=3,HF=AF﹣AH=4﹣3=1,HT=AD=6,∴FT===,∵DG平分∠ADC,DE=DT,∴E、T关于DG对称,∴PE=PT,∴PE+PF=PF+PT≥FT=,∵EF===5,∴△EFP的周长的最小值为5+,故答案为:5+.5.(2022•滨州)如图,在矩形ABCD中,AB=5,AD=10.若点E是边AD 上的一个动点,过点E作EF⊥AC且分别交对角线AC、直线BC于点O、F,则在点E移动的过程中,AF+FE+EC的最小值为.【答案】+【解答】解:如图,过点E作EH⊥BC于点H.∵四边形ABCD是矩形,∴∠B=∠BAD=∠BHE=90°,∴四边形ABHE是矩形,∴EH=AB=5,∵BC=AD=10,∴AC===5,∵EF⊥AC,∴∠COF=90°,∴∠EFH+∠ACB=90°,∵∠BAC+∠ACB=90°,∴∠EFH=∠BAC,∴△EHF∽△CBA,∴==,∴==,∴FH=,EF=,设BF=x,则DE=10﹣x﹣=﹣x,∵EF是定值,∴AF+CE的值最小时,AF+EF+CE的值最小,∵AF+CE=+,∴欲求AF+CE的最小值相当于在x轴上找一点P(x,0),使得P到A(0,5),B(,5)的距离和最小,如图1中,作点A关于x轴的对称点A′,连接BA′交xz轴于点P,连接AP,此时PA+PB 的值最小,最小值为线段A′B的长,∵A′(0,﹣5),B(,5),∴A′B==,∴AF+CE的最小值为,∴AF+EF+CE的最小值为+.解法二:过点C作CC′∥EF,使得CC′=EF,连接C′F.∵EF=CC′,EF∥CC′,∴四边形EFC′C是平行四边形,∴EC=FC′,∵EF⊥AC,∴AC⊥CC′,∴∠ACC=90°,∵AC′===,∴AF+EC=AF+FC′≥AC′=,∴AF+EF+CE的最小值为+.故答案为:+二.胡不归问题6.(2022•鄂尔多斯)如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠CAB=30°,AD⊥BC,垂足为D,P为线段AD上的一动点,连接PB、PC.则PA+2PB的最小值为.【答案】4【解答】解:如图,在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,此时P A+2PB最小,∴∠AFB=90°∵AB=AC,AD⊥BC,∴∠CAD=∠BAD=,∴∠EAD=∠CAE+∠CAD=30°,∴PF=,∴P A+2PB=2()=2(PF+PB)=2BF,在Rt△ABF中,AB=4,∠BAF=∠BAC+∠CAE=45°,∴BF=AB•sin45°=4×=2,∴(P A+2PB)=2BF=4,最小故答案为:4.三.旋转的性质7.(2022•黄石)如图,等边△ABC中,AB=10,点E为高AD上的一动点,以BE为边作等边△BEF,连接DF,CF,则∠BCF=,FB+FD的最小值为.【答案】30°5【解答】解:如图,∵△ABC是等边三角形,AD⊥CB,∴∠BAE=∠BAC=30°,∵△BEF是等边三角形,∴∠EBF=∠ABC=60°,BE=BF,∴∠ABE=∠CBF,在△BAE和△BCF中,,∴△BAE≌△BCF(SAS),∴∠BAE=∠BCF=30°,作点D关于CF的对称点G,连接CG,DG,BG,BG交CF的延长线于点F′,连接DF′,此时BF′+DF′的值最小,最小值=线段BG的长.∵∠DCF=∠FCG=30°,∴∠DCG=60°,∵CD=CG=5,∴△CDG是等边三角形,∴DB=DC=DG,∴∠CGB=90°,∴BG===5,∴BF+DF的最小值为5,故答案为:30°,5.8.(2022•柳州)如图,在正方形ABCD中,AB=4,G是BC的中点,点E是正方形内一个动点,且EG=2,连接DE,将线段DE绕点D逆时针旋转90°得到线段DF,连接CF,则线段CF长的最小值为.【答案】2﹣2【解答】解:连接DG,将DG绕点D逆时针旋转90°得DM,连接MG,CM,MF,作MH⊥CD于H,∵∠EDF=∠GDM,∴∠EDG=∠FDM,∵DE=DF,DG=DM,∴△EDG≌△MDF(SAS),∴MF=EG=2,∵∠GDC=∠DMH,∠DCG=∠DHM,DG=DM,∴△DGC≌△MDH(AAS),∴CG=DH=2,MH=CD=4,∴CM==2,∵CF≥CM﹣MF,∴CF的最小值为2﹣2,故答案为:2﹣2.9.(2022•广州)如图,在矩形ABCD中,BC=2AB,点P为边AD上的一个动点,线段BP绕点B顺时针旋转60°得到线段BP′,连接PP′,CP′.当点P′落在边BC上时,∠PP′C的度数为;当线段CP′的长度最小时,∠PP′C的度数为.【答案】120°,75°【解答】解:如图,以AB为边向右作等边△ABE,连接EP′.∵△BPP′是等边三角形,∴∠ABE=∠PBP′=60°,BP=BP′,BA=BE,∴∠ABP=∠EBP′,在△ABP和△EBP′中,,∴△ABP≌△EBP′(SAS),∴∠BAP=∠BEP′=90°,∴点P′在射线EP′上运动,如图1中,设EP′交BC于点O,当点P′落在BC上时,点P′与O重合,此时∠PP′C=180°﹣60°=120°,当CP′⊥EP′时,CP′的长最小,此时∠EBO=∠OCP′=30°,∴EO=OB,OP′=OC,∴EP′=EO+OP′=OB+OC=BC,∵BC=2AB,∴EP′=AB=EB,∴∠EBP′=∠EP′B=45°,∴∠BP′C=45°+90°=135°,∴∠PP′C=∠BP′C﹣∠BP′P=135°﹣60°=75°.故答案为:120°,75°.10.(2022•无锡)△ABC是边长为5的等边三角形,△DCE是边长为3的等边三角形,直线BD与直线AE交于点F.如图,若点D在△ABC内,∠DBC =20°,则∠BAF=°;现将△DCE绕点C旋转1周,在这个旋转过程中,线段AF长度的最小值是.【答案】80,4﹣.【解答】解:∵△ACB,△DEC都是等边三角形,∴AC=CB,DC=EC,∠ACB=∠DCE=60°,∴∠BCD=∠ACE,在△BCD和△ACE中,,∴△BCD≌△ACE(SAS),∴∠DBC=∠EAC=20°,∵∠BAC=60°,∴∠BAF=∠BAC+∠CAE=80°.如图1中,设BF交AC于点T.同法可证△BCD≌△ACE,∴∠CBD=∠CAF,∵∠BTC=∠ATF,∴∠BCT=∠AFT=60°,∴点F在△ABC的外接圆上运动,当∠ABF最小时,AF的值最小,此时CD ⊥BD,∴BD===4,∴AE=BD=4,∠BDC=∠AEC=90°,∵CD=CE,CF=CF,∴Rt△CFD≌Rt△CFE(HL),∴∠DCF=∠ECF=30°,∴EF=CE•tan30°=,∴AF的最小值=AE﹣EF=4﹣,故答案为:80,4﹣.四.折叠有关最值问题11.(2022•青岛)如图,已知△ABC,AB=AC,BC=16,AD⊥BC,∠ABC的平分线交AD于点E,且DE=4.将∠C沿GM折叠使点C与点E恰好重合.下列结论正确的有:.(填写序号)①BD=8②点E到AC的距离为3③EM=④EM∥AC【答案】①④【解答】解:在△ABC中,AB=AC,BC=16,AD⊥BC,∴BD=DC=BC=8,故①正确;如图,过点E作EF⊥AB于点F,EH⊥AC于点H,∵AD⊥BC,AB=AC,∴AE平分∠BAC,∴EH=EF,∵BE是∠ABD的角平分线,∵ED⊥BC,EF⊥AB,∴EF=ED,∴EH=ED=4,故②错误;由折叠性质可得:EM=MC,DM+MC=DM+EM=CD=8,设DM=x,则EM=8﹣x,Rt△EDM中,EM2=DM2+DE2,∴(8﹣x)2=42+x2,解得:x=3,∴EM=MC=5,故③错误;设AE=a,则AD=AE+ED=4+a,BD=8,∴AB2=(4+a)2+82,∵=,∴,∴,∴AB=2a,∴(4+a)2+82=(2a)2,解得:a=或a=﹣4(舍去),∴tan C==,又∵tan∠EMD=,∴∠C=∠EMD,∴EM∥AC,故④正确,故答案为:①④.12.(2022•铜仁市)如图,在边长为2的正方形ABCD中,点E为AD的中点,将△CDE沿CE翻折得△CME,点M落在四边形ABCE内.点N为线段CE 上的动点,过点N作NP∥EM交MC于点P,则MN+NP的最小值为.【答案】【解答】解:作点P关于CE的对称点P′,由折叠的性质知CE是∠DCM的平分线,∴点P′在CD上,过点M作MF⊥CD于F,交CE于点G,∵MN+NP=MN+NP′≥MF,∴MN+NP的最小值为MF的长,连接DG,DM,由折叠的性质知CE为线段DM的垂直平分线,∵AD=CD=2,DE=1,∴CE==,∵CE×DO=CD×DE,∴DO=,∴EO=,∵MF⊥CD,∠EDC=90°,∴DE∥MF,∴∠EDO=∠GMO,∵CE为线段DM的垂直平分线,∴DO=OM,∠DOE=∠MOG=90°,∴△DOE≌△MOG,∴DE=GM,∴四边形DEMG为平行四边形,∵∠MOG=90°,∴四边形DEMG为菱形,∴EG=2OE=,GM=DE=1,∴CG=,∵DE∥MF,即DE∥GF,∴△CFG∽△CDE,∴,即,∴FG=,∴MF=1+=,∴MN+NP的最小值为;方法二:同理方法一得出MN+NP的最小值为MF的长,DO=,∴OC==,DM=2DO=,=DM•OC=CD•MF,∵S△CDM即×=2×MF,∴MF=,∴MN+NP的最小值为;故答案为:.13.(2022•辽宁)如图,正方形ABCD的边长为10,点G是边CD的中点,点E是边AD上一动点,连接BE,将△ABE沿BE翻折得到△FBE,连接GF,当GF最小时,AE的长是.【答案】5﹣5【解答】解:∵将△ABE沿BE翻折得到△FBE,∴BF=BA=10,∴点F在以B为圆心,10为半径的圆上运动,∴当点G、F、B三点共线时,GF最小,连接EG,设AE=x,由勾股定理得,BG=5,=S△EDG+S△ABE+S△EBG,∵S梯形ABGD∴(5+10)×10=++,解得x=5﹣5,∴AE=5﹣5,故答案为:5﹣5.14.(2022•台州)如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,AB=6.折叠该菱形,使点A落在边BC上的点M处,折痕分别与边AB,AD交于点E,F.当点M 与点B重合时,EF的长为;当点M的位置变化时,DF长的最大值为.【答案】3,6﹣3.【解答】解:如图1中,∵四边形ABCD是菱形,∴AD=AB=BC=CD,∠A=∠C=60°,∴△ADB,△BDC都是等边三角形,当点M与B重合时,EF是等边△ADB的高,EF=AD•sin60°=6×=3.如图2中,连接AM交EF于点O,过点O作OK⊥AD于点K,交BC于点T,过点A作AG⊥CB交CB的延长线于点G,取AF的中点R,连接OR.∵AD∥CG,OK⊥AD,∴OK⊥CG,∴∠G=∠AKT=∠GTK=90°,∴四边形AGTK是矩形,∴AG=TK=AB•sin60°=3,∵OA=OM,∠AOK=∠MOT,∠AKO=∠MTO=90°,∴△AOK≌△MOT(AAS),∴OK=OT=,∵OK⊥AD,∴OR≥OK=,∵∠AOF=90°,AR=RF,∴AF=2OR≥3,∴AF的最小值为3,∴DF的最大值为6﹣3.解法二:如图,过点D作DT⊥CB于点T.∵DF=AD﹣AF,∴当AF最小时,DF的值最大,∵AF=FM≥DT=3,∴AF的最小值为3,∴DF的最大值为6﹣3.故答案为:3,6﹣3.五.与圆有关最值计算15.(2022•泸州)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=2,半径为1的⊙O在Rt△ABC内平移(⊙O可以与该三角形的边相切),则点A 到⊙O上的点的距离的最大值为.【答案】2+1【解答】解:当⊙O与BC、BA都相切时,连接AO并延长交⊙O于点D,则AD为点A到⊙O上的点的距离的最大值,设⊙O与BC、BA的切点分别为E、F,连接OE、OF,则OE⊥BC,OF⊥AB,∵AC=6,BC=2,∴tan∠ABC==,AB==4,∴∠ABC=60°,∴∠OBF=30°,∴BF==,∴AF=AB﹣BF=3,∴OA==2,∴AD=2+1,故答案为:2+1.37.(2022•桂林)如图,某雕塑MN位于河段OA上,游客P在步道上由点O 出发沿OB方向行走.已知∠AOB=30°,MN=2OM=40m,当观景视角∠MPN最大时,游客P行走的距离OP是米.【答案】20【解答】解:如图,取MN的中点F,过点F作FE⊥OB于E,以直径MN作⊙F,∵MN=2OM=40m,点F是MN的中点,∴MF=FN=20m,OF=40m,∵∠AOB=30°,EF⊥OB,∴EF=20m,OE=EF=20m,∴EF=MF,又∵EF⊥OB,∴OB是⊙F的切线,切点为E,∴当点P与点E重合时,观景视角∠MPN最大,此时OP=20m,故答案为:20.。
中考专题立体图形中的最短路径问题
中考复习专题1——立体几何中的最短路径问题 姓名: (蚂蚁沿阶梯、正方体、长方体、圆柱、圆锥外侧面吃食问题)1、台阶问题 如图,是一个三级台阶,它的每一级的长、宽和高分别等于5cm ,3cm 和1cm ,A 和B是这个台阶的两个相对的端点,A 点上有一只蚂蚁,想到B 点去吃可口的食物.请你想一想, 这只蚂蚁从A 点出发,沿着台阶面爬到B 点,最短线路是多少?2、圆柱问题 有一圆形油罐底面圆的周长为24m ,高为6m ,一只老鼠从距底面1m 的A 处爬行到对角B 处吃食物,它爬行的最短路线长为多少?变式1:有一圆柱形油罐,已知油罐底面圆周长是12m ,高AB是5m ,要从点A处开始绕油罐一周建造 梯子,正好到达A 点的正上方B 处,问梯子最短有多长?变式2: 桌上有一个圆柱形玻璃杯(无盖),高为12厘米,底面周长18厘米,在杯口内壁离杯口3厘米 的A 处有一滴蜜糖,一只小虫从桌上爬至杯子外壁,当它正好爬至蜜糖相对方向离桌面3厘米的 B 处时,突然发现了蜜糖。
问小虫至少爬多少厘米才能到达蜜糖所在的位置。
3、正方体问题 如图,边长为1的正方体中,一只蚂蚁从顶点A 出发沿着正方体的外表面爬到顶点B 的最短距离是( ). (A )3 (B ) 5 (C )2 (D )1A BABcABCABD C D 1C 1①421AC 1=√42+32=√25;②A B B 1CA 1C 1412AC 1=√62+12=√37;A B 1D 1D A 1C 1③412AC 1=√52+22=√29 .4、长方体问题 如图,一只蚂蚁从实心长方体的顶点A 出发,沿长方体的表面爬到对角顶点C 1处(三条棱长如图所示),问怎样走路线最短?最短路线长为多少?分析:展开图如图所示,372925<<路线①即为所求。
小结:长、宽、高中,较短的两条边的和作为一条直角边,最长的边作为另一条直角边, 斜边长即为最短路线长。
5、圆锥问题 如图,已知O 为圆锥的顶点,MN 为圆锥底面的直径,一只蜗牛从M 点出发,绕圆锥侧面爬行到N 点时,所爬过的最短路线的痕迹(虚线)在侧面展开图中的位置是( ).练习:1、现要在如图所示的圆柱体侧面A 点与B 点之间缠一条金丝带(金丝带的宽度忽略不计), 圆柱体高为6cm ,底面圆周长为16cm ,则所缠金丝带长度的最小值为 。
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最短路线问题
考查知识点----“两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“点关于线对称”,“线段的平移”。
原型----“饮马问题”,“造桥选址问题”。
考的较多的还是“饮马问题”,出题背景变式有角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等。
解题总思路----找点关于线的对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。
以下主要对09中考“饮马问题”试题进行汇编,希望能对即将中考的同学们有所帮助。
1、(09达州)在边长为2
㎝的正方形ABCD 中,点Q 为BC 边的中点,点P 为对角线AC 上一动点,连接PB 、PQ ,则△PBQ 周长的最小值为____________㎝(结果不取近似值).
2、(2009年抚顺市)如图所示,正方形ABCD 的面积为12,ABE △是等边三角形,点E 在正方形ABCD 内,在对角线AC 上有一点P ,使PD PE +的和最小,则这个最小值为( )
A .
B .
C .3
D 3、(2009年鄂州)已知直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB ⊥BC ,AD =2,BC =DC =5,
点P 在BC 上移动,则当P A +PD 取最小值时,△APD 中边AP 上的高为( ) A 、17172 B 、17174 C 、 17178 D 、3 (动点,作A 关于BC 的对称点A ',连A 'D 交BC 于P ,涉及勾股定理,相似)
4、(07南通)已知等腰三角形ABC 的两个顶点分别是A(0,1)、B(0,3),第三个顶点C 在x 轴的正半轴上.关于y 轴对称的抛物线y =ax 2+bx +c 经过A 、D(3,-2)、P 三点,且点P 关于直线AC 的对称点在x 轴上.
(1)求直线BC 的解析式;(2)求抛物线y =ax 2+bx +c 的解析式及点P 的坐标;
(3)设M 是y 轴上的一个动点,求PM +CM
5、(09乌鲁木齐)如图,在矩形OABC 中,已知A 、C 两点的坐标分别为(40)(02)A C ,、,,D 为OA 的中点.设
点P 是AOC ∠平分线上的一个动点(不与点O 重合).(1)试证明:无论点P 运动到何处,PC 总造桥与PD 相等;(2)当点P 运动到与点B 的距离最小时,试确定过O P D 、、三点的抛物线的解析式;(3)设点E 是(2)中所确定抛物线的顶点,当点P 运动到何处时,PDE △的周长最小?求出此时点P 的坐标和PDE △的周长;
(4)设点N 是矩形OABC 的对称中心,是否存在点P ,使90CPN ∠=°? 若存在,请直接写出点P 的坐标. 6、(09湖北)一次函数y kx b =+的图象与x 、y 轴分别交于点A (2,0),B (0,4(1)求该函数的解析式;
(2)O 为坐标原点,设OA 、AB 的中点分别为C 、D ,P 为OB 上一动点,
求PC +PD 的最小值,并求取得最小值时P 点坐标.
A D E
P B
C
7、(09济南)已知:抛物线的对称轴为与x 轴交于A B ,两点,与y 轴交于点C ,其中()30A -,、()02C -,
. (1)求这条抛物线的函数表达式.
(2)已知在对称轴上存在一点P ,使得PBC △的周长最小.请求出点P 的坐标.
(3)若点D 是线段OC 上的一个动点(不与点O 、点C 重合).过点D 作DE PC ∥交x 轴于点E .连接PD 、
PE .设CD 的长为m ,PDE △的面积为S .求S 与m 之间的函数关系式.试说明S 是否存在最大值,
8、(09衢州)如图,已知点A (-4,8)和点B (2,n )在抛物线2y ax =上. (1) 求a 的值及点B 关于x 轴对称点P 的坐标,并在x 轴上找一点Q ,使得AQ +QB 最短,求出点Q 的坐标;
(2) 平移抛物线2y ax =,记平移后点A 的对应点为A ′,点B 的对应点为B ′,点C (-2,0)和点D (-4,0)是x 轴上的两个定点.① 当抛物线向左平移到某个位置时,A ′C +CB ′ 最短,求此时抛物线的函数解析式;
② 当抛物线向左或向右平移时,是否存在某个位置,使四边形A ′B ′CD 的周长最短?若存在,求出此时抛物线的
函数解析式;若不存在,请说明理由.
提示:第(2)问,是“饮马问题”的变式运用,涉及到抛物线左移。
答案见参考图。
① 方法一,A ′关于x 轴对称点A 〞,要使A ′C+CB ′最短,点C 应在直线A 〞B ′上;
方法二,由(1)知,此时事实上,点Q 移到点C 位置,求CQ=14/5,即抛物线左移14/5单位;
② 设抛物线左移b 个单位,则A '(-4-b,8)
、B '(2-b,2)。
∵CD=2,∴B '左移2个单位得到B ″(-b,2)位置,
要使A ′D+C B '最短,只要A ′D+DB ″最短。
则只有点D 在直线A ″B ″上。
9、(09北京)如图,在平面直角坐标系xOy 中,△ABC 三个顶点的坐标分别为()6,0A -,()6,0B ,(0,C ,延长AC 到点D,使CD=12
AC ,过点D 作DE ∥AB 交BC 的延长线于点E. (1)求D 点的坐标;(2)作C 点关于直线DE 的对称点F ,分别连结DF 、EF ,
若过B 点的直线y kx b =+将四边形CDFE 分成周长相等的两个四边形,确定此直线的解析式;
(3)设G 为y 轴上一点,点P 从直线y kx b =+与y 轴的交点出发,先沿y 轴到达G 点,
再沿GA 到达A 点,若P 点在y 轴上运动的速度是它在直线GA 上运动速度的2倍,
试确定G 点的位置,使P 点按照上述要求到达A 点所用的时间最短。
图(1) 图(3)
图(2) (要求:简述确定G 点位置的方法,但不要求证明)提示:第(2)问,平分周长时,直线过菱形的中心;第(3)问,“确定G 点的位置,使P 点按照上述要求到达A 点所用的时间最短”转化为点G到A的距离加G到(2)中直线的距离和最小是“饮马问题”的变式运用;发现(2)中直线与x轴夹角为60°很关键.
10、(09恩施)恩施州自然风光无限,特别是以“雄、奇、秀、幽、险”著称于世.著名的恩施大峡谷()A 和世界级自然保护区星斗山()B 位于笔直的沪渝高速公路X 同侧,50km AB A =,、B 到直线X 的距离分别为10km 和40km ,要在沪渝高速公路旁修建一服务区P ,向A 、B 两景区运送游客.小民设计了两种方案,图(1)是方案一的示意图(AP 与直线X 垂直,垂足为P ),P 到A 、B 的距离之和1S PA PB =+,图(2)是方案二的示意图(点A 关于直线X 的对称点是A ',连接BA '交直线X 于点P ),P 到A 、B 的距离之和2S PA PB =+.
(1)求1S 、2S ,并比较它们的大小;(2)请你说明2S PA PB =+的值为最小;(3)拟建的恩施到张家界高速公路Y 与沪渝高速公路垂直,建立如图(3)所示的直角坐标系,B 到直线Y 的距离为30km ,请你在X 旁和Y 旁各修建一服务区P 、Q ,使P 、A 、B 、Q 组成的四边形的周长最小.并求出这个最小值.
提示:涉及勾股定理、点对称、设计方案。
第(3)问是“三折线”转“直”问题 。
再思考-------设计路线要根据需要设计,是P 处分别往A 、B 两处送呢,还是可以先送到A 接着送到B 。
本题是对所给方案进行分析,似乎还容易一些,若要你设计方案,还需考虑一个方案路线,P →A →B 。
11、(09陕西) 如图,在锐角△ABC 中,AB =42,∠BAC =45°,∠BAC 的平分线交BC 于点D ,M 、N 分别是AD 和AB 上的动点,则BM+MN 的最小值是____.
12、(09绍兴)定义一种变换:平移抛物线1F 得到抛物线2F ,使2F 经过1F 的顶点
A .设2F 的对称轴分别交12F F ,于点D
B ,,点
C 是点A 关于直线B
D 的对称点.(1)如图1,若1F :2y x =,经过变换后,得到2F :2
y x bx =+,点C 的坐标为(20),
,则①b 的值等于______;②四边形ABCD 为( )A 平行四边形 B 矩形 C 菱形 D 正方形 (2)如图2,若1F :2y ax c =
+,经过变换后,点
B 的坐标为(21)c -,,求ABD △的面积; (3)如图3,若1F :2127333
y x x =-+,经过变换后,AC =点P 是直线AC 上的动点,求点P 到点D 的距离和到直线AD 的距离之和的最小值.。