12将军饮马常用模型
将军饮马问题的11个模型及例题
将军饮马问题的11个模型及例题将军饮马问题是一个经典的逻辑问题,涉及到将军如何用有限数量的马和酒到达目的地。
本文将介绍将军饮马问题的11个模型及相应的例题。
1. 直线模型将军与目的地之间没有障碍物,可以直线前进。
此时,将军只需将马拉到目的地即可。
例题1:将军与目的地之间距离为10公里,马的速度为每小时5公里,将军能否在2小时内到达目的地?2. 单个障碍物模型在将军与目的地之间存在一个障碍物,将军可以绕过该障碍物。
例题2:将军与目的地之间距离为15公里,马的速度为每小时4公里,障碍物位于距离将军起点5公里处,将军能否在3小时内到达目的地?3. 多个障碍物模型在将军与目的地之间存在多个障碍物,将军需要逐一绕过这些障碍物。
例题3:将军与目的地之间距离为20公里,马的速度为每小时6公里,障碍物位于距离将军起点分别为5公里、10公里和15公里的位置,将军能否在4小时内到达目的地?4. 跳跃模型将军可以让马跳过障碍物,从而直接到达目的地。
例题4:将军与目的地之间距离为12公里,马的速度为每小时8公里,将军在距离起点6公里处设置一个障碍物,将军能否在2小时内到达目的地?5. 限时模型将军需要在规定的时间内到达目的地。
例题5:将军与目的地之间距离为30公里,马的速度为每小时10公里,将军需要在3小时内到达目的地,是否可能?6. 守备模型目标地点有守备军,将军需要巧妙规避守备军。
例题6:将军与目的地之间距离为25公里,马的速度为每小时7公里,目的地有一支守备军位于距离目标地点10公里处,将军能否在4小时内到达目的地?7. 短平快模型将军不借助马匹,直接徒步走到目的地。
例题7:将军与目的地之间距离为8公里,将军的步行速度为每小时2公里,将军能否在4小时内到达目的地?8. 时间窗模型将军只能在规定时间范围内到达目的地。
例题8:将军与目的地之间距离为18公里,马的速度为每小时6公里,将军需要在3小时到4小时之间到达目的地,是否可能?9. 兵变模型将军需要利用敌军马匹达到目的地。
中考数学必会几何模型:将军饮马模型
将军饮马模型“将军饮马”问题主要利用构造对称图形解决求两条线段和差、三角形周长、四边形周长等一类最值问题,会与直线、角、三角形、四边形、圆、抛物线等图形结合,在近年的中考和竞赛中经常出现,而且大多以压轴题的形式出现. 模型1:直线与两定点模型作法结论lB A当两定点A 、B 在直线l 异侧时,在直线l 上找一点P ,使P A +PB 最小.lPAB连接AB 交直线l 于点P ,点P即为所求作的点.P A +PB 的最小值为ABl AB当两定点A 、B 在直线l 同侧时,在直线l 上找一点P ,使得P A +PB 最小.lPB'AB作点B 关于直线l 的对称点B ', 连接AB '交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点.P A +PB 的最小值为AB 'l AB当两定点A 、B 在直线l 同侧时,在直线l 上找一点P ,使得PA PB -最大.lPAB连接AB 并延长交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点.PA PB -的最大值为ABlAB当两定点A 、B 在直线l 异侧时,在直线l 上找一点P ,使得PA PB -最大.l B'AB P作点B 关于直线I 的对称点B ',连接AB '并延长交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点.PA PB -的最大值为AB 'l AB当两定点A 、B 在直线l 同侧时,在直线l 上找一点P ,使得PA PB -最小.l PAB连接AB ,作AB 的垂直平分线交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点.PA PB -的最小值为0模型实例例1:如图,正方形ABCD 的面积是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 ,则PD +PE 最小值是 .EBC ADP解答:如图所示,∵点B 与点D 关于AC 对称,∴当点P 为BE 与AC 的交点时,PD +PE 最小,且线段BE 的长. ∵正方形ABCD 的面积为12,∴其边长为23∵△ABE 为等边三角形,∴BE =AB =23PD +PE 的最小值为3例2:如图,已知△ABC 为等腰直角三角形,AC =BC =4,∠BCD =15°,P 为CD 上的动点,则PA PB -的最大值是多少?DPPA'B解答:如图所示,作点A 关于CD 的对称点A ′,连接A ′C ,连接A ′B 并延长交CD 于点P ,则点P 就是PA PB -的值最大时的点,PA PB -=A ′B .∵△ABC 为等腰直角三角形,AC =BC 等于4,∴∠ACB =90°. ∵∠BCD =15°,∴∠ACD =75°.∵点A 、A ′关于CD 对称,∴AA ′⊥CD ,AC =CA ′, ∵∠ACD =∠DCA ′=75°,∴∠BCA ′=60°.∵CA ′=AC =BC =4,∴△A ′BC 是等边三角形,∴A ′B =BC =4.∴PA PB -的最大值为4. 练习1.如图,在△ABC 中,AC =BC =2,∠ACB =90°,D 是BC 边的中点,E 是AB 边上一动点,则EC +ED 的最小值是 .DACB E解:解:过点C 作CO ⊥AB 于O ,延长CO 到C ',使O C '=OC ,连接D C ',交AB 于E ,连接C 'B ,此时DE+CE=DE+E C '=D C '的值最小.连接B C ',由对称性可知∠C 'BE=∠CBE=45°,∴∠CB C '=90°,∴B C '⊥BC , ∠BC C '=∠B C 'C=45°,∴BC=B C '=2,∵D 是BC 边的中点,∴BD=1, 根据勾股定理可得:D C '=5,故EC+ED 的最小值是5. 2.如图,点C 的坐标为(3,y ),当△ABC 的周长最短时,求y 的值.xyB (2,0)A (0,3)O解:解:(1)作A 关于x=3的对称点A′,连接A′B 交直线x=3与点C . ∵点A 与点A′关于x=3对称,∴AC=A′C .∴AC+BC=A′C+BC .当点B 、C 、A′在同一条直线上时,A′C+BC 有最小值,即△ABC 的周长有最小值. ∵点A 与点A′关于x=3对称,∴点A′的坐标为(6,3).设直线BA′的解析式y=kx+b,将点B和点A′的坐标代入得:k=34,b=−32.∴y=34x-32.将x=3代入函数的解析式,∴y的值为3 43.如图,正方形ABCD中,AB=7,M是DC上的一点,且DM=3,N是AC上的一动点,求|DN-MN|的最小值与最大值.C解:解:当ND=NM时,即N点DM的垂直平分线与AC的交点,|DN-MN|=0,因为|DN-MN|≤DM,当点N运动到C点时取等号,此时|DN-MN|=DM=3,所以|DN-MN|的最小值为0,最大值为3于D ,点C 、点D 即为所求.PB OAQ点P 、Q 在∠AOB 内部,在OB 边上找点D ,OA 边上找点C ,使得四边形PQDC 周长最小.分别作点P 、Q 关于OA 、OB 的对称点P ′、Q ′,连接P ′Q ′,分别交OA 、OB 于点C 、D ,点C 、D 即为所求.PC +CD +DQ 的最小值为P ′Q ′,所以四边形PQDC 周长的最小值为PQ +P ′Q ′模型实例如图,∠AOB=30°,∠AOB 内有一定点P ,且10OP =.在OA 上有一点Q ,OB 上 一点R .若立△PQR 周长最小,则最小周长是多少?解答如图,作点P 分别关于OA 、OB 的对称点E 、F ,连接EF ,分别交OA 、OB 于点Q 、R ,连接OE 、OF 、PE 、PF .EQ OP =,FR RP =.△PQR 的周长的最小值为EF 的长.由对称性可得∠EOQ=∠POQ ,∠FOR=∠POR , ∠EOF=2∠AOB=60°. △EOF 是正三角形.10EF OE OP ===.即△PQR 周长最小值为10.模型2/角与定点1.已知,40MON °?,P 为MON Ð内一定点,A 为OM 上的点,B 为ON 上的点,当△PAB 的周长取最小值时:OBAP(1)找到A 、B 点,保留作图痕迹;(2)求此时APB Ð等于多少度.如果∠MON =θ,∠APB 又等于多少度?ON1.解答(1)做点P 分别关于OM ON 、的对称点E F 、,连接EF 分别交OM ON 、于点A B 、.点A B 、即为所求,此时△PAB 的周长最小.(2)∵点E 与点P 关于直线OM 对称,点F 与点P 关于ON 对称, ∴∠E =∠APE ,∠F =∠BPF ,∠CPD =180°-∠MON =140°. ∴在△EFP 中,∠E +∠F =180°-140°=40°, ∴∠CPA +∠BPD =40°.∴∠APB =100°.如果∠MON =θ, ∴∠CPD =180°-θ,∠E +∠F =θ. 又∵∠PAB =2∠E ,∠PBA =2∠F ∴∠PAB +∠PBA =2(∠E +∠F )=2θ ∴∠APB =180°-2θ.ONE2.如图,四边形中ABCD ,110BAD °?,90B D °??,在BC 、CD 上分别找 一点M 、N ,使△AMN 周长最小,并求此时+AMN ANM ∠∠的度数.A DBMN2.解答如图,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.此时△AMN周长最小.∵∠BAD=110°,∴∠A'+∠A''=180°-110°=70°.由轴对称的性质得:∠A'=∠A AM',∠A''=∠A AN'',∴∠AMN+∠ANM=2(∠A'+∠A'')=2×70°=140°.3.如图,在x轴上找一点C,在y轴上找一点D,使AD CD BC++最小,并求直线CD的解析式及点C、D的坐标.yxOB(3,1)A(1,3)3.解答作点A关于y轴的对称点A',点B关于x轴的对称点B',连接A B''分别交x轴、y轴于点C、D,此时AD CD BC++最小.由对称性可知A'(-1,3),B'(3,-1).易求得直线A B''的解析式为2y x=-+,即直线CD的解析式2y x=-+.当0y=时,2x=,∴点C坐标为(2,0).当0x=时,2y=,∴点D坐标为(0,2).xy (1,3)(3,1)OB 'BA 'AD C4.如图,20MON°?,A 、B 占分别为射线OM 、ON 上两定点,且2OA =,4OB =,点P 、Q 分别为射线OM 、ON 上两动点,当P 、Q 运动时,线段AQ PQ PB ++ 的最小值是多少?ONMAB4.解答作A 点关于ON 的对称点A ',点B 关于OM 的对称点B ',连接A B '',分别交OM ON 、于点P Q 、,连接OA '、OB '.则AQ PQ PB A Q PQ PB A B ''''++=++=,此时AQ PQ PB ++最小. 由对称可知,PB PB '=,AQ A Q '=,2OA OA '==,4OB OB '==,20MOB NOA MON ''∠=∠=∠=︒. 60A OB ''∠=︒.作A D '⊥OB '于点D , 在Rt △ODA '中,∴1OD =,3A D '= ∴413B D '=-=,23A B ''= ∴AQ PQ PB ++的最小值是23.模型作法结论如图,在直线l上找M、N两点(M在左),使得AM+MN+NB最小,且MN=d.将A向右平移d个单位到A′,作A′关于l的对称点A",连接A"B与直线l交于点N,将点N向左平移d个单位即为M,点M,N即为所求.AM+MN+NB的最小值为A"B+d如图,l1∥l2,l1、l2间距离为d,在l1、l2分别找M、N两点,使得MN⊥l1,且AM+MN+NB最小.将A向下平移d个单位到A,连接A′B交直线l2于点N,过点N作MN⊥l1,连接AM.点M、N即为所求.AM+MN+NB的最小值为A'B+d.例题:在平面直角坐标系中,矩形OABC如图所示,点A在x轴正半轴上,点C在y轴正半轴上,且OA=6,OC=4,D为OC中点,点E、F在线段OA上,点E在点F左侧,EF=2.当四边形BDEF的周长最小时,求点E的坐标.解答:如图,将点D向右平移2个单位得到D'(2,2),作D'关于x轴的对称点D"(2,-2),连接BD"交x轴于点F,将点F向左平移2个单位到点E,此时点E和点F为所求作的点,且四边形BDEF周长最小.理由:∵四边形BDEF的周长为BD+DE+EF+BF,BD与EF是定值.∴BF+DE最小时,四边形BDEF周长最小,∵BF+ED=BF+FD'=BF+FD"=BD"ABl2l1A′NMABl2l1BAlM NA′A"BAld设直线BD "的解析式为y =kx +b ,把B (6,4),D "(2,-2)代入,得6k +b =4,2k +b =-2,解得k =32,b =-5,∴直线BD "的解析式为y =32x -5.令y =0,得x =103,∴点F 坐标为(103,0).∴点E 坐标为(43,0).练习1.在平面直角坐标系中,矩形OACB 的顶点O 在坐标原点,顶点A 、B 分别在x 轴、y 轴的正半轴上,A (3,0),B (0,4),D 为边OB 的中点. (1)若E 为边OA 上的一个动点,求△CDE 的周长最小值;(2)若E 、F 为边OA 上的两个动点,且EF =1,当四边形CDEF 的周长最小时,求点E 、F 的坐标.解答:(1)如图,作点D 关于x 轴的对称点D ',连接CD '与x 轴交于点E ,连接DE ,由模型可知△CDE 的周长最小.∵在矩形OACB 中,OA =3,OB =4,D 为OB 的中点, ∴D (0,2),C (3,4),D '(0,-2).设直线CD '为y =kx +b ,把C (3,4),D '(0,-2)代入, 得3k +b =4,b =-2,解得k =2,b =-2, ∴直线CD '为y =2x -2. 令y =0,得x =1, ∴点E 的坐标为(1,0). ∴OE =1,AE =2.利用勾股定理得CD =13,DE =5,CE =25, ∴△CDE 周长的最小值为13+35.(2)如图,将点D 向右平移1个单位得到D '(1,2),作D '关于x 轴的对称点D ″(1,-2),连接CD ″交x 轴于点F ,将点F 向左平移1个单位到点E ,此时点E 和点F 为所求作的点,且四边形CDEF 周长最小.理由:∵四边形CDEF 的周长为CD +DE +EF +CF ,CD 与EF 是定值,∴DE +CF 最小时,四边形BDEF 周长最小,∴DE +CF =D 'F +CF =FD ″+CF =CD ″, 设直线CD ″的解析式为y =kx +b ,把C (3,4),D (1,-2)代入,得3k +b =4,k +b =-2,解得k =3,b =-5.∴直线CD ″的解析式为y =3x -5, 令y =0,得x =53,∴点F 坐标为(53,0),∴点E 坐标为(23,0).112.村庄A 和村庄B 位于一条小河的两侧,若河岸彼此平行,要架设一座与河岸垂直的桥,桥址应如何选择,才使A 与B 之间的距离最短?解答:设l 1和l 2为河岸,作BD ⊥l 2,取BB '等于河宽,连接AB '交l 1于C 1,作C 1C 2⊥l 2于C 2, 则A →C 1→C 2→B 为最短路线,即A 与B 之间的距离最短.AB l 2l 1。
将军饮马18道典型习题
“将军饮马”常见模型及18道典型习题何为将军饮马?2000多年以前。
古希腊的亚历山大城里住着一位睿智的数学家海伦。
一天,城里来了一位将军,听闻海伦盛名,特来向他请教一个问题。
将军说,每天早上,他都骑着马儿从营帐出发,到河边让马儿饮水,然后,再去河岸同一侧的一块草地上带着马儿去吃草,问题时,在河岸的哪个具体位置喝水,行程最短?海伦略做沉思,给出了将军最佳方案。
此之谓“将军饮马”。
最佳方案为何?且阅下文:一、将军饮马常见的5种模型:1、一动两定(和最小):如图,点A是将军和马居住的营帐,点B是一块指定的草地,一条小河L潺潺流过,P是将军带着马儿喝水的地方,P点在何处时,将军和马儿走过的路PA+PB的值最小?解析:做A点关于L的对称点A’,连接A’B,与L的交点即为P点。
为什么这时PA+PB最小?假设L上有一点M(与P点不重合)。
∵A点与A’关于L对称∴AP=A’P;AM=A’M;∴AP + BP =A’P +BP =A’B而AM + BM = A’M +MB在△A’MB中,两边之和大于第三边∴A’B < A’M +MB;而M为L上任一点(与P点不重合)。
∴动点P在A’B与L交点处时AP+BP最小。
2、一定两动:如图,点A是将军和马居住的营帐,小河L1依然像上题中一样潺潺流过,P是将军带着马儿喝水的地方,不同的是,这次吃草的地方不在是一个指定的点,而是L2所代表的一片草地,Q则是将军骑马吃草的地方,水足草饱以后,将军和马儿会再回到营帐。
那么,P点、Q点在何处时,将军走过的路AP+PQ+QA的值最小?解析:做A点关于L1的对称点A’;做A点关于L2的对称点A‘’;连接A’A‘’,与L1和L2的交点即为P、Q。
为什么此时,AP+PQ+AQ的和最小?假设L1上有点M(不与P重合)、L2上有点N(不与Q重合)。
∵A点与A’关于L1对称;A点与A‘’关于L2对称。
∴AP=A’P;AQ=A”Q;AM=A’M;AN=A”N;∴AP+PQ+AQ = A’P+PQ+A”Q =A’A”;AM+MN+AN = A’M+MN+A”N在四边形A’MNA”中:A’M+MN+A”N >A’A”∴P、Q位于A’A”与L1和L2的交点处时,AP+PQ+AQ的和最小。
1.2将军饮马常用模型
将军饮马常用模型
探索1:如图,在l 上找一点P ,使PA PB +最小。
l
A
B
探索2:如图,在l 上找一点P ,使PA PB +最小。
l
A B
探索3:如图,在l 上找一点P ,使PA PB -最大。
l
A B
探索4:如图,在l 上找一点P ,使PA PB -最大。
l
A
B
探索5:如图,在l上找一点P,使PA PB
最小。
A
l
B
探索6:如图,点P在锐角AOB
∠的内部,在OB边上求作一点D,在OA边上求作一点C,使PCD
∆的周长最小。
探索7:如图,点P在锐角AOB
∠的内部,在OB边上求作一点D,在OA边上求作一点C,使PD CD
+的周长最小。
探索8:如图,点C、D在锐角AOB
∠的内部,在OB边上求作一点F,在OA边上求作一点E,使CEFD的周长最小。
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初中数学58种模型之12、“将军饮马”三种模型详解
当两淀点A 、R 在克罐/何侧时,在亞线』上携一点几便|阳一户创最大°将军饮马”三种模型"将军饮马"问题主要利用构造对称图形解决求两条线段和差、三角形周长、四边形周长等一类最值问题,会与直线、角、三角形、四边形、圆、抛物线等图形结合,在近年的中考和竞赛中经常出现,而且大多以压轴题的形式出现。
晋两定点A.U 在点线F 异創时-在肖践f 上找一点Pt 使PA+PB 锻小*述接也交h 纱/于点P.点卩閒为所求作的点.肖两远点上B 在直雜I 同测时,在直刻上拥一点P,使PA+PB 最小'作庖U 芸于宜线F 的对称点V ■连楼AB'交直线于点P.点P 即为用求作的点"―二I \PA-P^\荊卩址大值洵丽。
连接班并延长交直戦』十点几点卩即为所求作的点。
当两定点仏k 在直找门司侧时,在直线』上找一点人使PA-PB\^扎作点B 关于直统』的对称点B'h 谨接恋’井延快交宜鏡于点巴点F 即为所求作的点。
皓论PAPI1的颯小°PA-PB 的盘小值为AB'□冋-卿的最大值为上的动点,则户创的圮大值是多少?A ■B ■\A\PA-PB\的 1当两定点限廿在宜线/同删时,在直线丿上找--点片使f4-砂|最小“ 叫连接馭作■-朋的垂直平分钱交直线f 于点P ,点卩即沟所求作的点-最小值为叽模型实例例1一如图"止厅形的面积是1氛是等边三博形,点E 在止方刑ABCI )内“在对角纯蚯上有一点卩*则PD+FE 的艮小值为°^12.如圜已S11AABC 为辱展宜角匸角形…怔-氏=4”ZBCD 15".P 拘匚D热搜掃练I.如虱^AABC 中「ZACB-fJO 3,乃是就边的中点,II 是屈边b -动直+则LCIED 的最小悄是°])2・如图.点C的坐标为(3,y),当△ABC的周长最短时,求丿的值。
3.如图.正方形ABCD中,AB-7,M是DCI:的一点,且DM-3,N是AC上的一动点.求|DN-MN|的嚴小值与战大值.△PCD 周氏最小为点P 在ZAOB 的内部,在0B 上找点D,在0A 上找点C,使得△PCD 周长最小。
将军饮马模型
、背景知识:【传说】早在古罗马时代,传说亚历山大城有一位精通数学和物理的学者,名叫海伦? 一天,一位罗马将军专程去拜访他,向他请教一个百思不得其解的问题.将军每天从军营A 出发,先到河边饮马,然后再去河岸同侧的军营B 开会,应该怎样走才能使路程最短?这个问题的答案并不难,据说海伦略加思索就解决了它. 从此以后,这个被称为“将军饮马” 的问题便流传至今.【问题原型】将军饮马造桥选址费马点【涉及知识】两点之间线段最短,垂线段最短;三角形两边三边关系;轴对称;平移;【解题思路】找对称点,实现折转直、将军饮马问题常见模型1.两定一动型:两定点到一动点的距离和最小例1:在定直线I上找一个动点P,使动点P到两个定点A与B的距离之和最小,即PA+PB最小.作法:连接AB 与直线I 的交点Q,Q即为所要寻找的点,即当动点P跑到了点Q处,PA+PB 最小,且最小值等于AB.原理:两点之间线段最短。
证明:连接AB,与直线I的交点Q P为直线I上任意一点例2 :在定直线I上找一个动点P,使动点P到两个定点A与B的距离之和最小即PA+PB 的和最小.关键:找对称点作法:作定点B关于定直线I的对称点C,连接AC,与直线I的交点Q即为所要寻找的点,即当动点P跑到了点Q处,PA+PB和最小,且最小值等于AC.原理:两点之间,线段最短证明:连接AC,与直线I的交点Q P为直线I上任意一点,在"PAC中,由三角形三边关系可知:AP+P&AC (当且仅当PQ重合时取=)2.两动一定型例3 :在/ MON 的内部有一点A,在0M上找一点B,在ON上找一点C,使得△ BAC周长最短.作法:作点A关于0M的对称点A',作点A关于ON的对称点A'',连接A' A',与0M交于点B,与ON 交于点C,连接AB AC, △ABC即为所求.原理:两点之间,线段最短例4:在/MON的内部有点A和点B,在OM上找一点C,在ON上找一点D,使得四边形周长最短.作法:作点A关于OM的对称点A,作点B关于ON的对称点B',连接A B ',与交于点C,与ON交于点D,连接AC, BD AB,四边形ABCD即为所求.原理:两点之间,线段最短3.两定两动型最值例5:已知A B是两个定点,在定直线I上找两个动点M与N,且MN长度等于定长d (动点M位于动点N 左侧),使AM+MN+N 的值最小.提示:存在定长的动点问题一定要考虑平移作法一:将点A向右平移长度d得到点A,作A'关于直线I的对称点A'',连接A''B,交直线I于点N,将点N 向左平移长度d, 得到点M作法二:作点A关于直线I的对称点A,将点A1向右平移长度d得到点A2,连接A B ,交直线I于点Q, 将点Q向左平移长度d,得到点Q。
初中数学常见模型之将军饮马
详细描述
假设有一个图形,我们需要将其放置在直线 l上,使得其面积最大。这个问题的解决方
法是利用将军饮马模型,通过轴对称找到对 称点,然后利用相似三角形的性质求出最大
面积。
练习题三:求最小成本
总结词
这道题目要求我们利用将军饮马模型求出某工程的最 小成本。
详细描述
假设有一个工程需要在直线l上完成,我们需要选择合 适的点作为工程地点,使得成本最小。这个问题的解 决方法是利用将军饮马模型,通过轴对称找到对称点 ,然后利用最小成本原理求出最小成本。
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解决实际问题
将军饮马模型也可以用于 解决一些实际问题,如求 物体的重心、平衡点等。
模型的重要性
培养数学思维
通过学习将军饮马模型, 学生可以培养数学思维, 提高解决数学问题的能力 。
拓展数学知识
将军饮马模型是初中数学 中的重要内容,对于拓展 学生的数学知识具有重要 意义。
提高解题效率
掌握将军饮马模型可以帮 助学生更快地解决数学问 题,提高解题效率。
04 将军饮马模型的常见题型
最短路径问题
总结词
在几何图形中,求两点之间的最短距 离是常见的问题。
详细描述
将军饮马模型常用于解决这类问题, 通过构建对称点,将两点之间的距离 转化为两点与对称点之间的距离和的 最小值。
最大面积问题
总结词
在给定条件下,求几何图形的最大面积也是常见的将军饮马模型应用。
三角形不等式
三角形不等式是指在任何三角形中,任意一边的长度都小 于另外两边之和。这个原理在解决最优化问题时非常有用 ,例如在寻找两个点之间的最短路径时。
在将军饮马模型中,三角形不等式常常被用来确定最短路 径的长度。例如,当一个将军要从一个地方走到另一个地 方时,他可以选择走直线,也可以选择绕弯。利用三角形 不等式,我们可以确定哪种路径更短。
将军饮马问题的11个模型及例题
将军饮马问题问题概述路径最短、线段和最小、线段差最大、周长最小等一系列最值问题方法原理1.两点之间,线段最短;2.三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;3.中垂线上的点到线段两端点的距离相等;4.垂线段最短.基本模型1.已知:如图,定点A、B分布在定直线l两侧;要求:在直线l上找一点P,使PA+PB的值最小解:连接AB交直线l于点P,点P即为所求,PA+PB的最小值即为线段AB的长度理由:在l上任取异于点P的一点P´,连接AP´、BP´,在△ABP’中,AP´+BP´>AB,即AP´+BP´>AP+BP ∴P为直线AB与直线l的交点时,PA+PB最小.2.已知:如图,定点A和定点B在定直线l的同侧要求:在直线l上找一点P,使得PA+PB值最小(或△ABP的周长最小)解:作点A关于直线l的对称点A´,连接A´B交l于P,点P即为所求;理由:根据轴对称的性质知直线l为线段AA´的中垂线,由中垂线的性质得:PA=PA´,要使PA+PB最小,则需PA´+PB值最小,从而转化为模型1.3.已知:如图,定点A、B分布在定直线l的同侧(A、B两点到l的距离不相等)要求:在直线l上找一点P,使︱PA-PB︱的值最大解:连接BA并延长,交直线l于点P,点P即为所求;理由:此时︱PA-PB︱=AB,在l上任取异于点P的一点P´,连接AP´、BP´,由三角形的三边关系知︱P´A-P´B︱<AB,即︱P´A-P´B︱<︱PA-PB︱4. 已知:如图,定点A、B分布在定直线l的两侧(A、B两点到l的距离不相等)要求:在直线l上找一点P,使︱PA-PB︱的值最大解:作点B关于直线l的对称点B´,连接B´A并延长交于点P,点P即为所求;理由:根据对称的性质知l 为线段BB ´的中垂线,由中垂线的性质得:PB=PB ´,要使︱PA-PB ︱最大,则需︱PA-PB ´︱值最大 ,从而转化为模型3.典型例题1-1如图,直线y=x+4与x 轴、y 轴分别交于点A 和点B ,点C 、D 分别为线段AB 、OB 的中点,点P 为OA 上一动点,当PC+PD 最小时,点P 的坐标为_________,此时PC+PD 的最小值为_________.【分析】符合基本模型2的特征,作点D 关于x 轴的对称点D',连接CD'交x 轴于点P ,此时PC+PD 值最小,由条件知CD 为△BAO 的中位线,OP 为 △CDD'的中位线,易求OP 长,从而求出P 点坐标;PC+PD 的最小值即CD'长,可用勾股定理(或两点之间的距离公式,实质相同)计算.【解答】连接CD ,作点D 关于x 轴的对称点D ′,连接CD ′交x 轴于点P ,此时PC+PD 值最小.令y=x+4中x=0,则y=4,∴点B 坐标(0,4);令y=x+4中y=0,则x+4=0,解得:x=﹣6,∴点A 的坐标为(﹣6,0).∵点C 、D 分别为线段AB 、OB 的中点,∴CD 为△BAO 的中位线, ∴CD ∥x 轴,且CD=21AO=3,∵点D ′和点D 关于x 轴对称,∴O 为DD ′的中点,D ′(0,-1),∴OP 为△CDD ′的中位线,∴OP=21CD=23,∴点P 的坐标为(﹣,0).在Rt △CDD ′中,CD ′=22D D CD '+=2243+=5,即PC+PD 的最小值为5.【小结】还可用中点坐标公式先后求出点C 、点P 坐标;若题型变化,C 、D 不是AB 和OB 中点时,则先求直线CD ′的解析式,再求其与x 轴的交点P 的坐标.典型例题1-2如图,在平面直角坐标系中,已知点A 的坐标为(0,1),点B 的坐标为(,﹣2),点P 在直线y=﹣x 上运动,当|PA ﹣PB|最大时点P 的坐标为_________,|PA ﹣PB|的最大值是_________.【分析】符合基本模型4的特征,作A 关于直线y=﹣x 对称点C ,连接BC ,可得直线BC 的方程;求得BC 与直线y=﹣x 的交点P 的坐标;此时|PA ﹣PB|=|PC ﹣PB|=BC 取得最大值,再用两点之间的距离公式求此最大值.【解答】作A 关于直线y=﹣x 对称点C ,易得C 的坐标为(﹣1,0);连接BC ,可得直线BC的方程为y=﹣54x ﹣54,与直线y=﹣x 联立解得交点坐标P 为(4,﹣4);此时|PA﹣PB|=|PC ﹣PB|=BC 取得最大值,最大值BC=2223)2()1(-++=241; 【小结】“两点一线”大多考查基本模型2和4,需作一次对称点,连线得交点.变式训练1-1已知菱形OABC 在平面直角坐标系的位置如图所示,顶点A (5,0),OB=4,点P 是对角线OB 上的一个动点,D (0,1),当CP+DP 最短时,点P 的坐标为( )A .(0,0)B .(1,)C .(,)D .(,)变式训练1-2如图,菱形ABCD 中,对角线AC 和BD 交于点O ,AC=2,BD=2,E 为AB 的中点,P 为对角线AC 上一动点,则PE+PB 的最小值为__________.变式训练1-3如图,已知直线y=x+1与y轴交于点A,与x轴交于点D,抛物线y=x2+bx+c与直线交于A、E两点,与x轴交于B、C两点,且B点坐标为(1,0).(1)求该抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上找一点M,使|AM﹣MC|的值最大,求出点M的坐标.拓展模型1.已知:如图,A为锐角∠MON外一定点;要求:在射线OM上找一点P,在射线ON上找一点Q,使AP+PQ的值最小.解:过点A作AQ⊥ON于点Q,AQ与OM相交于点P,此时,AP+PQ最小;理由:AP+PQ≧AQ,当且仅当A、P、Q三点共线时,AP+PQ取得最小值AQ,根据垂线段最短,当AQ⊥ON时,AQ最小.2.已知:如图,A为锐角∠MON内一定点;要求:在射线OM上找一点P,在射线ON上找一点Q,使AP+PQ的值最小.解:作点A关于OM的对称点A′,过点A′作AQ⊥ON于点Q,A′Q交OM于点P,此时AP+PQ最小;理由:由轴对称的性质知AP=A′P,要使AP+PQ最小,只需A′P+PQ最小,从而转化为拓展模型13.已知:如图,A为锐角∠MON内一定点;要求:在射线OM上找一点P,在射线ON上找一点Q,使△APQ的周长最小解:分别作A点关于直线OM的对称点A1,关于ON的对称点A2,连接 A1A2交OM于点P,交ON于点Q,点P和点Q即为所求,此时△APQ周长最小,最小值即为线段A1A2的长度;理由:由轴对称的性质知AP=A1P,AQ=A2Q,△APQ的周长AP+PQ+AQ=A1P+PQ+A2Q,当A1、P、Q、A2四点共线时,其值最小.4. 已知:如图,A、B为锐角∠MON内两个定点;要求:在OM上找一点P,在ON上找一点Q,使四边形APQB的周长最小解:作点A关于直线OM的对称点A´,作点B关于直线ON的对称点B´,连接A´B´交OM于P,交ON于Q,则点P、点Q即为所求,此时四边形APQB周长的最小值即为线段AB和A´B´的长度之和;理由:AB长为定值,由基本模型将PA转化为PA´,将QB转化为QB´,当A´、P、Q、B´四点共线时,PA´+PQ+ QB´的值最小,即PA+PQ+ QB的值最小.5.搭桥模型已知:如图,直线m∥n,A、B分别为m上方和n下方的定点,(直线AB不与m垂直)要求:在m、n之间求作垂线段PQ,使得AP+PQ+BQ最小.分析:PQ为定值,只需AP+BQ最小,可通过平移,使P、Q“接头”,转化为基本模型解:如图,将点A沿着平行于PQ的方向,向下平移至点A′,使得AA′=PQ,连接A′B交直线n于点Q,过点Q作PQ⊥n,交直线m于点P,线段PQ即为所求,此时AP+PQ+BQ最小.理由:易知四边形QPAA′为平行四边形,则QA′=PA,当B、Q、A′三点共线时,QA′+BQ最小,即AP+BQ最小,PQ长为定值,此时AP+PQ+BQ最小.6.已知:如图,定点A、B分布于直线l两侧,长度为a(a为定值)的线段PQ在l上移动(P在Q左边)要求:确定PQ的位置,使得AP+PQ+QB最小分析:PQ为定值,只需AP+QB的值最小,可通过平移,使P、Q“接头”,转化为基本模型解:将点A沿着平行于l的方向,向右移至A´,使AA´=PQ=a,连接A´B交直线l于点Q,在l上截取PQ=a(P在Q左边),则线段PQ即为所求,此时AP+PQ+QB的最小值为A´B+PQ,即A´B+a理由:易知四边形APQA´为平行四边形,则PA=QA´,当A´、Q、B三点共线时,QA´+QB最小,即PA+QB最小,又PQ长为定值此时PA+PQ+QB值最小.7.已知:如图,定点A、B分布于直线l的同侧,长度a(a为定值)的线段PQ在l上移动(P在Q左边)要求:确定PQ的位置,使得四边形APQB周长最小分析:AB长度确定,只需AP+PQ+QB最小,通过作A点关于l的对称点,转化为上述模型3解:作A点关于l的对称点A´,将点A´沿着平行于l的方向,向右移至A´´,使A´A´´=PQ=a,连接A ´´B交l 于Q ,在l 上截取QP=a (P 在Q 左边),线段PQ 即为所求,此时四边形APQB 周长的最小值为A ´´B+AB+PQ ,即A ´´B+AB+a典型例题2-1如图,在矩形ABCD 中,AB=10,BC=5,若点M 、N 分别是线段AC 、AB 上的两个动点,则BM+MN 的最小值为 .【分析】符合拓展模型2的特征,作点B 关于AC 的对称点E ,再过点E 作AB 的垂线段,该垂线段的长即BM+MN 的最小值,借助等面积法和相似可求其长度.【解答】作点B 关于AC 的对称点E ,再过点E 作EN ⊥AB 于N ,则BM+MN=EM+MN ,其最小值即EN 长;∵AB=10,BC=5,∴AC=22BC AB +=55,等面积法求得AC 边上的高为55510⨯=25,∴BE=45, 易知△ABC ∽△ENB ,∴,代入数据解得EN=8. 即BM+MN 的最小值为8.【小结】该类题的思路是通过作对称,将线段转化,再根据定理、公理连线或作垂线;可作定点或动点关于定直线的对称点,有些题作定点的对称点易解,有些题则作动点的对称点易解.典型例题2-2如图,∠AOB=60°,点P是∠AOB内的定点且OP=,点M、N分别是射线OA、OB上异于点O的动点,则△PMN周长的最小值是()A.B.C.6 D.3【分析】符合拓展模型3的特征;作P点分别关于OA、OB的对称点C、D,连接CD分别交OA、OB于M、N,此时△PMN周长最小,其值为CD长;根据对称性连接OC、OD,分析条件知△OCD是顶角为120°的等腰三角形,作底边上高,易求底边CD.【解答】作P点分别关于OA、OB的对称点C、D,连接CD分别交OA、OB于M、N,如图,则MP=MC,NP=ND,OP=OD=OC=,∠BOP=∠BOD,∠AOP=∠AOC,∴PN+PM+MN=ND+MN+NC=DC,∠COD=∠BOP+∠BOD+∠AOP+∠AOC=2∠AOB=120°,∴此时△PMN周长最小,作OH⊥CD于H,则CH=DH,∵∠OCH=30°,∴OH=OC=,CH=OH=,∴CD=2CH=3.即△PMN周长的最小值是3;故选:D.【小结】根据对称的性质,发现△OCD是顶角为120°的等腰三角形,是解题的关键,也是难点.典型例题2-3如图,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=2,OC=6,∠A=60°,线段EF所在的直线为OD的垂直平分线,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E′关于x轴对称,连接BP、E′M.(1)请直接写出点A坐标为,点B坐标为;(2)当BP+PM+ME′的长度最小时,请求出点P的坐标.【分析】(1)解直角三角形求出OD,BD的长即可解决;(2)符合“搭桥模型”的特征;首先证明四边形OPME′是平行四边形,可得OP=EM,PM是定值,PB+ME′=OP+PB的值最小时,BP+PM+ME′的长度最小,此时P点为直线OB与EF的交点,结合OB的解析式可得P点坐标;【解答】(1)在Rt△ADO中,∵∠A=60°,AD=2,∴OD=2•tan60°=2,∴A(﹣2,2),∵四边形ABCO是平行四边形,∴AB=OC=6,∴DB=6﹣2=4,∴B(4,2)(2)如图,连接OP.∵EF垂直平分线段OD,PM⊥OC,∴∠PEO=∠EOM=∠PMO=90°,∴四边形OMPE是矩形,∴PM=OE=,∵OE=OE′,∴PM=OE′,PM∥OE′,∴四边形OPME′是平行四边形,∴OP=EM,∵PM是定值,∴PB+ME′=OP+PB的值最小时,BP+PM+ME′的长度最小,∴当O、P、B共线时,BP+PM+ME′的长度最小,∵直线OB的解析式为y=x,∴P(2,).【小结】求没有公共端点的两条线段之和的最小值,一般通过作对称和平移(构造平行四边形)的方法,转化为基本模型.典型例题2-4如图所示,在平面直角坐标系中,Rt△AOB的顶点坐标分别为A(﹣2,0),O(0,0),B(0,4),把△AOB绕点O按顺时针方向旋转90°,得到△COD.(1)求C、D两点的坐标;(2)求经过A、B、D三点的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上取两点E、F(点E在点F的上方),且EF=1,使四边形ACEF的周长最小,求出E、F两点的坐标.【分析】符合拓展模型7的特征,通过作对称、平移、连线,可找出E、F点,结合直线的解析式和抛物线的对称轴可解出E、F坐标.【解答】(1)由旋转的性质可知:OC=OA=2,OD=OB=4,∴C点的坐标是(0,2),D点的坐标是(4,0),(2)设所求抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,4a-2b+c=0由题意,得 16a+4b+c=0c=4解得a=-b=1,c=4,∴所求抛物线的解析式为y=-;(3)只需AF+CE最短,抛物线y=-的对称轴为x=1,将点A向上平移至A1(﹣2,1),则AF=A1E,作A1关于对称轴x=1的对称点A2(4,1),连接A2C,A2C与对称轴交于点E,E为所求,可求得A2C的解析式为y=-,当x=1时,y=,∴点E的坐标为(1,),点F的坐标为(1,).【小结】解决此类题的套路是“对称、平移、连线”;其中,作对称和平移的顺序可互换.变式训练2-1几何模型:条件:如图1,A,B是直线l同旁的两个定点.问题:在直线l上确定一点P,使PA+PB的值最小.方法:作点A关于直线l的对称点A’,连接A’B交l于点P,即为所求.(不必证明)模型应用:(1)如图2,已知平面直角坐标系中两定点A(0,﹣1)和B(2,﹣1),P为x轴上一动点,则当PA+PB的值最小是点P的横坐标是,此时PA+PB= .(2)如图3,正方形ABCD的边长为4,E为AB的中点,P是AC上一动点,连接BD,由正方形对称性可知,B与D关于直线AC对称.连接ED交AC于P,则PB+PE的最小值是.(3)如图4,在菱形ABCD中,AB=10,∠DAB=60°,P是对角线AC上一动点,E,F分别是线段AB和BC上的动点,则PE+PF的最小值是.(4)如图5,在菱形ABCD中,AB=6,∠B=60°,点G是边CD边的中点,点E.F分别是AG,AD上的两个动点,则EF+ED的最小值是.变式训练2-2如图,矩形ABCD中,AD=15,AB=10,E为AB边上一点,且DE=2AE,连接CE与对角线BD交于F;若P、Q分别为AB边和BC边上的动点,连接EP、PQ和QF;则四边形EPQF周长的最小值是___________.变式训练2-3如图,已知直线l 1∥l2,l1、l2之间的距离为8,点P到直线l1的距离为6,点Q到直线l2的距离为4,PQ=4,在直线l1上有一动点A,直线l2上有一动点B,满足AB⊥l2,且PA+AB+BQ最小,此时PA+BQ= .变式训练2-4如图,已知在平面直角坐标系xOy中,直角梯形OABC的边OA在y轴的正半轴上,OC在x轴的正半轴上,OA=AB=2,OC=3,过点B作BD⊥BC,交OA于点D.将∠DBC绕点B按顺时针方向旋转,角的两边分别交y轴的正半轴、x轴的正半轴于点E和F.(1)求经过A、B、C三点的抛物线的解析式;(2)当BE经过(1)中抛物线的顶点时,求CF的长;(3)在抛物线的对称轴上取两点P、Q(点Q在点P的上方),且PQ=1,要使四边形BCPQ 的周长最小,求出P、Q两点的坐标.中考真题1.要在街道旁建奶站,向居民区A、B提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使A、B到它的距离之和最短?小聪以街道为x轴,建立了如图所示的平面直角坐标系,A点坐标为(0,3),B点坐标为(6,5),则A、B两点到奶站距离之和的最小值是.2.如图,矩形ABOC 的顶点A 的坐标为(﹣4,5),D 是OB 的中点,E 是OC 上的一点,当△ADE 的周长最小时,点E 的坐标是( ) A .(0,)B .(0,)C .(0,2)D .(0,)3.如图,在矩形ABCD 中,AB=5,AD=3,动点P 满足S △PAB =31S 矩形ABCD ,则点P 到A 、B 两点距离之和PA+PB 的最小值为( ) A . B . C .5 D .4.已知抛物线y=x 2+1具有如下性质:该抛物线上任意一点到定点F (0,2)的距离与到x 轴的距离始终相等,如图,点M 的坐标为(,3),P 是抛物线y=x 2+1上一个动点,则△PMF 周长的最小值是( ) A .3 B .4C .5D .65.如图,点A (a ,3),B (b ,1)都在双曲线y=上,点C ,D ,分别是x 轴,y 轴上的动点,则四边形ABCD 周长的最小值为( ) A .B .C .D .6.如图,在Rt △ABC 中,∠C=90°,AC=3,BC=4,D 、E 分别是AB 、BC 边上的动点,则AE+DE 的最小值为( )A.B.C.5 D.7.如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=3,AC=6,点D,E分别是边BC,AC上的动点,则DA+DE的最小值为.8.如图,等腰△ABC的底边BC=20,面积为120,点F在边BC上,且BF=3FC,EG是腰AC的垂直平分线,若点D在EG上运动,则△CDF周长的最小值为.9.如图,菱形ABCD的边长为6,∠ABC=120°,M是BC边的一个三等分点,P是对角线AC上的动点,当PB+PM的值最小时,PM的长是()A.B.C.D.10.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,AD平分∠CAB交BC于D点,E,F分别是AD,AC上的动点,则CE+EF的最小值为()A.B.C.D.611.如图,在平面直角坐标系中,反比例函数y=(x>0)的图象与边长是6的正方形OABC的两边AB,BC分别相交于M,N 两点.△OMN的面积为10.若动点P在x轴上,则PM+PN 的最小值是()A.6B.10 C.2D.212.如图,△ABC中,AC=BC=2,AB=1,将它沿AB翻折得到△ABD,则四边形ADBC的形状是形,P、E、F分别为线段AB、AD、DB上的任意点,则PE+PF的最小值是.13.如图,已知抛物线y=x2+bx+c与直线y=x+3交于A,B两点,交x轴于C、D两点,连接AC、BC,已知A(0,3),C(﹣3,0).(1)求此抛物线的解析式;(2)在抛物线对称轴l上找一点M,使|MB﹣MD|的值最大,并求出这个最大值;(3)点P为y轴右侧抛物线上一动点,连接PA,过点P作PQ⊥PA交y轴于点Q,问:是否存在点P,使得以A,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.14.如图,在四边形ABCD中,∠B=∠C=90°,AB>CD,AD=AB+CD.(1)用尺规作∠ADC的平分线DE,交BC于点E,连接AE(保留作图痕迹,不写作法);(2)在(1)的条件下,①证明:AE⊥DE;②若CD=2,AB=4,点M,N分别是AE,AB上的动点,求BM+MN的最小值.15.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)三点.(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;(2)连接AC、BC,N为抛物线上的点且在第四象限,当S△NBC=S△ABC时,求N点的坐标;(3)在(2)问的条件下,过点C作直线l∥x轴,动点P(m,3)在直线l上,动点Q(m,0)在x轴上,连接PM、PQ、NQ,当m为何值时,PM+PQ+QN的和最小,并求出 PM+PQ+QN 和的最小值.16.如图,直线y=5x+5交x轴于点A,交y轴于点C,过A,C两点的二次函数y=ax2+4x+c的图象交x轴于另一点B.(1)求二次函数的表达式;(2)连接BC,点N是线段BC上的动点,作ND⊥x轴交二次函数的图象于点D,求线段ND 长度的最大值;(3)若点H为二次函数y=ax2+4x+c图象的顶点,点M(4,m)是该二次函数图象上一点,在x轴、y轴上分别找点F,E,使四边形HEFM的周长最小,求出点F,E的坐标.17.如图1,已知抛物线y=(x﹣2)(x+a)(a>0)与x轴从左至右交于A,B两点,与y轴交于点C.(1)若抛物线过点T(1,﹣),求抛物线的解析式;(2)在第二象限内的抛物线上是否存在点D,使得以A、B、D三点为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求a的值;若不存在,请说明理由.(3)如图2,在(1)的条件下,点P的坐标为(﹣1,1),点Q(6,t)是抛物线上的点,在x轴上,从左至右有M、N两点,且MN=2,问MN在x轴上移动到何处时,四边形PQNM 的周长最小?请直接写出符合条件的点M的坐标.18.如图,对称轴为直线x=2的抛物线经过A(﹣1,0),C(0,5)两点,与x轴另一交点为B.已知M(0,1),E(a,0),F(a+1,0),P是第一象限内抛物线上的动点.(1)求此抛物线的解析式;(2)当a=1时,求四边形MEFP的面积的最大值,并求此时点P的坐标;(3)若△PCM是以点P为顶点的等腰三角形,求a为何值时,四边形PMEF周长最小?请说明理由.19.探究:小明在求同一坐标轴上两点间的距离时发现,对于平面直角坐标系内任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),可通过构造直角三角形利用图1得到结论:P1P2=他还利用图2证明了线段P1P2的中点P(x,y)P的坐标公式:x=,y=.(1)请你帮小明写出中点坐标公式的证明过程;运用:(2)①已知点M(2,﹣1),N(﹣3,5),则线段MN长度为;②直接写出以点A(2,2),B(﹣2,0),C(3,﹣1),D为顶点的平行四边形顶点D的坐标:;拓展:(3)如图3,点P(2,n)在函数y=x(x≥0)的图象OL与x轴正半轴夹角的平分线上,请在OL、x轴上分别找出点E、F,使△PEF的周长最小,简要叙述作图方法,并求出周长的最小值.20.如图,直线y=kx+b(k、b为常数)分别与x轴、y轴交于点A(﹣4,0)、B(0,3),抛物线y=﹣x2+2x+1与y轴交于点C.(1)求直线y=kx+b的函数解析式;(2)若点P(x,y)是抛物线y=﹣x2+2x+1上的任意一点,设点P到直线AB的距离为d,求d关于x的函数解析式,并求d取最小值时点P的坐标;(3)若点E在抛物线y=﹣x2+2x+1的对称轴上移动,点F在直线AB上移动,求CE+EF的最小值.21.如图①,在平面直角坐标系中,OA=6,以OA为边长作等边三角形ABC,使得BC∥OA,且点B、C落在过原点且开口向下的抛物线上.(1)求这条抛物线的解析式;(2)在图①中,假设一动点P从点B出发,沿折线BAC的方向以每秒2个单位的速度运动,同时另一动点Q从O点出发,沿x轴的负半轴方向以每秒1个单位的速度运动,当点P 运动到A点时,P、Q都同时停止运动,在P、Q的运动过程中,是否存在时间t,使得PQ⊥AB,若存在,求出t的值,若不存在,请说明理由;(3)在BC边上取两点E、F,使BE=EF=1个单位,试在AB边上找一点G,在抛物线的对称轴上找一点H,使得四边形EGHF的周长最小,并求出周长的最小值.本人所著《初中几何模型与解题通法》已发行,可在当当、淘宝和京东搜索购买特色:1.由一线名师编写,更专业权威,各地历年中考压轴题几乎都能在书中找到对应的模型和方法,甚至出现大量高度类似题。
将军饮马的六种模型
将军饮马的六种模型将军饮马问题是一个经典的最优化问题,常见的有六种模型。
一、六大模型1.给定直线l和直线l的异侧两点A、B,在直线l上求一点P,使PA+PB最小。
2.给定直线l和直线l的同侧两点A、B,在直线l上求一点P,使PA+PB最小。
3.给定∠MON内一点P,在OM、ON上分别作点A、B,使△PAB的周长最小。
4.给定∠MON内的两点P、Q,在OM、ON上分别作点A、B,使四边形PAQB的周长最小。
5.给定∠MON外的一点A,在射线ON上作点P,使PA与点P到射线OM的距离之和最小。
6.给定∠MON内的一点A,在射线ON上作点P,使PA与点P到射线OM的距离之和最小。
二、常见题目Part1、三角形1.在等边△ABC中,AB=6,AD⊥BC,E是AC上的一点,M是AD上的一点,AE=2,求EM+EC的最小值。
解:连接BE,交AD于点M,则ME+MD最小。
过点B作BH⊥AC于点H,则EH=AH–AE=3–2=1.在直角△BHE中,BE=√(BH^2+HE^2)=√(3^2+1^2)=√10.因此,EM+EC=BE+BC-2AE=√10+6-2×2=√10+2.2.在锐角△ABC中,AB=√2,∠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的最小值是多少?解:作点B关于AD的对称点B',过点B'作B'E⊥AB于点E,交AD于点F,则线段B'E长就是BM+MN的最小值。
在XXX△AEB'中,根据勾股定理得到,B'E=√2.因此,XXX√2.3.在△ABC中,AB=2,∠BAC=30°,若在AC、AB上各取一点M、N,使BM+MN值最小,则这个最小值是多少?解:作AB关于AC的对称线段AB',过点B'作B'N⊥AB,垂足为N,交AC于点M,则B'N=MB'+MN=MB+MN。
将军饮马问题16大模型解析
将军饮马问题16大模型解析将军饮马问题,常见于教科书,也常用于实际生活。
这类题目最简单的方法就是画图像,但有些题目不会画图像怎么办呢?这里我来介绍一下16种模型。
解析一:当每位同学找出16种图形时,给每种图形做一个记号,不妨称之为一个象限。
我们先按照记号放入将军饮马问题的正确答案中,再对应题目要求去掉一个错误答案。
如上图中有: 1、 0、 2、3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、16。
现在我们要找到除了这些外的那种图形。
解析二:此题中的关键是: 1、问号必须比周围颜色浅2、和周围颜色一样3、比其他任何颜色都要深4、不能被周围的任何颜色包围着5、不在画面上6、被画面上的任何颜色包围着7、两个单一色的棋子只能摆成一行。
8、两个单一色的棋子可以摆成任意形状9、最后剩下两个棋子没有形状,那么我们再找一个单一色棋子,将其加进去即可。
因为单一色可以组合成任意形状,所以我们要找的那个棋子的颜色不需要固定。
我们从原始棋子开始找起,第一步:如果还有空位,则代表该颜色无法加入棋子;第二步:如果还有棋子未被占据,则代表该颜色能够加入棋子;第三步:如果没有可以加入的空位,则代表该颜色不能加入棋子。
如下图,有四个可以加入的位置。
因为每一个颜色都有两种可以加入的情况,那么最终结果就是: 2、 4、6、 7。
从而得到解题思路:即可从黑白棋子中各选一个加入其余两个已经加入棋子的空格,再把剩余两个棋子放在新空位上即可。
8、两个单一色的棋子只能摆成一行,我们只需要想办法使得摆出的两个棋子一起摆成一条线即可。
9、最后剩下两个棋子没有形状,那么我们再找一个单一色棋子,将其加进去即可。
因为单一色可以组合成任意形状,所以我们要找的那个棋子的颜色不需要固定。
我们从原始棋子开始找起,第一步:如果还有空位,则代表该颜色无法加入棋子;第二步:如果还有棋子未被占据,则代表该颜色能够加入棋子;第三步:如果没有可以加入的空位,则代表该颜色不能加入棋子。
(完整版)将军饮马问题的11个模型及例题
5.搭桥模型 已知:如图,直线m∥n,A、B分别为m上方和n下方的定
点,(直线AB不与m垂直)
要求:在m、n之间求作垂线段PQ,使得AP+PQ+BQ最小.
分析:PQ为定值,只需AP+BQ最小,可通过平移,使
P、Q“接头”,转化为基本模型
解:如图,将点A沿着平行于PQ的方向,向下平移至
【小结】“两点一线”大多考查基本模型2和4,需作一次对称点,连线得交点.
变式训练1-1
已知菱形OABC在平面直角坐标系的位置如图所示,顶点A(5,0),
OB=4 ,点P是对角线OB上的一个动点,D(0,1),当CP+DP最短
时,点P的坐标为( )
A.(0,0)B.(1, )C.( , )D.( , )
要求:确定PQ的位置,使得四边形APQB周长最小
分析:AB长度确定,只需AP+PQ+QB最小,通过作A点
关于l的对称点,转化为上述模型3
解:作A点关于l的对称点A´,将点A´沿着平行于l
的方向,向右移至A´´,使A´A´´=PQ=a,连接A´´B
交l于Q,在l上截取QP=a(P在Q左边),线段
PQ即为所求,此时四边形APQB周长的最小值为
点到l的距离不相等)
要求:在直线l上找一点P,使︱PA-PB︱的值最大
解:作点B关于直线l的对称点B´,连接B´A并延长交
于点P,点P即为所求;
理由:根据对称的性质知l为线段BB´的中垂线,由中垂
线的性质得:PB=PB´,要使︱PA-PB︱最大,则需
︱PA-PB´︱值最大 ,从而转化为模型3.
中考复习专题:中考中“将军饮马”问题的常见模型及典型例题 课件
使得△PBC的周长最小,如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请
说明理由。
y
C
P
A
B
O
x
【技巧】此类问题有一个动点在一条直线上运动,在直线的一侧有两个 定点,先找出其中一个定点关于这条直线的对称点,然后连接这个对称 点和另一个定点,与已知直线有个交点,这个交点就是使得这个动点到 两个定点距离之和最小的点。
y A
D E OC B x
y
A
C
D
E
C′O C
B
x
数学活动室
1.一次函数 y kx b 的图象与x、y轴分别交于点A(2,0)、B
(0,4).
学 (1)求该函数的解析式;
(2)O为坐标原点,设OA的中点为C,D、P分别为AB、OB上一
以 动点,求△PCD的最小值,并求取得最小值时P点坐标。
y
致
B
用
D P
O CA
x
2020年中考复习专题:中考中“将军 饮马” 问题的 常见模 型及典 型例题 课件(共38张PPT)中考复习课件中 考ppt课 件中考 专题复 习课件 优秀课 件
梳理体系
【将军饮马问题模型4】双动点双对称(四边形周长的最小值问题)
P1
M
a
A
B b
N
P2
2020年中考复习专题:中考中“将军 饮马” 问题的 常见模 型及典 型例题 课件(共38张PPT)中考复习课件中 考ppt课 件中考 专题复 习课件 优秀课 件
数学活动室
1.如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,直线 y x 4 与x轴交于点A,过点A的抛物线 y ax2 bx与直线 y x 4 交于
另一点B,且点B的横坐标为1.
初中数学常见模型之将军饮马
将军饮马模型一、背景知识:【传说】早在古罗马时代,传说亚历山大城有一位精通数学和物理的学者,名叫海伦.一天,一位罗马将军专程去拜访他,向他请教一个百思不得其解的问题.将军每天从军营A出发,先到河边饮马,然后再去河岸同侧的军营B开会,应该怎样走才能使路程最短?这个问题的答案并不难,据说海伦略加思索就解决了它.从此以后,这个被称为“将军饮马”的问题便流传至今.【问题原型】将军饮马造桥选址费马点【涉及知识】两点之间线段最短,垂线段最短;三角形两边三边关系;轴对称;平移;【解题思路】找对称点,实现折转直二、将军饮马问题常见模型1.两定一动型:两定点到一动点的距离和最小例1:在定直线l上找一个动点P,使动点P到两个定点A与B的距离之和最小,即PA+PB 最小.作法:连接AB,与直线l的交点Q,Q即为所要寻找的点,即当动点P跑到了点Q处,PA+PB最小,且最小值等于AB.原理:两点之间线段最短。
证明:连接AB,与直线l的交点Q,P为直线l上任意一点,在⊿PAB中,由三角形三边关系可知:AP+PB≧AB(当且仅当PQ重合时取﹦)例2:在定直线l上找一个动点P,使动点P到两个定点A与B的距离之和最小,即PA+PB的和最小.关键:找对称点作法:作定点B关于定直线l的对称点C,连接AC,与直线l的交点Q即为所要寻找的点,即当动点P跑到了点Q处,PA+PB和最小,且最小值等于AC.原理:两点之间,线段最短证明:连接AC,与直线l的交点Q,P为直线l上任意一点,在⊿PAC中,由三角形三边关系可知:AP+PC≧AC(当且仅当PQ重合时取﹦)2.两动一定型例3:在∠MON的内部有一点A,在OM上找一点B,在ON上找一点C,使得△BAC周长最短.作法:作点A关于OM的对称点A’,作点A关于ON的对称点A’’,连接A’ A’’,与OM 交于点B,与ON交于点C,连接AB,AC,△ABC即为所求.原理:两点之间,线段最短例4:在∠MON的内部有点A和点B,在OM上找一点C,在ON上找一点D,使得四边形ABCD周长最短.作法:作点A关于OM的对称点A’,作点B关于ON的对称点B’,连接A’ B’,与OM交于点C,与ON交于点D,连接AC,BD,AB,四边形ABCD即为所求.原理:两点之间,线段最短3.两定两动型最值例5:已知A、B是两个定点,在定直线l上找两个动点M与N,且MN长度等于定长d(动点M位于动点N左侧),使AM+MN+NB的值最小.提示:存在定长的动点问题一定要考虑平移作法一:将点A向右平移长度d得到点A’,作A’关于直线l的对称点A’’,连接A’’B,交直线l于点N,将点N向左平移长度d,得到点M。
几何模型-将军饮马模型(将军饮马、将军遛马、造桥选址等)-中考数学第二轮总复习课件(全国通用)
是OC上的一点,当△ADE的周长最小时,点E的坐标是( B )
A.(0,4 ) B.(0,5 ) C.(0,2) D.(0,10 )
3
3
3
河边
y
A
C
E E
B
DO
D´ x
针对训练
将军饮马---两定一动
知识点二
如图:已知⊙O的直径CD为2,︵AC的度数为60º,点B是A︵C的中点,在直
径CD上作出点P,使BP+AP的值最小,则BP+AP的最小值为__2___
A
B CP
B'
D O 河边
知识点
01 线段之差最短(长)
02
将军饮马
03
将军遛马
04
造桥选址
05
垂线段最短
情境导入
将军遛马---两定两动
知识点三
【引例1】如图,A,B均为驻地,将军某 B´
一天要从驻地A出马,先到草地边某处 M 牧马,再到河边饮马,然后回到驻地B,
这位怎样走路程最短?
图形特征:两定两动; 适用模型:将军遛马(台球两次碰壁); 基本策略:同侧化异侧、折线化直线; 基本方法:N个动点N条河,N次对称跑不脱; 基本原理:两点之间线段最短; 解题关键:根据结论抓点、线.
D 河流 N
草地
C
A´
将军饮马问题的11个模型及例题
将军饮马问题的11个模型及例题编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(将军饮马问题的11个模型及例题)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为将军饮马问题的11个模型及例题的全部内容。
将军饮马问题问题概述路径最短、线段和最小、线段差最大、周长最小等一系列最值问题方法原理1。
两点之间,线段最短;2。
三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;3。
中垂线上的点到线段两端点的距离相等;4。
垂线段最短。
基本模型1.已知:如图,定点A、B分布在定直线l两侧;要求:在直线l上找一点P,使PA+PB的值最小解:连接AB交直线l于点P,点P即为所求,PA+PB的最小值即为线段AB的长度理由:在l上任取异于点P的一点P´,连接AP´、BP´,在△ABP’中,AP´+BP´>AB,即AP´+BP´〉AP+BP∴P为直线AB与直线l的交点时,PA+PB最小.2.已知:如图,定点A和定点B在定直线l的同侧要求:在直线l上找一点P,使得PA+PB值最小(或△ABP的周长最小)解:作点A关于直线l的对称点A´,连接A´B交l于P,点P即为所求;理由:根据轴对称的性质知直线l为线段AA´的中垂线,由中垂线的性质得:PA=PA´,要使PA+PB最小,则需PA´+PB值最小,从而转化为模型1.3.已知:如图,定点A、B分布在定直线l的同侧(A、B两点到l的距离不相等)要求:在直线l上找一点P,使︱PA—PB︱的值最大解:连接BA并延长,交直线l于点P,点P即为所求;理由:此时︱PA—PB︱=AB,在l上任取异于点P的一点P´,连接AP´、BP´,由三角形的三边关系知︱P´A-P´B︱<AB,即︱P´A—P´B︱〈︱PA—PB︱4。