初中数学之将军饮马的6种模型(培优)
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。
初中数学常见模型之将军饮马
d得到点A2,连接A2 B,交直线l于点Q,将点Q向左平移长
度d,得到点Q。
原理:两点之间,线段最短,最小值为A’’B+MN
例6:(造桥选址)将军每日需骑马从军营出发,去河岸对侧的瞭望台观察敌情, 已知河流的宽度为30米,请问,在何地修浮桥,可使得将军每日的行程最短?
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
作法:连接AB,作AB的中垂线与l的交点,即为所求点P 此时|PA-PB |=0
原理:线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等
例9:在定直线l上找一个动点C,使动点C到两个定点A与B的距离之差最大 即|PA-PB |最大
作法:延长BA交l于点C,点C即为所求, 即点B、A、C三点共线时,最大值为AB的长度。
A
E M
A
E
M
H
B
D
CB
D
C
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
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。
中考培优竞赛专题经典讲义 最值问题之将军饮马问题
最值问题之将军饮马问题最值问题是老师们最爱考的热门题型之一,综合性较强,需要一定的基本功,一般考察时一般放在压轴位置。
模型讲解【基本模型】问题:在直线l上找一点P,使得P A+PB的值最小解析:连接AB,与直线l交点即为点P(两点之间线段最短)【拓展模型1】问题:在直线/上找一点P,使得P A+PB的值最小解析:点A作关于l的对称点A',连接BA',与直线l的交点即为点P,此时P A+PB的最小值即为线段BA′的长度.【练习】1、尺规作图:在直线MN上找一点P,使得∠APN=∠BPN.(保留作图痕迹)【模型拓展2】1、如图,已知点P为定点,定长线段AB在直线MN上运动,在什么位置时,P A=PB最小?思维转化:将线段AB移动,点P不动,理解为线段AB不动,点P在直线CD上移动,将模型转化为最基本模型【模型拓展3】问题:∠MON内一定点A,点P、Q分别为OM、ON上的动点,求△APQ周长的最小值.解析:点A作关于ON和OM的对称点A1、A2,,连接A1A2,与ON、OM交点即为Q、P,线段A1A2的长度即为△APQ周长的最小值.基本结论:①△A1OA2必为等腰三角形,且腰长等于线段OA的长.②∠A1OA2=2∠MON.四边形ABPQ周长最小的模型,最小值即为线段AB+A'B'的长度和.【模型拓展4】问题:求AB+BC+CD的最小值问题解析:作点A关于ON的对称点A',点D关于OM的对称点D′,连接A'D′,最小值即为线段A'D'的长度.(作点A和点D的对称点的过程中,也可以直接将OM、ON整个对称过去,使得图形更加完整)【模型拓展5】MN垂直两平行线,求AM+MN+NB的最小值模型.其中MN 为定值,故只需求AM +NB 的最小值,将点A 向下平移MN 的长度得到A ′,连接A ′B ,线段A ′B 的长度即为AM +NB 的最小值直线l 上有一长度不变线段MN 移动,求AM +MN +NB 最小值的模型.将A 点向右平移MN 的长度,以此转化为基本模型,最小值即为MN +A 2B【例题讲解】例题1、如图,在平面直角坐标系中,Rt △OAB 的顶点A 在x 轴的正半轴上,顶点B 的坐标为(3,点C 的坐标为(12,0),点P 为斜边OB 上的一动点,则P A +PC 的最小值为 .解:作A 关于OB 的对称点D ,连接CD 交OB 于P ,连接AP ,过D 作DN ⊥OA 于N ,则此时P A +PC 的值最小,∵DP =P A ,∴P A +PC =PD +PC =CD ,∵B (3,∴AB OA =3,∵tan ∠AOB =AB OA AOB =30°,∴OB =2AB = 由三角形面积公式得:12×OA ×AB =12×OB ×AM ,∴AM =32,∴AD =2×32=3,∵∠AMB =90°,∠B =60°,∴∠BAM =30°,∵∠BAO =90°,∴∠OAM =60°,∵DN ⊥OA ,∴∠NDA =30°,∴AN =12AD =32,由勾股定理得:DN ,∵C (12,0),∴CN =3﹣12﹣32=1,在Rt △DNC 中,由勾股定理得:DC ,即P A+PC.【思考】若把题中条件点“C的坐标为(12,0)”改为“点C为OA边上一动点”,其它条件不变,那么此时P A+PC最小值又是多少呢?解答:∵P A+PC=PC+PD=CD≥DN,∴P A+PC.例题2、某长方体的长、宽、高分别为4、3、5,(1)如图1,点A、B分别为该长方体的两个顶点,已知蚂蚁从点A沿长方体侧面爬到点B,则最短路线长是多少?(2)如图2,点A、C分别为该长方体的两个顶点,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C,那么所用细线最短长度是.(3)如图2,点A、C分别为该长方体的两个顶点,如果用一根细线从点A开始经过4个侧面缠绕三圈到达点C,那么所用细线最短长度是.(4)如图3,已知圆柱高4米,底面周长1米.如果用花圈从上往下均匀缠绕圆柱3圈(如图),那么螺旋形花圈的长至少米.答案:例题3、如图,在五边形ABCDE中,∠BAE=120°,∠B=∠E=90°,AB=BC=1,AE=DE=2,在BC、DE上分别找一点M、N.(1)当△AMN的周长最小时,∠AMN+∠ANM=;(2)求△AMN的周长最小值.解:作A 关于BC 和ED 的对称点A ′,A ″,连接A ′A ″,交BC 于M ,交ED 于N ,则A ′A ″即为△AMN 的周长最小值.⑴作EA 延长线的垂线,垂足为H ,∠BAE =120°,∴∠AA ′A ″+∠AA ″A ′=60°,∠AA ′A ″=∠A ′AM ,∠AA ″A ′=∠EAN ,∴∠CAN =120°-∠AA ′A ″-∠AA ″A ′=60°,也就是说∠AMN +∠ANM =180°-60°=120°.⑵过点A ′作EA 延长线的垂线,垂足为H ,∵AB =BC =1,AE =DE =2,∴AA ′=2BA =2,AA ″=2AE =4,则Rt △A ′HA 中,∵∠EAB =120°,∴∠HAA ′=60°,∵A ′H ⊥HA ,∴∠AA ″H =30°,∴AH =12AA ′=1,∴A ′H ,A ″H =1+4=5,∴A ′A ″=例题4、如图,正方形ABCD 的边长为4,点E 在边BC 上且CE =1MN 在AC 上运动.(1)求四边形BMNE 周长最小值;(2)当四边形BMNE 的周长最小时,则tan ∠MBC 的值为 .解:作EF ∥AC 且EF DF 交AC 于M ,在AC 上截取MN DF 交BC 于P ,作FQ ⊥BC 于Q ,作出点E 关于AC 的对称点E ′,则CE ′=CE =1,将MN 平移至E ′F ′处,则四边形MNE ′F ′为平行四边形,当BM +EN =BM +FM =BF ′时,四边形BMNE 的周长最小,由∠FEQ =∠ACB =45°,可求得FQ =EQ =1,∵∠DPC =∠FPQ ,∠DCP =∠FQP ,∴△PFQ ∽△PDC , ∴PQ PQ QE EC ++=PQ CD ,∴2PQ PQ +=14,解得:PQ =23,∴PC =83,由对称性可求得tan∠MBC=tan∠PDC=23.例题5、在平面直角坐标系中,已知点A(一2,0),点B(0,4),点E在OB上,且∠OAE=∠OB A.如图,将△AEO沿x轴向右平移得到△AE′O′,连接A'B、BE'.当AB+BE'取得最小值时,求点E'的坐标.【提示】将△AEO向右平移转化为△AEO不动,点B向左平移,则点B移动的轨迹为一平行于x轴的直线,所以作点E关于该直线的对称点E1,连接AE1,与该直线交点F即为最小时点B的位置,求出BF长度即可求出点E向右平移的距离.例题6、如图,已知正比例函数y=kx(k>0)的图像与x轴相交所成的锐角为70°,定点A的坐标为(0,4),P为y轴上的一个动点,M、N为函数y=kx(k>0)的图像上的两个动点,则AM+MP+PN的最小值为.解:如图所示,直线OC 、y 轴关于直线y =kx 对称,直线OD 、直线y =kx 关于y 轴对称,点A ′是点A 关于直线y =kx 的对称点.作A ′E ⊥OD 垂足为E ,交y 轴于点P ,交直线y =kx 于M ,作PN ⊥直线y =kx 垂足为N ,∵PN =PE ,AM =A ′M ,∴AM +PM +PN =A ′M +PM +PE =A ′E 最小(垂线段最短),在RT △A ′EO 中,∵∠A ′EO =90°,OA ′=4,∠A ′OE =3∠AOM =60°,∴OE =12OA ′=2,A ′E .∴AM +MP +PN 的最小值为【巩固练习】1、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 .2、在菱形ABCD 中,对角线AC =6,BD =8,点E 、F 、P 分别是边AB 、BC 、AC 上的动点,PE +PF 的最小值是 .3、如图,在边长为2的等边△ABC 中,D 为BC 的中点,E 是AC 边上一点,则BE +DE 的最小值为 .4、如图,钝角三角形ABC 的面积为9,最长边AB =6,BD 平分∠ABC ,点M 、N 分别是BD 、BC 上的动点,则CM +MN 的最小值为 .5、如图,在△ABC 中,AM 平分∠BAC ,点D 、E 分别为AM 、AB 上的动点,(1)若AC =4,S △ABC =6,则BD +DE 的最小值为(2)若∠BAC =30°,AB =8,则BD +DE 的最小值为 .(3)若AB =17,BC =10,CA =21,则BD +DE 的最小值为 .AB C DEM6、如图,在△ABC 中,AB =BC =4,S △ABC =,点P 、Q 、K 分别为线段AB 、BC 、AC 上任意一点,则PK +QK 的最小值为 .7、如图,AB 是⊙O 的直径,AB =8,点M 在⊙O 上,∠MAB =20°,N 是弧MB 的中点,P 是直径AB 上的一动点,则PM +PN 的最小值为 .B8、如图,在锐角△ABC 中,AB =4,∠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.9、如图,圆柱形玻璃杯高为12cm 、底面周长为18cm ,在杯内离杯底4cm 的点C 处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿4cm 与蜂蜜相对的点A 处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为cm .10、如图,菱形OABC中,点A在x轴上,顶点C的坐标为(1,动点D、E分别在射线OC、OB上,则CE+DE+DB的最小值是.11、如图,点A(a,1)、B(-1,b)都在双曲线y=-3x(x<0)上,点P、Q分别是x轴、y轴上的动点,当四边形P ABQ的周长取最小值时,PQ所在直线的解析式是.12、如图,点P是∠AOB内任意一点,OP=5cm,点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点,△PMN周长的最小值是5cm,则∠AOB的度数是.13、如图,∠AOB=30°,点M、N分别在边OA、OB上,且OM=1,ON=3,点P、Q分别在边OB、OA上,则MP+PQ+QN的最小值是.14、如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D是AB边的中点,过D作DE⊥BC于点E.(1)点P是边BC上的一个动点,在线段BC上找一点P,使得AP+PD最小,在下图中画出点P;(2)在(1)的条件下,连接CD交AP于点Q,求AQ与PQ的数量关系;AC E D15、在矩形ABCD 中,AB =6,BC =8,G 为边AD 的中点.(1)如图1,若E 为AB 上的一个动点,当△CGE 的周长最小时,求AE 的长.(2)如图2,若E 、F 为边AB 上的两个动点,且EF =4,当四边形CGEF 的周长最小时,求AF 的长.16、图1,图2为同一长方体房间的示意图,图2为该长方体的表面展开图.(1)蜘蛛在顶点A ′处,①苍蝇在顶点B 处时,试在图1中画出蜘蛛为捉住苍蝇,沿墙面爬行的最近路线;②苍蝇在顶点C 处时,图2中画出了蜘蛛捉住苍蝇的两条路线,往天花板ABCD 爬行的最近路线A 'GC 和往墙面BB 'C 'C 爬行的最近路线A 'HC ,试通过计算判断哪条路线更近?(2)在图3中,半径为10dm 的OM 与D 'C '相切,圆心M 到边CC ′的距离为15dm ,蜘蛛P 在线段AB 上,苍蝇Q 在OM 的圆周上,线段PQ 为蜘蛛爬行路线.若PQ 与OM 相切,试求PQ 的长度的范围.17.如图,抛物线21242y x x =-++交y 轴于点B ,点A 为x 轴上的一点,OA =2,过点A 作直线MN ⊥AB 交抛物线与M 、N 两点.(1)求直线AB 的解析式;(2)将线段AB 沿y 轴负方向平移t 个单位长度,得到线段11A B ,求11MA MB +取最小值时实数t 的值.参考答案1.解:连接BD,∵点B与D关于AC对称,∴PD=PB,∴PD+PE=PB+PE=BE最小.∵正方形ABCD的面积为12,∴AB=又∵△ABE是等边三角形,∴BE=AB=.2.解:∵四边形ABCD是菱形,对角线AC=6,BD=8,∴AB=5,作E关于AC的对称点E′,作E′F⊥BC于F交AC于P,连接PE,则E′F即为PE+PF的最小值,∵12⋅AC⋅BD=AD⋅E′F,∴E′F=245,∴PE+PF的最小值为245.3.解:作B关于AC的对称点B′,连接BB′、B′D,交AC于E,此时BE+ED=B′E+ED=B′D,根据两点之间线段最短可知B′D就是BE+ED的最小值,∵B、B′关于AC的对称,∴AC、BB′互相垂直平分,∴四边形ABCB′是平行四边形,∵三角形ABC是边长为2,D为BC的中点,∴AD⊥BC,AD BD=CD=1,BB′=2AD=,作B′G⊥BC的延长线于G,∴B′G=AD,在Rt△B′BG中,BG=3,∴DG=BG﹣BD=3﹣1=2,在Rt△B′DG中,B′D故BE +ED4.解:过点C 作CE ⊥AB 于点E ,交BD 于点M ,过点M 作MN ⊥BC 于N ,∵BD 平分∠ABC ,ME ⊥AB 于点E ,MN ⊥BC 于N ,∴MN =ME ,∴CE =CM +ME =CM +MN 是最小值.∵三角形ABC 的面积为9,AB =6,∴12×6 CE =9,∴CE =3.即CM +MN 的最小值为3.5.H E'A C DEM提示:作点E 关于AM 的对称点E ′,BH ⊥AC 于H ,易知BD +DE 的最小值即为BH 的长.答案:(1)3;(2)4;(3)8.6.解:如图,过A 作AH ⊥BC 交CB 的延长线于H ,∵AB =CB =4,S △ABC =AH =∴cos ∠HAB =AH ABHAB =30°,∴∠ABH =60°,∴∠ABC =120°, ∵∠BAC =∠C =30°,作点P 关于直线AC 的对称点P ′,过P ′作P ′Q ⊥BC 于Q 交AC 于K ,则P′Q的长度=PK+QK的最小值,∴∠P′AK=∠BAC=30°,∴∠HAP′=90°,∴∠H=∠HAP′=∠P′QH=90°,∴四边形AP′QH是矩形,∴P′Q=AH=即PK+QK的最小值为7.解:作点N关于AB的对称点N′,连接OM、ON、ON′、MN′,则MN′与AB的交点即为PM+PN的最小时的点,PM+PN的最小值=MN′,∵∠MAB=20°,∴∠MOB=2∠MAB=2×20°=40°,∵N是弧MB的中点,∴∠BON=12∠MOB=12×40°=20°,由对称性,∠N′OB=∠BON=20°,∴∠MON′=∠MOB+∠N′OB=40°+20°=60°,∴△MON′是等边三角形,∴MN′=OM=OB=12AB=182⨯=4,∴PM+PN的最小值为4,8.解:如图,作BH⊥AC,垂足为H,交AD于M′点,过M′点作M′N′⊥AB,垂足为N′,则BM′+M′N′为所求的最小值.∵AD是∠BAC的平分线,∴M′H=M′N′,∴BH是点B到直线AC的最短距离,∵AB=4,∠BAC=45°,∴BH=AB⋅sin45°=4=∵BM+MN的最小值是BM′+M′N′=BM′+M′H=BH=9.解:沿过A 的圆柱的高剪开,得出矩形EFGH ,过C 作CQ ⊥EF 于Q ,作A 关于EH 的对称点A ′,连接A ′C 交EH 于P ,连接AP ,则AP +PC 就是蚂蚁到达蜂蜜的最短距离,∵AE =A ′E ,A ′P =AP ,∴AP +PC =A ′P +PC =A ′C ,∵CQ =12×18cm =9cm ,A ′Q =12cm ﹣4cm +4cm =12cm ,在Rt △A ′QC 中,由勾股定理得:A ′C =15cm ,故答案为:15.10.解:连接AC ,作B 关于直线OC 的对称点E ′,连接AE ′,交OC 于D ,交OB 于E ,此时CE +DE +BD 的值最小,∵四边形OCBA 是菱形,∴AC ⊥OB ,AO =OC ,即A 和C 关于OB 对称,∴CE =AE ,∴DE +CE =DE +AE =AD ,∵B 和E ′关于OC 对称,∴DE ′=DB ,∴CE +DE +DB =AD +DE ′=AE ′,过C 作CN ⊥OA 于N ,∵C (1),∴ON =1,CN由勾股定理得:OC =2,即AB =BC =OA =OC =2,∴∠CON =60°,∴∠CBA =∠COA =60°, ∵四边形COAB 是菱形,∴BC ∥OA ,∴∠DCB =∠COA =60°,∵B 和E ′关于OC 对称,∴∠BFC =90°,∴∠E ′BC =90°﹣60°=30°,∴∠E ′BA =60°+30°=90°,CF =12BC =1,由勾股定理得:BF E ′F ,在Rt △EBA 中,由勾股定理得:AE ′=4,即CE +DE +DB 的最小值是4.11.解:把点A(a,1)、B(﹣1,b)代入y=﹣3x(x<0)得a=﹣3,b=3,则A(﹣3,1)、B (﹣1,3),作A点关于x轴的对称点C,B点关于y轴的对称点D,所以C点为(﹣3,﹣1),D点为(1,3),连结CD分别交x轴、y轴于P点、Q点,此时四边形P ABQ的周长最小,设直线CD的解析式为y=kx+b,则313k bk b-+=-⎧⎨+=⎩,解得12kb=⎧⎨=⎩,所以直线CD的解析式为y=x+2.12.解:分别作点P关于OA、OB的对称点C、D,连接CD,分别交OA、OB于点M、N,连接OC、OD、PM、PN、MN,如图所示:∵点P关于OA的对称点为D,关于OB的对称点为C,∴PM=DM,OP=OD,∠DOA=∠POA;∵点P关于OB的对称点为C,∴PN=CN,OP=OC,∠COB=∠POB,∴OC=OP=OD,∠AOB=12∠COD,∵△PMN周长的最小值是5cm,∴PM+PN+MN=5,∴DM+CN+MN=5,即CD=5=OP,∴OC=OD=CD,即△OCD是等边三角形,∴∠COD=60°,∴∠AOB=30°;13.解:作M关于OB的对称点M′,作N关于OA的对称点N′,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°,∴在Rt △M ′ON ′中,M ′N ′14.A'AB PC EDQA'A B P C E D解:(1)作点A 关于BC 的对称点A ′,连DA ′交BC 于点P.(2)由(1)可证得PA 垂直平分CD ,∴AQCQ =3PQ15.解:(1)∵E 为AB 上的一个动点,∴作G 关于AB 的对称点M ,连接CM 交AB 于E ,那么E 满足使△CGE 的周长最小; ∵在矩形ABCD 中,AB =6,BC =8,G 为边AD 的中点,∴AG =AM =4,MD =12, 而AE ∥CD ,∴△AEM ∽△DCM ,∴AE :CD =MA :MD ,∴AE =CD MA MD=2; (2)∵E 为AB 上的一个动点,∴如图,作G 关于AB 的对称点M ,在CD 上截取CH =4,然后连接HM 交AB 于E ,接着在EB 上截取EF =4,那么E 、F 两点即可满足使四边形CGEF 的周长最小.∵在矩形ABCD 中,AB =6,BC =8,G 为边AD 的中点,∴AG =AM =4,MD =12,而CH =4,∴DH =2,而AE∥CD,∴△AEM∽△DHM,∴AE:HD=MA:MD,∴AE=HD MAMD⨯=23,∴AF=4+23=143.16.解:(1)①根据“两点之间,线段最短”可知:线段A′B为最近路线,如图1所示.②Ⅰ.将长方体展开,使得长方形ABB′A′和长方形ABCD在同一平面内,如图2①.在Rt△A′B′C中,∠B′=90°,A′B′=40,B′C=60,∴ACⅡ.将长方体展开,使得长方形ABB′A′和长方形BCC′B′在同一平面内,如图2②.在Rt△A′C′C中,∠C′=90°,A′C′=70,C′C=30,∴A′C=ABCD爬行的最近路线A′GC更近;(2)过点M作MH⊥AB于H,连接MQ、MP、MA、MB,如图3.∵半径为10dm的⊙M与D′C′相切,圆心M到边CC′的距离为15dm,BC′=60dm,∴MH=60﹣10=50,HB=15,AH=40﹣15=25,根据勾股定理可得AM,MB∴50≤MP∵⊙M 与PQ 相切于点Q ,∴MQ ⊥PQ ,∠MQP =90°,∴PQ当MP =50时,PQ当MP时,PQ55.∴PQ 长度的范围是≤PQ ≤55dm .17.解:(1)依题意,易得B (0,4),A (2,0),则AB 解析式:42+-=x y(2)∵AB ⊥MN∴直线MN :121-=x y 与抛物线联立可得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=++-=12142212x y x x y 解得:M (-2,-2)将AB 向负方向平移t 个单位后,A 1(2,-t ),B 1(0,4-t ) 则A 1关于直线x =-2的对称点A 2为(-6,-t )当A 2、M 、B 1三点共线时,11MA MB +取最小值 ∴314=t。
中考数学动点问题之将军饮马问题
中考数学“将军饮马”类题型大全一.求线段和最值1(一)两定一动型例1:如图,AM⊥EF,BN⊥EF,垂足为M、N,MN=12m,AM=5m,BN=4m,P是EF上任意一点,则PA+PB的最小值是______m.分析:这是最基本的将军饮马问题,A,B是定点,P是动点,属于两定一动将军饮马型,根据常见的“定点定线作对称”,可作点A关于EF的对称点A’,根据两点之间,线段最短,连接A’B,此时A’P+PB即为A’B,最短.而要求A’B,则需要构造直角三角形,利用勾股定理解决.解答:作点A关于EF的对称点A’,过点A’作A’C⊥BN的延长线于C.易知A’M=AM=NC=5m,BC=9m,A’C=MN=12m,在Rt⊥A’BC中,A’B=15m,即PA+PB的最小值是15m.变式:如图,在边长为2的正三角形ABC中,E,F,G为各边中点,P为线段EF上一动点,则⊥BPG周长的最小值为_________.分析:考虑到BG为定值是1,则⊥BPG的周长最小转化为求BP+PG的最小值,又是两定一动的将军饮马型,考虑作点G关于EF的对称点,这里有些同学可能看不出来到底是哪个点,我们不妨连接AG,则AG⊥BC,再连接EG,根据“直角三角形斜边中线等于斜边的一半”,可得AE=EG,则点A就是点G关于EF的对称点.最后计算周长时,别忘了加上BG的长度.解答:连接AG,易知PG=PA,BP+PG=BP+PA,当B,P,A三点共线时,BP+PG=BA,此时最短,BA=2,BG=1,即⊥BPG周长最短为3.2(二)一定两动型例2:如图,在⊥ABC中,AB=AC=5,D为BC中点,AD=5,P为AD上任意一点,E为AC 上任意一点,求PC+PE的最小值.分析:这里的点C是定点,P,E是动点,属于一定两动的将军饮马模型,由于⊥ABC是等腰三角形,AD是BC中线,则AD垂直平分BC,点C关于AD的对称点是点B,PC+PE=PB+PE,显然当B,P,E三点共线时,BE更短.但此时还不是最短,根据“垂线段最短” 只有当BE⊥AC时,BE最短.求BE时,用面积法即可.解答:作BE⊥AC交于点E,交AD于点P,易知AD⊥BC,BD=3,BC=6,则AD·BC=BE·AC,4×6=BE·5,BE=4.8变式:如图,BD平分⊥ABC,E,F分别为线段BC,BD上的动点,AB=8,⊥ABC的周长为20,求EF+CF的最小值________.分析:这里的点C是定点,F,E是动点,属于一定两动的将军饮马模型,我们习惯于“定点定线作对称”,但这题这样做,会出现问题.因为点C的对称点C’必然在AB上,但由于BC长度未知,BC’长度也未知,则C’相对的也是不确定点,因此我们这里可以尝试作动点E关于BD的对称点.解答:如图,作点E关于BD的对称点E’,连接E’F,则EF+CF=E’F+CF,当E’,F,C三点共线时,E’F+CF=E’C,此时较短.过点C作CE’’⊥AB于E’’,当点E’ 与点E’’重合时,E’’C最短,E’’C为AB边上的高,E’’C=5.(三)两定两动型例3:如图,⊥AOB=30°,OC=5,OD=12,点E,F分别是射线OA,OB上的动点,求CF+EF+DE的最小值.分析:这里的点C,点D是定点,F,E是动点,属于两定两动的将军饮马模型,依旧可以用“定点定线作对称”来考虑.作点C关于OB的对称点,点D关于OA的对称点.解答:作点C关于OB的对称点C’,点D关于OA的对称点D’,连接C’D’.CF+EF+DE=C’F+EF+D’E,当C’,F,E,D’四点共线时,CF+EF+DE=C’D’最短.易知⊥D’OC’=90°,OD’=12,OC’=5,C’D’=13,CF+EF+DE最小值为13.变式:(原创题)如图,斯诺克比赛桌面AB宽1.78m,白球E距AD边0.22m,距CD边1.4m,有一颗红球F紧贴BC边,且距离CD边0.1m,若要使白球E经过边AD,DC,两次反弹击中红球F,求白球E运动路线的总长度.本题中,点E和点F是定点,两次反弹的点虽然未知,但我们可以根据前几题的经验作出,即分别作点E关于AD边的对称点E’,作点F关于CD边的对称点F’,即可画出白球E的运动路线,化归为两定两动将军饮马型.解答:作点E关于AD边的对称点E’,作点F关于CD边的对称点F’,连接E’F’,交AD于点G,交CD于点H,则运动路线长为EG+GH+HF长度之和,即E’F’长,延长E’E交BC于N,交AD于M,易知E’M=EM=0.22m,E’N=1.78+0.22=2m,NF’=NC+CF’=1.4+0.1=1.5m,则Rt⊥E’NF’中,E’F’=2.5m,即白球运动路线的总长度为2.5m.小结:以上求线段和最值问题,几乎都可以归结为“两定一动”“一定两动”“两定两动”类的将军饮马型问题,基本方法还是“定点定线作对称”,利用“两点之间线段最短”“垂线段最短”的2条重要性质,将线段和转化为直角三角形的斜边,或者一边上的高,借助勾股定理,或者面积法来求解.当然,有时候,我们也需学会灵活变通,定点对称行不通时,尝试作动点对称.(二)求角度例1:P为⊥AOB内一定点,M,N分别为射线OA,OB上一点,当⊥PMN周长最小时,⊥MPN =80°.(1)⊥AOB=_____°(2)求证:OP平分⊥MPN分析:这又是一定两动型将军饮马问题,我们应该先将M,N的位置找到,再来思考⊥AOB的度数,显然作点P关于OA的对称点P’,关于OB的对称点P’’,连接P’P’’,其与OA交点即为M,OB交点即为N,如下图,易知⊥DPC与⊥AOB互补,则求出⊥DPC的度数即可.(1)法1:如图,⊥1+⊥2=100°,⊥1=⊥P’+⊥3=2⊥3,⊥2=⊥P’’+⊥4=2⊥4,则⊥3+⊥4=50°,⊥DPC =130°,⊥AOB=50°.再分析:考虑到第二小问要证明OP平分⊥MPN,我们就连接OP,则要证⊥5=⊥6,显然很困难,这时候,考虑到对称性,我们再连接OP’,OP’’,则⊥5=⊥7,⊥6=⊥8,问题迎刃而解.解答:(1)法2:易知OP’=OP’’,⊥7+⊥8=⊥5+⊥6=80°,⊥P’OP’’=100°,由对称性知,⊥9=⊥11,⊥10=⊥12,⊥AOB=⊥9+⊥10=50°(2)由OP’=OP’’,⊥P’OP’’=100°知,⊥7=⊥8=40°,⊥5=⊥6=40°,OP平分⊥MPN.变式:如图,在五边形ABCDE中,⊥BAE=136°,⊥B=⊥E=90°,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________.分析:这又是典型的一定两动型将军饮马问题,必然是作A点关于BC、DE的对称点A′、A″,连接A′A″,与BC、DE的交点即为⊥AMN周长最小时M、N的位置.解答:如图,⊥⊥BAE=136°,⊥⊥MA′A+⊥NA″A=44°由对称性知,⊥MAA′=⊥MA′A,⊥NAA″=⊥NA″A,⊥AMN+⊥ANM=2⊥MA′A+2⊥NA″A=88°思考题:1.如图所示,正方形ABCD的边长为6,⊥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_______.2.如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=3.P为矩形ABCD内一点,若矩形ABCD面积为⊥PAB 面积的4倍,则点P到A,B两点距离之和PA+PB的最小值为________.。
初中数学将军饮马问题的六种常见题型汇总
初中数学将军饮马问题的六种常见模型将军饮马问题——线段和最短一.六大模型1.如图,直线l和l的异侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小。
2.如图,直线l和l的同侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小。
3.如图,点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B。
使△P AB的周长最小4.如图,点P,Q为∠MON内的两点,分别在OM,ON上作点A,B。
使四边形P AQB的周长最小。
5.如图,点A是∠MON外的一点,在射线ON上作点P,使P A与点P到射线OM的距离之和最小第 1 页共10 页第 2 页 共 10 页 6. .如图,点A 是∠MON 内的一点,在射线ON 上作点P ,使P A 与点P 到射线OM 的距离之和最小二、常见题目【1】、三角形1.如图,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: ∵点C 关于直线AD 的对称点是点B ,∴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,BH =22BC CH -=2263-=33在直角△BHE 中,BE =22BH EH - =22(33)1+=272.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____.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的最小值在等腰Rt △AEB '中,根据勾股定理得到,B 'E = 43.如图,△ABC中,AB=2,∠BAC=30°,若在AC、AB上各取一点M、N,使BM+MN的值最小,则这个最小值解: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. B'N的长就是MB+MN的最小值,则∠B'AN = 2∠BAC= 60°,AB' = AB = 2,∠ANB'= 90°,∠B' = 30°。
中考培优竞赛专题经典讲义最值问题之将军饮马问题
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∵ C( 1 , 0) ,∴ CN= 3﹣ 1 ﹣ 3 = 1,在 Rt△ DNC 中,由勾股定理得: DC= 31 ,
2
22
2
即 PA+ PC 的最小值是 31 . 2
【 思考 】
若把题中条件点“ C 的坐标为 ( 1 , 0) ”改为“点 C 为 OA 边上一动点”,其它条件不变,那么此时 2
∴ OE= 1 OA′= 2,A′E=
2
4
2
2 =2 3 .
2
∴ AM +MP + PN 的最小值为 2 3 .
【巩固练习】
1、如图所示,正方形 ABCD 的面积为 12,△ ABE 是等边三角形,点
上有一点 P,使 PD + PE 的和最小,则这个最小值为
.
E 在正方形 ABCD 内,在对角线 AC
;
(2) 求△ AMN 的周长最小值.
解:作 A 关于 BC 和 ED 的对称点 A′,A″,连接 A′A″,交 BC 于 M ,交 ED 于 N,则 A′A″即为△ AMN 的周
长最小值. ⑴作 EA 延长线的垂线,垂足为 H,∠ BAE= 120°,∴∠ AA′A″+∠ AA″A′= 60°,
PA+ PC 最小值又是多少呢?
解答:∵ PA+ PC=PC +PD= CD≥ DN = 3 3 ,∴ PA+ PC 的最小值为 3 3 .
2
2
例题 2、某长方体的长、宽、高分别为 4、 3、 5,
(1) 如图 1,点 A、 B 分别为该长方体的两个顶点,已知蚂蚁从点
A 沿长方体侧面爬到点 B,则最短路线
则 Rt△A′HA 中,∵∠ EAB= 120°,∴∠ HAA ′=60°, ∵ A′H⊥ HA,∴∠ AA″H= 30°,∴ AH = 1 AA′= 1,∴ A′H= 3 , A″H= 1+ 4=5,
初三数学培优专题(1)“平移后将军饮马”问题
初三培优专题(1) “平移后将军饮马”问题【引例】已知A (1,1)、B (4,2).(1)P 为x 轴上一动点,求P A +PB 的最小值和此时P 点的坐标;点的坐标;(2)P 为x 轴上一动点,求PBPA 的值最大时P 点的坐标;点的坐标;(3)(平移后“将军饮马”)CD 为x 轴上一条动线段,D 在C 点右边且CD =1,求当AC +CD +DB 的最小值和此时C 点的坐标;点的坐标;方法:解决的关键还是抓不变的CD ,一抓其长度不变,将“三动线段”转化为“两动线段”;二抓CD 方向及长度不变,利用平移,构造平行四边形,将其转化为“两定一动”型“将军饮马”问题,在动点的数量上减少了1。
答案(答案(11)()(22,0) (2)()(-2-2-2,,0)(3)13+1 ,(53,0)yxBOA yxBOA yxBOA CD【例】(2013年成都中考)在平面直角坐标系中,已知抛物线21(2y x bx c b =-++,c 为常数)的顶点为P ,等腰直角三角形ABC 的顶点A 的坐标为(0,1)-,C 的坐标为(4,3),直角顶点B 在第四象限. (1)如图,若该抛物线过A ,B 两点,求该抛物线的函数表达式;(2)平移(1)中的抛物线,使顶点P 在直线AC 上滑动,且与AC 交于另一点Q . ()i 若点M 在直线AC 下方,且为平移前(1)中的抛物线上的点,当以M 、P 、Q 三点为顶点的三角形是等腰直角三角形时,求出所有符合条件的点M 的坐标;()ii 取BC 的中点N ,连接NP ,BQ .试探究PQNP BQ +是否存在最大值?若存在,求出该最大值;若不存在,请说明理由.解:(1)Q 等腰直角三角形ABC 的顶点A 的坐标为(0,1)-,C 的坐标为(4,3) ∴点B 的坐标为(4,1)-.Q 抛物线过(0,1)A -,(4,1)B -两点, ∴1116412c b c =-⎧⎪⎨-⨯++=-⎪⎩,解得:2b =,1c =-, ∴抛物线的函数表达式为:21212y x x =-+-.(2)方法一:)(0i A Q ,1)-,(4,3)C ,∴直线AC 的解析式为:1y x =-.设平移前抛物线的顶点为0P ,则由(1)可得0P 的坐标为(2,1),且0P 在直线AC 上. Q 点P 在直线AC 上滑动,∴可设P 的坐标为(,1)m m -,则平移后抛物线的函数表达式为:21()12y x m m =--+-.解方程组:211()(1)2y x yx m m =-⎧⎪⎨=--+-⎪⎩, 解得111x m y m =⎧⎨=-⎩,2223x m y m =-⎧⎨=-⎩ (,1)P m m ∴-,(2,3)Q m m --.过点P 作//PE x 轴,过点Q 作//QF y 轴,则(2)2PE m m =--=,(1)(3)2QF m m =---=. 022PQ AP ∴==.若以M 、P 、Q 三点为顶点的等腰直角三角形,则可分为以下两种情况: ①当PQ 为直角边时:点M 到PQ 的距离为22(即为PQ 的长). 由(0,1)A -,(4,1)B -,0(2,1)P 可知,0ABP ∆为等腰直角三角形,且0BP AC ⊥,022BP =.如答图1,过点B 作直线1//l AC ,交抛物线21212y x x =-+-于点M ,则M 为符合条件的点.∴可设直线1l 的解析式为:1y x b =+, (4,1)B -Q ,114b ∴-=+,解得15b =-,∴直线1l 的解析式为:5y x =-.解方程组251212y x y x x =-⎧⎪⎨=-+-⎪⎩,得:1141x y =⎧⎨=-⎩,2227x y =-⎧⎨=-⎩ 1(4,1)M ∴-,2(2,7)M --.②当PQ 为斜边时:2MP MQ ==,可求得点M 到PQ 的距离为2. 如答图2,取AB 的中点F ,则点F 的坐标为(2,1)-. 由(0,1)A -,(2,1)F -,0(2,1)P 可知:0AFP ∆为等腰直角三角形,且点F 到直线AC 的距离为2.过点F 作直线2//l AC ,交抛物线21212y x x =-+-于点M ,则M 为符合条件的点.∴可设直线2l 的解析式为:2y x b =+, (2,1)F -Q ,212b ∴-=+,解得23b =-, ∴直线2l 的解析式为:3y x =-.解方程组231212y x y x x =-⎧⎨=-+-⎪⎩,得:111525x y ⎧=+⎪⎨=-+⎪⎩,221525x y ⎧=-⎪⎨=--⎪⎩ 3(15M ∴+,25)-+,4(15M -,25)--. 综上所述,所有符合条件的点M 的坐标为:1(4,1)M -,2(2,7)M --,3(15M +,25)-+,4(15M -,25)--.方法二:(0,1)A Q ,(4,3)C , :1AC l y x ∴=-,Q 抛物线顶点P 在直线AC 上,设(,1)P t t -,∴抛物线表达式:21()12y x t t =--+-,AC l ∴与抛物线的交点(2,3)Q t t --,Q 以M 、P 、Q 三点为顶点的三角形是等腰直角三角形,(,1)P t t -,①当M 为直角顶点时,(,3)M t t -,212132t t t -+-=-,15t ∴=±,1(15M ∴+,52)-,2(15M -,25)--,②当Q 为直角顶点时,点M 可视为点P 绕点Q 顺时针旋转90︒而成, 将点(2,3)Q t t --平移至原点(0,0)Q ',则点P 平移后(2,2)P ', 将点P '绕原点顺时针旋转90︒,则点(2,2)M '-,将(0,0)Q '平移至点(2,3)Q t t --,则点M '平移后即为点(,5)M t t -,∴212152t t t -+-=-,14t ∴=,22t =-,1(4,1)M ∴-,2(2,7)M --,③当P 为直角顶点时,同理可得1(4,1)M -,2(2,7)M --, 综上所述,所有符合条件的点M 的坐标为:1(4,1)M -,2(2,7)M --,3(15M +,25)-+,4(15M -,25)--.)PQii NP BQ+存在最大值.理由如下:由)i 知22PQ =为定值,则当NP BQ +取最小值时,PQNP BQ +有最大值.如答图2,取点B 关于AC 的对称点B ',易得点B '的坐标为(0,3),BQ B Q ='. 连接QF ,FN ,QB ',易得//FN PQ ,且FN PQ =, ∴四边形PQFN 为平行四边形. NP FQ ∴=.222425NP BQ FQ B Q FB ∴+=+''=+=…. ∴当B '、Q 、F 三点共线时,NP BQ +最小,最小值为25.∴PQ NP BQ +的最大值为2210525=. 【变式1】(2019•沈阳)•沈阳)如图,如图,如图,在平面直角坐标系中,在平面直角坐标系中,在平面直角坐标系中,抛物线抛物线22(0)y ax bx a =++≠与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,抛物线经过点(2,3)D --和点(3,2)E ,点P 是第一象限抛物线上的一个动点.(1)求直线DE 和抛物线的表达式; (2)在y 轴上取点(0,1)F ,连接PF ,PB ,当四边形OBPF 的面积是7时,求点P 的坐标; (3)在(2)的条件下,的条件下,当点当点P 在抛物线对称轴的右侧时,在抛物线对称轴的右侧时,直线直线DE 上存在两点M ,N (点M 在点N 的上方),且22MN =,动点Q 从点P 出发,沿P M N A →→→的路线运动到终点A ,当点Q 的运动路程最短时,请直接写出此时点N 的坐标.解:(1)将点D 、E 的坐标代入函数表达式得:34229322a b a b -=-+⎧⎨++=⎩,解得:1232a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, 故抛物线的表达式为:213222y x x =-++,同理可得直线DE 的表达式为:1y x =-⋯①;(2)如图1,连接BF ,过点P 作//PH y 轴交BF 于点H ,将点FB 代入一次函数表达式,同理可得直线BF 的表达式为:114y x =-+,设点213(,2)22P x x x -++,则点1(,1)4H x x -+,211131412221722224OBF PFBOBPF SS S PH BO x x x ∆∆⎛⎫=+=⨯⨯+⨯⨯=+-+++-= ⎪⎝⎭四边形, 解得:2x =或32, 故点(2,3)P 或3(2,25)8;(3)当点P 在抛物线对称轴的右侧时,点(2,3)P ,过点M 作//A M AN ',过作点A '直线DE 的对称点A '',连接PA ''交直线DE 于点M ,此时,点Q 运动的路径最短,22MN =Q ,相当于向上、向右分别平移2个单位,故点(1,2)A ',A A DE '''⊥,则直线A A '''过点A ',则其表达式为:3y x =-+⋯②,联立①②得2x =,则A A '''中点坐标为(2,1), 由中点坐标公式得:点(3,0)A '',同理可得:直线A P ''的表达式为:39y x =-+⋯③, 联立①③并解得:52x =,即点5(2M ,3)2, 点M 沿ED 向下平移22个单位得:1(2N ,1)2-.【变式2】(2019•深圳)如图抛物线2y ax bx c =++经过点(1,0)A -,点(0,3)C ,且OB OC =. (1)求抛物线的解析式及其对称轴;(2)点D 、E 在直线1x =上的两个动点,且1DE =,点D 在点E 的上方,求四边形ACDE 的周长的最小值.(3)点P 为抛物线上一点,连接CP ,直线CP 把四边形CBPA 的面积分为3:5两部分,求点P 的坐标.解:(1)OB OC =Q ,∴点(3,0)B , 则抛物线的表达式为:22(1)(3)(23)23y a x x a x x ax ax a =+-=--=--,故33a -=,解得:1a =-,故抛物线的表达式为:223y x x =-++⋯①, 函数的对称轴为:1x =;(2)ACDE 的周长AC DE CD AE =+++,其中10AC =、1DE =是常数, 故CD AE +最小时,周长最小,取点C 关于函数对称点(2,3)C ',则CD C D =', 取点(1,1)A '-,则A D AE '=,故:CD AE A D DC +='+',则当A '、D 、C '三点共线时,CD AE A D DC +='+'最小,周长也最小,四边形ACDE 的周长的最小值10110110113AC DE CD AE A D DC A C =+++=++'+'=++''=++;(3)如图,设直线CP 交x 轴于点E ,直线CP 把四边形CBPA 的面积分为3:5两部分,又11:():():22PCB PCA C P C P S S EB y y AE y y BE AE ∆∆=⨯-⨯-=Q , 则:BE AE ,3:5=或5:3,则52AE =或32,即:点E 的坐标为3(2,0)或1(2,0),将点E 、C 的坐标代入一次函数表达式:3y kx =+, 解得:6k =-或2-,故直线CP 的表达式为:23y x =-+或63y x =-+⋯② 联立①②并解得:4x =或8(不合题意值已舍去),故点P 的坐标为(4,5)-或(8,45)-.【变式3】如图,二次函数24y x x =-的图象与x 轴、直线y x =的一个交点分别为点A 、B ,CD 是线段OB 上的一动线段,且2CD =,过点C 、D 的两直线都平行于y 轴,与抛物线相交于点F 、E ,连接EF .(1)点A 的坐标为 ,线段OB 的长= ; (2)设点C 的横坐标为m①当四边形CDEF 是平行四边形时,求m 的值;②连接AC 、AD ,求m 为何值时,ACD ∆的周长最小,并求出这个最小值.解:(1)24y x x =-Q 中,令0y =,则204x x =-,解得10x =,24x =,(4,0)A ∴, 解方程组24y x y x x =⎧⎨=-⎩,可得00x y =⎧⎨=⎩或55x y =⎧⎨=⎩,(5,5)B ∴,225552OB ∴=+=. 故答案为:(4,0),52;(2)①Q 点C 的横坐标为m ,且////CF DE y 轴,(,)C m m ∴,2(,4)F m m m -,又2CD =Q ,且CD 是线段OB 上的一动线段,(2D m ∴+,2)m +,(2E m +,2(2)4(2))m m +-+,2(4)CF m m m ∴=--,22[(2)4(2)]DE m m m =+-+-+, Q 当四边形CDEF 是平行四边形时,CF DE =,22(4)2[(2)4(2)]m m m m m m ∴--=+-+-+,解得52m =;②如图所示,如图所示,过点过点A 作CD 的平行线,的平行线,过点过点D 作AC 的平行线,的平行线,交于点交于点G ,则四边形ACDG是平行四边形,AC DG ∴=,作点A 关于直线OB 的对称点A ',连接A D ',则A D AD '=,∴当A ',D ,G 三点共线时,A D DG A G ''+=最短,此时AC AD +最短, (4,0)A Q ,2AG CD ==, (0,4)A '∴,(42G +,2),设直线A G '的解析式为y kx b =+,则42(42)b k b =⎧⎪⎨=++⎪⎩,解得94274k b ⎧-=-⎪⎨⎪=⎩, ∴直线A G '的解析式为94247y x -=-+, 解方程组94247y x y x =⎧⎪⎨-=-+⎪⎩,可得12221222x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,1(222D ∴+,122)2+, 2CD =Q ,且CD 是线段OB 上的一动线段,1(222C ∴-,122)2-, ∴点C 的横坐标1222m =-, 由(4,0)A ,1(222C -,122)2-可得,2211(422)(022)322AC =-++-+=, 由(4,0)A ,1(222D +,122)2+可得,2211(422)(22)322AD =--++=, 又2CD =Q ,ACD∴∆的周长2338CD AC AD =++=++=, 故当1222m =-时,ACD ∆的周长最小,这个最小值为8.【变式4】(2016年福建龙岩压轴)如图,在直角坐标系中,抛物线259()28y a x =-+与M e 交于A ,B ,C ,D 四点,点A ,B 在x 轴上,点C 坐标为(0,2)-. (1)求a 值及A ,B 两点坐标;(2)点(,)P m n 是抛物线上的动点,当CPD ∠为锐角时,请求出m 的取值范围; (3)点E 是抛物线的顶点,M e 沿CD 所在直线平移,点C ,D 的对应点分别为点C ',D ',顺次连接A ,C ',D ',E 四点,四边形AC D E ''(只要考虑凸四边形)的周长是否存在最小值?若存在,请求出此时圆心M '的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)Q 抛物线259()28ya x =-+经过点(0,2)C -,2592(0)28a ∴-=-+,12a ∴=-,2159()228y x ∴=--+,当0y =时,2159()0228x --+=,14x ∴=,21x =, A Q 、B 在x 轴上, (1,0)A ∴,(4,0)B .(2)由(1)可知抛物线解析式为2159()228y x =--+,C ∴、D 关于对称轴52x =对称,(0,2)C -Q , (5,2)D ∴-,如图1中,连接AD 、AC 、CD ,则5CD =,(1,0)A Q ,(0,2)C -,(5,2)D -,5AC ∴=,25AD =,222AC AD CD ∴+=, 90CAD ∴∠=︒,CD ∴为M e 的直径,∴当点P 在圆外部的抛物线上运动时,CPD ∠为锐角, 0m ∴<或14m <<或5m >.(3)存在.如图2中,将线段C A '平移至D F ',则5AF C D CD =''==,(1,0)A Q ,(6,0)F ∴,作点E 关于直线CD 的对称点E ',连接EE '正好经过点M ,交x 轴于点N ,Q 抛物线顶点5(2,9)8,直线CD 为2y =-, 5(2E ∴',4141))8-, 连接E F '交直线CD 于H ,AE Q ,C D ''是定值,AC ED ∴'+'最小时,四边形AC D E ''的周长最小,AC D E FD D E FD E D E F '+'='+'='+'''Q …, 则当点D '与点H 重合时,四边形AC D E ''的周长最小,设直线E F '的解析式为y kx b =+,5(2E 'Q ,41)8-,(6,0)F , ∴可得411232814y x =-, 当2y =-时,19041x =, 190(41H ∴,2)-,5(2M Q ,2)-, 1901554141DD ∴'=-=, Q 51517524182-=, 175(82M ∴',2)-【变式5】(2014广州中考数学)已知平面直角坐标系中两定点(1,0)A -、(4,0)B ,抛物线22(0)y ax bx a =+-≠过点A ,B ,顶点为C ,点(P m ,)(0)n n <为抛物线上一点.(1)求抛物线的解析式和顶点C 的坐标;(2)当APB ∠为钝角时,求m 的取值范围; (3)若32m >,当APB ∠为直角时,将该抛物线向左或向右平移5(0)2t t <<个单位,点C 、P 平移后对应的点分别记为C '、P ',是否存在t ,使得首位依次连接A 、B 、P '、C '所构成的多边形的周长最短?若存在,构成的多边形的周长最短?若存在,求求t 的值并说明抛物线平移的方向;的值并说明抛物线平移的方向;若不存在,若不存在,若不存在,请说请说明理由.解:(1)Q 抛物线22(0)y ax bx a =+-≠过点A ,B ,∴2016420a b a b --=⎧⎨+-=⎩,解得:1232a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, ∴抛物线的解析式为:213222y x x =--; 221313252()22228y x x x =--=--Q , 3(2C ∴,25)8-.(2)如图1,以AB 为直径作圆M ,则抛物线在圆内的部分,能使APB ∠为钝角,3(2M ∴,0),M e 的半径52=.P 'Q 是抛物线与y 轴的交点,2OP ∴'=,2252MP OP OM ∴'='+=,P ∴'在M e 上,P ∴'的对称点(3,2)-,∴当10m -<<或34m <<时,APB ∠为钝角.(3)方法一:存在;抛物线向左或向右平移,因为AB 、P C ''是定值,所以A 、B 、P '、C '所构成的多边形的周长最短,只要AC BP '+'最小;第一种情况:抛物线向右平移,AC BP AC BP '+'>+, 第二种情况:向左平移,如图2所示,由(2)可知(3,2)P -,又3(2C Q ,25)8- 3(2C t '∴-,25)8-,(3,2)P t '--, 5AB =Q ,(2,2)P t ∴''---,要使AC BP '+'最短,只要AC AP '+''最短即可, 点C '关于x 轴的对称点3(2C t ''-,25)8, 设直线P C ''''的解析式为:y kx b =+, 2(2)253()82t k bt k b -=--+⎧⎨=-+⎪⎩, 解得412841132814k b t ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩ ∴直线414113282814y x t =++, 当P ''、A 、C ''在一条直线上时,周长最小, 4141130282814t ∴-++=1541t ∴=. 故将抛物线向左平移1541个单位连接A 、B 、P '、C '所构成的多边形的周长最短. 方法二:AB Q 、P C ''是定值,A ∴、B 、P '、C '所构成的四边形的周长最短,只需AC BP '+'最小, ①若抛物线向左平移,设平移t 个单位,3(2C t ∴'-,2525))8-,(2,2)P t ''---, Q 四边形P ABP '''为平行四边形, AP BP ∴''=',AC BP '+'最短,即AC AP '+''最短,C '关于x 轴的对称点为3(2C t ''-,25)8, C '',A ,P ''三点共线时,AC AP '+''最短,AC AP K K'''=,2502831212t t +=-++-+, 1541t ∴=. ②若抛物线向右平移,同理可得1541t =-, ∴将抛物线向左平移1541个单位时,A 、B 、P '、C '所构成的多边形周长最短.。
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。
中考必会几何模型:将军饮马模型
将军饮马模型讲解【模型1】如图,定点A,B分布在定直线l的两侧,在直线l上找一点P,使得PA+PB的值最小.【作法】如图,连接AB,与直线l的交点即为所求点P.【模型2】如图,定点A,B分布在定直线的同侧,在直线l上找一点P,使得PA+PB的值最小.【作法】如图,作点B关于直线l的对称点B',连接AB',与直线l的交点即为所求点P.【模型3】如图,点P为角内一点,在射线l1,l2上分别找点M,N,使得△PMN的周长最小.【作法】如图,分别作点P关于两直线l1,l2的对称点P'和P",连接P' P",与两射线的交点即为所求点M,N.【模型4】如图,P,Q为角内的两个定点,在射线l1,l2上分别找点M,N,使得四边形PQMN的周长最小.【作法】如图,分别作点Q,P关于直线l1,l2的对称点Q'和P',连接Q'P',与两射线的交点即为所求点M,N.【模型5】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),在m,n上分别求点M,N,使得MN⊥m,且AM+MN+BN的值最小.【作法】如图,将点A向下平移,使AA'=MN,连接A'B,交n于点N,过点N作MN⊥m于点M,则点M和点N即为所求.【模型6】如图,定点A,B分布在直线l的同侧,长度为a(a为定值)的线段MN在l上移动(点M在点N的左边),在直线l上求两点M,N(点M在左),使得MN=a,并使得AM+MN+NB的值最小.【作法】如图,将点A向右平移a个单位长度得到点A',作点A'关于l的对称点A",连接A"B,交直线l于点N,将点N向左平移a个单位长度得到点M,则点M和点N即为所求.典型例题典例1如图,∠AOB=30",OC为∠AOB内部的一条射线,P为射线OC上一点,OP=4,点M,N分别为OA,OB边上的动点,则△PMN周).长的最小值为( ).A.2B.4C.8D.4√3典例2如图,BD平分∠ABC,E,F分别为线段BC,BD上的动点,AB=8,△ABC的面积为20,求EF+CF的最小值.典例3四边形ABCD中,∠BAD=130°,∠B=∠D=90°,在BC,CD上分别找一点M,N,使△AMN的周长最小,则∠AMN+∠ANM的度数为( ).A.80°B.90°C.100°D.130°初露锋芒1.如图,直线L是一条河,P,Q是两个村庄.欲在L上的某处修建一个水泵站,向P,Q两地供水,现有如下四种铺设方案,图中实线表示铺设的管道,则所需管道最短的是( ).2.如图,在等腰△ABC 中,AB=AC ,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,点P 的位置是( ).A.AD 与BE 的交点处B.AD 的中点处C.A 点处D.D 点处3.如图,∠AOB=60°,点P 是∠AOB 内的定点,且OP= √3,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.3√62B. 3√32C.6D.34. 如图所示,在边长为2的正三角形ABC 中,E 、F 、G 分别为AB 、AC 、BC 的中点,点P 线段EF 上一个动点,连接BP 、GP ,则△BPG 周长的最小值是________.感受中考1.(2016江苏苏州中考真题)矩形OABC 在平面直角坐标系中的位置如图所示,点B 的坐标为(3,4),D 是OA 的中点,点E 在AB 上,当△CDE 的周长最小时,点E 的坐标为( ).A.(3,1)B.(3,43) c.(3,53) D.(3,2)2.(2020贵州毕节中考模拟)如图,正方形ABCD 的边长为4,点E 是AB 的中点,点P 是边BC 上的动点,点Q 是对角线AC 上的动点(包括端点A ,C ),则EP+PQ 的最小值是__________.参考答案典例1【答案】B【解析】如图,作点P关于OA的对称点P1,作点P关于OB的对称点P2,连接P1 P2,与OA的交点为点M,与OB的交点为点N,则PM=P1M,PN=P2N.此时,△PMN的周长最小,为PM+MN+PN=P1M +MN+P2N=P1P2.连接OP1,OP2,则OP1=OP2=OP=4.又∵∠P1OP2=2∠AOB=60°,∴△OP1P2是等边三角形,∴P1P2=OP1=4.∴△PMN周长的最小值是4.故选B.典例2【答案】5【解析】如图,作E关于BD对称交于点E',则EF= E'F∴EF+CF= E'F+ CF∴当C E'⊥AB时,EF+CF最小.∵S△ABC= 12×AB×C E'=12×8×C E' =20C E'=5∴EF+CF的最小值为5.典例3【答案】C【解析】如图,延长线段AB到点A'使得BA'=AB,延长线段AD到点A"使得DA"=AD,连接A'A",与BC.CD分别交于点M,N,此时△AMN的周长最小.∴点A,A'关于直线BC对称,点A,A"关于直线CD对称.∵BA=BA',MB⊥AB. ∴MA=MA'.同理,NA=NA",∴∠A'=∠MAB,∠A"=∠NAD.∵∠AMN=∠A'+∠MAB=2∠A', ∠ANM=∠A"+∠NAD=2∠A",∴∠AMN+∠ANM=2(∠A'+∠A").又∵∠BAD=130°, ∴∠A'+∠A"=180°-∠BAD=50°,∴∠AMN+∠ANM=100°.故选C.初露锋芒1. 【答案】D .【解析】根据两点之间,线段最短,作点P 关于直线L 的对称点P ',连接QP '交直线L 于点M 即可.故选D.2. 【答案】A【解析】∵EC 的长度固定,∴△PCE 的周长大小与PE+PC 的值有关, ∴当PE+PC 的值最小时,△PCE 的周长最小. 连接BE ,交AD 于点P ',如图,此时BP '+P 'E 的值最小,即BP+PE 的值最小. ∵点C 关于直线AD 的对称点为点B. ∴此时PE+PC 的值最小,∴当点P 在BE 与AD 的交点处时,△PCE 的周长最小. 故选A.3. 【答案】D.【解析】如图,分别作点P 关于射线OA. OB 的对称点C ,D ,连接CD 分别交OA ,OB 于点M ,N ,连接OC ,OD , 则MP=MC ,NP=ND ,OC=OD=OP=√3, ∠BOP=∠BOD.∠AOP=∠AOC,∴PN+PM+MN=ND+MC+MN=DC.∠COD=∠BOP +∠BOD+∠AOP+∠AOC=2∠AOB=120°,∴∠OCD=∠ODC=30°.作OH ⊥CD 于点H ,则CH=DH.∵∠OCH=30°. ∴OH= 12 0C= √32, ∴CH=√3OH= 32,∴CD=2CH=3, 即△PAMN 周长的最小值是3.故选D.4. 【答案】3.【解析】要使△PBG 的周长最小,而BG=1一定,只要使BP+PG 最短即可,如图:连接AG 交EF 于M ,因为等边△ABC ,E 、F 、G 分别为AB 、AC 、BC 的中点,所以AG ⊥BC,EF ∥BC,则AG ⊥EF ,AM=MG,A 、G 关于EF 对称,即当P 和E 重合时,此时BP+PG 最小,即△PBG 的周长最小,AP =PG ,BP=BE ,最小值是:PB+ PG+ BG= AE+BE+ BG=AB+BG=2+1=3感受中考1.【答案】B【解析】如图,作点D 关于直线AB 的对称点H ,连接CH 交AB 于点E ,此时△CDE 的周长最小.∵B(3,4),四边形OABC 是矩形,∴A(3,0),C(0,4).∵D 是OA 的中点,∴D( 32,0),H( 92,0). 设直线CH 的解析式为y=kx + b ,把C(0,4).H( 92,0)代人y= kx + b , 得{4=b 0= 92k + b 解得{k =−89b =4 ∴直线CH 的解析式为y=−89x+4, 当x=3时;y= 43, ∴点E 的坐标为(3,43). 故选B.2. 【答案】3√2【解析】如图,作点B关于BC的对称点E',作E'Q'⊥AC于点Q',交BC于点P.∴PE=PE'.∴PQ+PE=PE'+PQ.分析知,当Q与Q'重合时,PE+PQ的值最小(垂线段最短),∵四边形ABCD是正方形,∴∠E'AQ'=45°.∵AE'=6,∴E'Q'=3√2∴PE+PQ的最小值为3√。
中考数学:'将军饮马'所有模型及变式——终极篇
中考数学:'将军饮马'所有模型及变式——终极篇以微课堂初中精品微课,数学奥林匹克国家一级教练执教。
一、模型展现(1)直线型模型1:在直线l上求作点P,使PA+PB最小.原理:两点之间,线段最短.PA+PB最小值即为AB长.模型2:在直线l上求作点P,使PA+PB最小.原理:和最小,同侧转异侧.两点之间,线段最短.模型3:在直线l上求作点P,使|PA-PB|最大.原理:两边之差小于第三边,|PA-PB|最大值即为AB长.模型4:在直线l上求作点P,使|PA-PB|最大.原理:差最大,异侧转同侧.两边之差小于第三边.变式:在直线l上求作点P,使l平分∠APB,与此作法相同.模型5:在直线l上求作点P,使|PA-PB|最小.原理:|PA-PB|最小为0,中垂线上的点到线段两端的距离相等.(2)角型模型6:在OA,OB上求作点M,N,使△PMN周长最小.原理:作两次对称,两点之间,线段最短.模型7:在OA,OB上求作点M,N,使四边形PQMN周长最小.原理:P,Q分别作对称,两点之间,线段最短.模型8:在OA,OB上求作点M,N,(1)使PM+MN最小.(2)使PN+MN最小.原理:先连哪个点,就先做关于那个点所在射线的对称点.垂线段最短.模型9:P,Q为OA,OB的定点,在OA,OB上求作点M,N,使PN+NM +MQ最小.原理:两点之间,线段最短,PN+NM+MQ最小值即为P’Q’的长.(3)平移型模型10:在直线l上求作点M,N,使MN=a,且AM+MN+NB最小.原理:将l上的MN转化到B’B.(问题情境:将军从军营A出发,去河边l饮马,饮马完在河边牵马散步a米,回军营B.可以转化为饮完马,直接去军营B,在到达之前散步.)模型11(造桥选址):直线l1∥l2,在l1上求作点M,在l2上求作点N,使MN⊥l1,且AM+MN +NB最小.原理:将MN转化为AA’.(可以理解为在A处先走过桥的路,再直达点B.)二、典型例题例1:(模型2)从点A(0,2)发出的一束光线,经x轴反射,过点B(4,3),求从点A到点B所经过的路径长.解析:例2:(模型4)已知点A(1,3)、B(3,-1),点M在x轴上,当AM-BM最大时,点M的坐标为______解析:例3:(模型10)如图,当四边形PABN的周长最小时,a=______解析:例4:(模型11)解析:例5:(结合勾股)如图,在等边△ABC中,AB=6,N为AB上一点,且AN=2,∠BAC的平分线交BC于点D,M是AD上的动点,连结BM、MN,则BM+MN的最小值是_____解析:小结:所有类型已归纳完,更多内容,详见八上11讲期中专题一将军饮马类题型全覆盖暑假特辑10《轴对称》之“将军饮马”(上)暑假特辑11《轴对称》之“将军饮马”(下)本讲思考题:已知点A(-3,-4)和B(-2,1).(1)试在y轴上求一点P,使PA+PB的值最小(2)试在y轴上求一点P,使|QA-QB|的值最大(3)若C(0,m),D(0,m-2),当m为何值时,四边形ABCD的周长最小.答案:(1) P (0,-1)(2) Q (0,11)(3) m = -0.2End欢迎收看《以微课堂》微课,欢迎收看《以微课堂》微课,作者简介:四星级重点中学高级教师、数学名师。
将军饮马问题,掌握这十个数学模型就够了
将军饮马问题,掌握这⼗个数学模型就够了“将军饮马”问题是初中数学中⾮常重要的数学知识和⼏何模型,也是求线段最值问题的最常⽤数学模型。
将军饮马问题是⼀个有故事的数学问题,故事⼤意如下:唐朝诗⼈李颀的诗《古从军⾏》开头两句说:'⽩⽇登⼭望烽⽕,黄昏饮马傍交河。
'诗中隐含着⼀个有趣的数学问题。
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(yìn)马,然后再去河岸同侧的B地开会,应该怎样⾛才能使路程最短?从此,这个被称为'将军饮马'的问题⼴泛流传。
将军饮马问题的最基础模型探究:这个问题的解决并不难,据说海伦略加思索就解决了它。
抽象为数学模型:直线l同侧有两个定点A、B,请在直线l上找⼀点C,使AC+BC最⼩。
假设点A、B在直线l的异侧就好了,这样我们就可以利⽤【点到点最值模型:两点之间线段最短】找到点C的位置了。
即连接AB交直线l于点C。
因此,我们可以找点A关于直线l的对称点,连接A’B交直线l于点C,点C即为所求!如果将军在河边的另外任⼀点C'饮马,所⾛的路程就是AC'+C'B,但是AC'+C'B=A'C'+C'B>A'B=A'C+CB=AC+CB.故在点C处饮马,路程最短。
要点概述:1.初中数学线段最值问题可以总结为三类,点与点、点与线和线与线之间的最值,⼀般需要⽤到以下知识点:2.将军饮马问题的核⼼思想,它的核⼼思想是“化折为直”,“化折为直”是初中数学最重要的⼀个解题思想,将军饮马,费马点,胡不归,阿⽒圆等最值问题,都⽤到“折化直”的数学转换思想。
化折为直的⽅法有轴对称,平移,构造⼦母相似三⾓形,三⾓函数转换等等,将军饮马问题⼤都采⽤的是轴对称来实现“折化直”的⽬标。
初中数学几何模型(十)将军饮马模型
初中数学几何模型(十)将军饮马模型1、两定一动:在直线l上作一点P,使AP+BP最短。
如图:作法:作点A关于直线l的对称点A1,连接A1B,与l的交点就是所求作的P点。
即:AP+BP=A1B(两点之间,线段最短。
)2、一定两动:在∠AOB的两边上分别求点M、N,使△PMN周长最小。
作法:分别作点P关于OA、OB的对称点P1、P2,连接P1P2,与OA交于点M,与OB交于点N,点M、N为所求作的点。
即:PM+MN+PN=P1P2(两点之间,线段最短。
),此时,△PMN周长最小。
3、两定两动:(1)如图,点P、Q使是∠AOB内的两个定点,在∠AOB的两边上分别求作点M、N,使四边形PMNQ周长最小。
作法:作点P关于OA的对称点P1,作点Q关于OB的对称点Q1;连接P1Q1,与OA交于点M,与OB交于点N,点M、N即为所求作的点。
即:PM+MN+NQ=P1Q1,(两点之间,线段最短。
)此时,四边形PMNQ周长最小。
(2)如图,点A、B在直线l外,在直线l上求两点M、N(M在左),使得MN=a,并使AM+MN+NB最短。
作法:如图,将点A向右平移a个单位到A1,作点A1关于直线l 的对称点A2,连接A2B,与直线l交于点N,将点N向左平移a个单位即为点M。
即:AM+MN+NB=a+A2B(两点之间,线段最短。
),此时,AM+MN+NB最短。
4、点-线:点与直线的连线中,垂线段最短。
如图,点P在∠AOB内,在OA、OB上分别取M、N,使得PM+PN 最小。
作法:过点P作关于OA的对称点P1,过点P1作OB的垂线,交OA于点M,交OB于点N。
点M、N即为所求作的点。
即:PM+MN=P1M+MN=P1N(点直线的距离垂线段最短),此时,PM+PN最小。
5、PA—PB型:三角形两边之差小于第三边。
如图,点A、B在直线l两侧,在直线l上取点P,使得|PA-PB|最大。
作法:过点B作关于直线l的对称点B1,连接A B1并延长交直线l于一点,即为所求的点P。
初三数学培优专题(1) “平移后将军饮马”问题
初三培优专题(1) “平移后将军饮马”问题【引例】已知A (1,1)、B (4,2).(1)P 为x 轴上一动点,求P A +PB 的最小值和此时P 点的坐标;(2)P 为x 轴上一动点,求PB PA 的值最大时P 点的坐标;(3)(平移后“将军饮马”)CD 为x 轴上一条动线段,D 在C 点右边且CD =1,求当AC +CD +DB 的最小值和此时C 点的坐标;【例】(2013年成都中考)在平面直角坐标系中,已知抛物线21(2y x bx c b =-++,c 为常数)的顶点为P ,等腰直角三角形ABC 的顶点A 的坐标为(0,1)-,C 的坐标为(4,3),直角顶点B 在第四象限. (1)如图,若该抛物线过A ,B 两点,求该抛物线的函数表达式;(2)平移(1)中的抛物线,使顶点P 在直线AC 上滑动,且与AC 交于另一点Q .()i 若点M 在直线AC 下方,且为平移前(1)中的抛物线上的点,当以M 、P 、Q 三点为顶点的三角形是等腰直角三角形时,求出所有符合条件的点M 的坐标;()ii 取BC 的中点N ,连接NP ,BQ .试探究PQNP BQ+是否存在最大值?若存在,求出该最大值;若不存在,请说明理由.解:(1)Q 等腰直角三角形ABC 的顶点A 的坐标为(0,1)-,C 的坐标为(4,3) ∴点B 的坐标为(4,1)-.Q 抛物线过(0,1)A -,(4,1)B -两点,∴1116412c b c =-⎧⎪⎨-⨯++=-⎪⎩,解得:2b =,1c =-,∴抛物线的函数表达式为:21212y x x =-+-.(2)方法一:)(0i A Q ,1)-,(4,3)C ,∴直线AC 的解析式为:1y x =-.设平移前抛物线的顶点为0P ,则由(1)可得0P 的坐标为(2,1),且0P 在直线AC 上. Q 点P 在直线AC 上滑动,∴可设P 的坐标为(,1)m m -,则平移后抛物线的函数表达式为:21()12y x m m =--+-.解方程组:211()(1)2y x y x m m =-⎧⎪⎨=--+-⎪⎩, 解得111x m y m =⎧⎨=-⎩,2223x m y m =-⎧⎨=-⎩(,1)P m m ∴-,(2,3)Q m m --.过点P 作//PE x 轴,过点Q 作//QF y 轴,则(2)2PE m m =--=,(1)(3)2QF m m =---=.0PQ AP ∴==.若以M 、P 、Q 三点为顶点的等腰直角三角形,则可分为以下两种情况: ①当PQ 为直角边时:点M 到PQ的距离为PQ 的长). 由(0,1)A -,(4,1)B -,0(2,1)P 可知,0ABP ∆为等腰直角三角形,且0BP AC ⊥,0BP =.如答图1,过点B 作直线1//l AC ,交抛物线21212y x x =-+-于点M ,则M 为符合条件的点.∴可设直线1l 的解析式为:1y x b =+, (4,1)B -Q ,114b ∴-=+,解得15b =-, ∴直线1l 的解析式为:5y x =-.解方程组251212y x y x x =-⎧⎪⎨=-+-⎪⎩,得:1141x y =⎧⎨=-⎩,2227x y =-⎧⎨=-⎩ 1(4,1)M ∴-,2(2,7)M --.②当PQ 为斜边时:2MP MQ ==,可求得点M 到PQ. 如答图2,取AB 的中点F ,则点F 的坐标为(2,1)-. 由(0,1)A -,(2,1)F -,0(2,1)P 可知:0AFP ∆为等腰直角三角形,且点F 到直线AC.过点F 作直线2//l AC ,交抛物线21212y x x =-+-于点M ,则M 为符合条件的点.∴可设直线2l 的解析式为:2y x b =+, (2,1)F -Q ,212b ∴-=+,解得23b =-, ∴直线2l 的解析式为:3y x =-.解方程组231212y x y x x =-⎧⎪⎨=-+-⎪⎩,得:1112x y ⎧=⎪⎨=-+⎪⎩2212x y ⎧=⎪⎨=-⎪⎩3(1M ∴+2-+,4(1M2--. 综上所述,所有符合条件的点M 的坐标为:1(4,1)M -,2(2,7)M --,3(1M,2-,4(1M -,2-.方法二:(0,1)A Q ,(4,3)C , :1AC l y x ∴=-,Q 抛物线顶点P 在直线AC 上,设(,1)P t t -,∴抛物线表达式:21()12y x t t =--+-,AC l ∴与抛物线的交点(2,3)Q t t --,Q 以M 、P 、Q 三点为顶点的三角形是等腰直角三角形,(,1)P t t -,①当M 为直角顶点时,(,3)M t t -,212132t t t -+-=-,1t ∴=±1(1M ∴2),2(1M ,2-,②当Q 为直角顶点时,点M 可视为点P 绕点Q 顺时针旋转90︒而成, 将点(2,3)Q t t --平移至原点(0,0)Q ',则点P 平移后(2,2)P ', 将点P '绕原点顺时针旋转90︒,则点(2,2)M '-,将(0,0)Q '平移至点(2,3)Q t t --,则点M '平移后即为点(,5)M t t -,∴212152t t t -+-=-,14t ∴=,22t =-,1(4,1)M ∴-,2(2,7)M --,③当P 为直角顶点时,同理可得1(4,1)M -,2(2,7)M --, 综上所述,所有符合条件的点M 的坐标为:1(4,1)M -,2(2,7)M --,3(1M ,2-,4(1M -,2-.)PQ ii NP BQ+存在最大值.理由如下:由)i 知PQ =为定值,则当NP BQ +取最小值时,PQNP BQ+有最大值.如答图2,取点B 关于AC 的对称点B ',易得点B '的坐标为(0,3),BQ B Q ='. 连接QF ,FN ,QB ',易得//FN PQ ,且FN PQ =, ∴四边形PQFN 为平行四边形. NP FQ ∴=.NP BQ FQ B Q FB ∴+=+''==…∴当B '、Q 、F 三点共线时,NP BQ +最小,最小值为∴PQNP BQ += 【变式1】(2019•沈阳)如图,在平面直角坐标系中,抛物线22(0)y ax bx a =++≠与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,抛物线经过点(2,3)D --和点(3,2)E ,点P 是第一象限抛物线上的一个动点.(1)求直线DE 和抛物线的表达式; (2)在y 轴上取点(0,1)F ,连接PF ,PB ,当四边形OBPF 的面积是7时,求点P 的坐标; (3)在(2)的条件下,当点P 在抛物线对称轴的右侧时,直线DE 上存在两点M ,N (点M 在点N 的上方),且MN =,动点Q 从点P 出发,沿P M N A →→→的路线运动到终点A ,当点Q 的运动路程最短时,请直接写出此时点N 的坐标.解:(1)将点D 、E 的坐标代入函数表达式得:34229322a b a b -=-+⎧⎨++=⎩,解得:1232a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,故抛物线的表达式为:213222y x x =-++,同理可得直线DE 的表达式为:1y x =-⋯①;(2)如图1,连接BF ,过点P 作//PH y 轴交BF 于点H ,将点FB 代入一次函数表达式,同理可得直线BF 的表达式为:114y x =-+,设点213(,2)22P x x x -++,则点1(,1)4H x x -+,211131412221722224OBF PFB OBPF S S S PH BO x x x ∆∆⎛⎫=+=⨯⨯+⨯⨯=+-+++-= ⎪⎝⎭四边形,解得:2x =或32, 故点(2,3)P 或3(2,25)8;(3)当点P 在抛物线对称轴的右侧时,点(2,3)P ,过点M 作//A M AN ',过作点A '直线DE 的对称点A '',连接PA ''交直线DE 于点M ,此时,点Q 运动的路径最短,MN =Q 2个单位,故点(1,2)A ',A A DE '''⊥,则直线A A '''过点A ',则其表达式为:3y x =-+⋯②,联立①②得2x =,则A A '''中点坐标为(2,1), 由中点坐标公式得:点(3,0)A '',同理可得:直线A P ''的表达式为:39y x =-+⋯③, 联立①③并解得:52x =,即点5(2M ,3)2,点M 沿ED 向下平移1(2N ,1)2-.【变式2】(2019•深圳)如图抛物线2y ax bx c =++经过点(1,0)A -,点(0,3)C ,且OB OC =. (1)求抛物线的解析式及其对称轴;(2)点D 、E 在直线1x =上的两个动点,且1DE =,点D 在点E 的上方,求四边形ACDE 的周长的最小值.(3)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBPA的面积分为3:5两部分,求点P的坐标.解:(1)OB OC=Q,∴点(3,0)B,则抛物线的表达式为:22(1)(3)(23)23y a x x a x x ax ax a=+-=--=--,故33a-=,解得:1a=-,故抛物线的表达式为:223y x x=-++⋯①,函数的对称轴为:1x=;(2)ACDE的周长AC DE CD AE=+++,其中AC=、1DE=是常数,故CD AE+最小时,周长最小,取点C关于函数对称点(2,3)C',则CD C D=',取点(1,1)A'-,则A D AE'=,故:CD AE A D DC+='+',则当A'、D、C'三点共线时,CD AE A D DC+='+'最小,周长也最小,四边形ACDE的周长的最小值111AC DE CD AE A D DC A C=++++'+'=+''=(3)如图,设直线CP交x轴于点E,直线CP把四边形CBPA的面积分为3:5两部分,又11:():():22PCB PCA C P C PS S EB y y AE y y BE AE∆∆=⨯-⨯-=Q,则:BE AE,3:5=或5:3,则52AE=或32,即:点E 的坐标为3(2,0)或1(2,0),将点E 、C 的坐标代入一次函数表达式:3y kx =+, 解得:6k =-或2-,故直线CP 的表达式为:23y x =-+或63y x =-+⋯② 联立①②并解得:4x =或8(不合题意值已舍去), 故点P 的坐标为(4,5)-或(8,45)-.【变式3】如图,二次函数24y x x =-的图象与x 轴、直线y x =的一个交点分别为点A 、B ,CD 是线段OB 上的一动线段,且2CD =,过点C 、D 的两直线都平行于y 轴,与抛物线相交于点F 、E ,连接EF .(1)点A 的坐标为 ,线段OB 的长= ; (2)设点C 的横坐标为m①当四边形CDEF 是平行四边形时,求m 的值;②连接AC 、AD ,求m 为何值时,ACD ∆的周长最小,并求出这个最小值.解:(1)24y x x =-Q 中,令0y =,则204x x =-,解得10x =,24x =,(4,0)A ∴,解方程组24y x y x x =⎧⎨=-⎩,可得00x y =⎧⎨=⎩或55x y =⎧⎨=⎩,(5,5)B ∴,OB ∴=故答案为:(4,0),(2)①Q 点C 的横坐标为m ,且////CF DE y 轴, (,)C m m ∴,2(,4)F m m m -,又2CD =Q ,且CD 是线段OB 上的一动线段,(D m ∴m ,(E m +2(4(m m +-+,2(4)CF m m m ∴=--,2[(4(DE m m m =+-+, Q 当四边形CDEF 是平行四边形时,CF DE =,22(4)[(4(m m m m m m ∴--=+-,解得52m =;②如图所示,过点A 作CD 的平行线,过点D 作AC 的平行线,交于点G ,则四边形ACDG 是平行四边形,AC DG ∴=,作点A 关于直线OB 的对称点A ',连接A D ',则A D AD '=,∴当A ',D ,G 三点共线时,A D DG A G ''+=最短,此时AC AD +最短, (4,0)A Q ,2AG CD ==,(0,4)A '∴,(4G +,设直线A G '的解析式为y kx b =+,则4(4b k b =⎧⎪=+,解得4k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩, ∴直线A G '的解析式为947y x -=-+,解方程组947y x y x =⎧⎪⎨-=-+⎪⎩,可得22x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,(2D ∴,2+, 2CD =Q ,且CD 是线段OB上的一动线段,(2C ∴2,∴点C的横坐标2m =由(4,0)A,(2C2-可得,3AC =, 由(4,0)A,(2D2+可得,3AD , 又2CD =Q ,ACD ∴∆的周长2338CD AC AD =++=++=,故当2m =ACD ∆的周长最小,这个最小值为8.【变式4】(2016年福建龙岩压轴)如图,在直角坐标系中,抛物线259()28y a x =-+与M e 交于A ,B ,C ,D 四点,点A ,B 在x 轴上,点C 坐标为(0,2)-.(1)求a 值及A ,B 两点坐标;(2)点(,)P m n 是抛物线上的动点,当CPD ∠为锐角时,请求出m 的取值范围; (3)点E 是抛物线的顶点,M e 沿CD 所在直线平移,点C ,D 的对应点分别为点C ',D ',顺次连接A ,C ',D ',E 四点,四边形AC D E ''(只要考虑凸四边形)的周长是否存在最小值?若存在,请求出此时圆心M '的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)Q 抛物线259()28y a x =-+经过点(0,2)C -,2592(0)28a ∴-=-+,12a ∴=-,2159()228y x ∴=--+,当0y =时,2159()0228x --+=,14x ∴=,21x =, A Q 、B 在x 轴上, (1,0)A ∴,(4,0)B .(2)由(1)可知抛物线解析式为2159()228y x =--+,C ∴、D 关于对称轴52x =对称,(0,2)C -Q , (5,2)D ∴-,如图1中,连接AD 、AC 、CD ,则5CD =,(1,0)A Q ,(0,2)C -,(5,2)D -,AC ∴=AD =, 222AC AD CD ∴+=, 90CAD ∴∠=︒,CD ∴为M e 的直径,∴当点P 在圆外部的抛物线上运动时,CPD ∠为锐角, 0m ∴<或14m <<或5m >.(3)存在.如图2中,将线段C A '平移至D F ',则5AF C D CD =''==,(1,0)A Q ,(6,0)F ∴,作点E 关于直线CD 的对称点E ',连接EE '正好经过点M ,交x 轴于点N ,Q 抛物线顶点5(2,9)8,直线CD 为2y =-, 5(2E ∴',41)8-, 连接EF '交直线CD 于H ,AE Q ,C D ''是定值,AC ED ∴'+'最小时,四边形AC D E ''的周长最小,AC D E FD D E FD E D E F '+'='+'='+'''Q …,则当点D '与点H 重合时,四边形AC D E ''的周长最小,设直线E F '的解析式为y kx b =+,5(2E 'Q ,41)8-,(6,0)F , ∴可得411232814y x =-, 当2y =-时,19041x =, 190(41H ∴,2)-,5(2M Q ,2)-, 1901554141DD ∴'=-=, Q 51517524182-=, 175(82M ∴',2)-【变式5】(2014广州中考数学)已知平面直角坐标系中两定点(1,0)A -、(4,0)B ,抛物线22(0)y ax bx a =+-≠过点A ,B ,顶点为C ,点(P m ,)(0)n n <为抛物线上一点.(1)求抛物线的解析式和顶点C 的坐标;(2)当APB ∠为钝角时,求m 的取值范围;(3)若32m >,当APB ∠为直角时,将该抛物线向左或向右平移5(0)2t t <<个单位,点C 、P 平移后对应的点分别记为C '、P ',是否存在t ,使得首位依次连接A 、B 、P '、C '所构成的多边形的周长最短?若存在,求t 的值并说明抛物线平移的方向;若不存在,请说明理由.解:(1)Q 抛物线22(0)y ax bx a =+-≠过点A ,B ,∴2016420a b a b --=⎧⎨+-=⎩,解得:1232a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, ∴抛物线的解析式为:213222y x x =--; 221313252()22228y x x x =--=--Q , 3(2C ∴,25)8-.(2)如图1,以AB 为直径作圆M ,则抛物线在圆内的部分,能使APB ∠为钝角,3(2M ∴,0),M e 的半径52=.P 'Q 是抛物线与y 轴的交点,2OP ∴'=,52MP ∴'=, P ∴'在M e 上,P ∴'的对称点(3,2)-,∴当10m -<<或34m <<时,APB ∠为钝角.(3)方法一:存在;抛物线向左或向右平移,因为AB 、P C ''是定值,所以A 、B 、P '、C '所构成的多边形的周长最短,只要AC BP '+'最小;第一种情况:抛物线向右平移,AC BP AC BP '+'>+, 第二种情况:向左平移,如图2所示,由(2)可知(3,2)P -,又3(2C Q ,25)8- 3(2C t '∴-,25)8-,(3,2)P t '--, 5AB =Q ,(2,2)P t ∴''---,要使AC BP '+'最短,只要AC AP '+''最短即可,点C '关于x 轴的对称点3(2C t ''-,25)8, 设直线P C ''''的解析式为:y kx b =+, 2(2)253()82t k b t k b -=--+⎧⎪⎨=-+⎪⎩, 解得412841132814k b t ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩∴直线414113282814y x t =++, 当P ''、A 、C ''在一条直线上时,周长最小, 4141130282814t ∴-++= 1541t ∴=. 故将抛物线向左平移1541个单位连接A 、B 、P '、C '所构成的多边形的周长最短. 方法二:AB Q 、P C ''是定值, A ∴、B 、P '、C '所构成的四边形的周长最短,只需AC BP '+'最小, ①若抛物线向左平移,设平移t 个单位,3(2C t ∴'-,25)8-,(2,2)P t ''---, Q 四边形P ABP '''为平行四边形, AP BP ∴''=',AC BP '+'最短,即AC AP '+''最短,C '关于x 轴的对称点为3(2C t ''-,25)8, C '',A ,P ''三点共线时,AC AP '+''最短,AC AP K K '''=,2502831212t t +=-++-+, 1541t ∴=. ②若抛物线向右平移,同理可得1541t =-, ∴将抛物线向左平移1541个单位时,A 、B 、P '、C '所构成的多边形周长最短.。
将军饮马问题(解析版)
将军饮马问题模型的概述:唐朝诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题:将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,走到河边让战马饮水后再到B 点宿营。
问如何行走才能使总的路程最短。
模型一(两点在河的异侧):将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,走到河边让战马饮水后再到B 点宿营,将在何处渡河使行走距离最短并求最短距离。
方法:如右图,连接AB,与线段L交于点M,在M处渡河距离最短,最短距离为线段AB的长。
模型二(两点在河的同侧):将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,需先走到河边让战马饮水后再到B点宿营,将在何处渡河使行走距离最短并求最短距离。
方法:如右图,作点B关于直线L的对称点B',连接AB',与直线L的交点即为所求的渡河点,最短距离为线段AB'的长。
模型三:如图,将军同部队行驶至P处,准备在此驻扎,但有哨兵发现前方为两河AB、BC的交汇处,为防止敌军在对岸埋伏需派侦察兵到河边观察,再返回P处向将军汇报情况,问侦察兵在AB、BC何处侦查才能最快完成任务并求最短距离。
数学描述:如图在直线AB、BC上分别找点M、N,使得∆PMN周长最小。
方法:如右图,分别作点P关于直线AB、BC的对称点P'、P'',连接P'P'',与两直线的交点即为所求点M、N,最短距离为线段P'P''的长。
模型四如图,深夜为防止敌军在对岸埋伏,将军又派一队侦察兵到河边观察,并叮嘱观察之后先去存粮位置点Q处查看再返回P处向将军汇报情况,问侦察在AB、BC何处侦查才能最快完成任务并求最短距离。
数学描述:如图在直线AB、BC上分别找点M、N,使得四边形PQNM周长最小。
方法:如右图,分别作点P、点Q关于直线AB、BC的对称点P'、Q',连接P'Q',与两直线的交点即为所求点M、N,最短距离为线段(PQ+P'Q')的长。
中考数学二次函数压轴题突破最值问题之将军饮马
O
x
5 二次函数
(2019•青海)如图 1(注:与图 2 完全相同),在直角坐标系中,抛物线经过点 A(1,0)、 B (5,0)、C(0,4)三点.
(1)求抛物线的解析式和 对称轴; (2)P 是抛物线对称轴上的一点,求满足 PA+PC 的值为最小的点 P 坐标(请在图 1 中 探索);
解:(1)将点 A 、B 的坐标代入二次函数表达式得:y=a(x﹣1)(x﹣5)=a(x2﹣6x+5), 则 5a=4,解得:a= , 抛物线的表达式为:y= (x2﹣6x+5)= x2﹣ x+4, 函数的对称轴为: x =3, 顶点坐标为(3,﹣ );
B N
P
O
M
A
【分析】△PMN 周长即 PM+PN+MN 的最小值,此处 M、N 均为折点,分别作点 P 关于
OB、OA 对称点 P’、P’’,化 PM+PN+MN 为 P’N+MN +P’’M.
P' B
N P
O
M
A
P''
当 P’、N、M、P’’共线时,得△PMN 周长的最小值,即线段 P’P’’长,连接 OP’、OP’’,可 得△OP’P’’为等边三角形,所以 P’P’’=OP’=OP=8.
O
N
P''
此处M、N均为折点,分别作点P关于OA(折点M所在直线)、OB(折点N
所在直线)的对称点,化折线段PM+MN+NP为P’M+MN+NP’’,当P’、M、
N、P’’共线时,△PMN周长最小.
【例题】如图,点 P 是∠AOB 内任意一点,∠AOB=30°,OP=8,点 M 和点 N 分别是射线 OA 和射线 OB 上的动点,则△PMN 周长的最小值为___________.
中考培优竞赛专题经典讲义第9讲最值问题之将军饮马问题
第10讲 最值问题之将军饮马问题最值问题是老师们最爱考的热门题型之一,综合性较强,需要一定的基本功,一般考察时一般放在压 轴位置。
模型讲解【基本模型】问题:在直线I 上找一点P ,使得FA + PB 的值最小 解析:连接AB ,与直线I 交点即为点P (两点之间线段最短)【拓展模型1】问题:在直线/上找一点P ,使得PA + PB 的值最小【练习】1、尺规作图:在直线 MN 上找一点P ,使得/ APN = Z BPN .(保留作图痕迹)A■甘 ----------------------- jV【模型拓展2】1、如图,已知点 P 为定点,定长线段 AB 在直线MN 上运动,在什么位置时,PA = PB 最小? JF M /V T ! y打 M. 弋厂一'青 ◎…皿 ----------------- ° * f;/思维转化:将线段 AB 移动,点P 不动,理解为线段 AB 不动,点P 在直线CD 上移动,将模型转化为 最基本模型【模型拓展3】问题:/ J MON 内一定点A ,点P 、Q 分别为0M 、ON 上的动点,求△ APQ 周长的最小值.PA + PB 的最小值即为线段 BA 的长度.I 的交点即为点P ,此时基本结论:① 厶A 1OA 2必为等腰三角形,且腰长等于线段 OA 的长.② / A I OA 2= 2/ MON .四边形ABPQ 周长最小的模型,最小值即为线段 AB + A' B'的长度和.【模型拓展4】问题:求AB + BC + CD 的最小值问题解析:作点A 关于ON 的对称点A',点D 关于OM 的对称点D ',连接A' D ',最小值即为线段 A' D' 的长度.(作点A 和点D 的对称点的过程中,也可以直接将 OM 、ON 整个对称过去,使得图形更加完整)【模型拓展5】MN 垂直两平行线,求 AM + MN + NB 的最小值模型.A l 、A 2,连接A I A 2,与ON 、OM 交点即为Q 、P ,线段A I A 2的长度即为△ APQ 周长的最小值.其中MN为定值,故只需求AM + NB的最小值,将点A向下平移MN的长度得到A:连接A'B,线段A'B的长度即为AM + NB的最小值直线I上有一长度不变线段MN移动,求AM + MN + NB最小值的模型.将A点向右平移MN的长度,以此转化为基本模型,最小值即为MN + A2B【例题讲解】例题1、如图,在平面直角坐标系中,Rt△ OAB的顶点A在x轴的正半轴上,顶点B的坐标为(3 , 3), 点C的坐标为(1, 0),点P为斜边0B上的一动点,贝U PA + PC的最小值为________________ .解:作A关于0B的对称点D,连接CD交0B于P,连接AP,过D作DN丄0A于N, 则此时PA + PC的值最小,•/ DP = FA,A PA+ PC= PD + PC = CD , v B(3 , 3),二AB = 3 , 0A= 3,•/ tan/A0B = AB= 3A0B = 30°,「. 0B = 2AB= 2 3 ,0A 311 3 3由三角形面积公式得:1X 0A X AB= 1X 0B X AM AM = 3AD = 2X 3= 3,2 2 2 2v/ AMB = 90°,/B= 60 ° ,A/ BAM = 30°,v/BA0 = 90°,「./ 0AM = 60°,•/ DN 丄OA ,•••/ NDA = 30 °,「. AN= 1 AD = 3,由勾股定理得:DN= 33 ,2 2 2v C( 1, 0) ,• CN = 3 - 1- 3= 1,在Rt △ DNC 中,由勾股定理得:DC = 31,2 2 2 2即PA + PC 的最小值是 31 . 2【思考】若把题中条件点“ C 的坐标为(1 , 0) ”改为“点C 为OA 边上一动点”,其它条件不变,那么此时 2PA + PC 最小值又是多少呢?解答:••• PA + PC = PC + PD = CD > DN = 3 3 ,二 PA + PC 的最小值为 3 3 .2 2例题2、某长方体的长、宽、高分别为4、3、5, (1) 如图1,点A 、B 分别为该长方体的两个顶点,已知蚂蚁从点A 沿长方体侧面爬到点B ,则最短路线 长是多少? (2) 如图2,点A 、C 分别为该长方体的两个顶点,如果用一根细线从点到达点C ,那么所用细线最短长度是 ____________ .(3) 如图2,点A 、C 分别为该长方体的两个顶点,如果用一根细线从点到达点C ,那么所用细线最短长度是 ____________ . (4) 如图3,已知圆柱高4米,底面周长1米•如果用花圈从上往下均匀缠绕圆柱3 旋形花圈的长至少 米.A 开始经过 A 开始经过4个侧面缠绕一圈 4个侧面缠绕三圈圈(如图),那么螺 答案:(1) ⑵ ⑶ 74 221 1789 16例题3、如图, BC 、 ABCDE 中,/ BAE = 120°,/ B =Z E = 90°, AB = BC = 1 , AE = DE = 2,在在五边形 DE 上分别找一点 M 、N .(1) 当厶AMN 的周长最小时,/ AMN + / ANM =(2) 求厶AMN 的周长最小值.E解:作A关于BC和ED的对称点A: A〃,连接A'A〃,交BC于M,交ED于N,则A'A〃即为△ AMN的周长最小值.⑴作EA 延长线的垂线,垂足为H,/ BAE = 120 °, •/ AA'A〃 + / AA 〃A'= 60°,/ AAA〃=/ A AM , / AA〃A'=/ EAN,.・./ CAN = 120。
初中数学将军饮马五大模型七类题型及答案
将军饮马五大模型七类题型(模型梳理与题型分类讲解)第一部分【知识点归纳】【理论依据】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】【模型一:两定交点型】如图1,直线l和l的异侧两点A.B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小;图1【模型二:两定一动型】如图2,直线l和l的同侧两点A.B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小(同侧转化为异侧);图2【模型三:一定两动型】如图3,点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B。
使△P AB 的周长最小。
图3【模型四:两定两动型】如图4,点P,Q为∠MON内的两点,分别在OM,ON上作点A,B。
使四边形P AQB的周长最小。
图4【模型五:一定两动(垂线段最短)型】如图5,点A是∠MON外的一点,在射线ON上作点P,使P A 与点P到射线OM的距离之和最小。
图5【模型六:一定两动,找(作)对称点转化型】如图6,点A是∠MON内的一点,在射线ON上作点P,使P A与点P到射线OM的距离之和最小。
图6【题型目录】【题型1】两定一动型.......................................................3;【题型2】一定两动(两点之间线段最短)型...................................6;【题型3】一定两动(垂线段最短)型.........................................9;【题型4】两定两动型.......................................................12;【题型5】一定两动(等线段)转化型.........................................14;【题型6】直通中考.........................................................18;【题型7】拓展延伸.........................................................21;第二部分【题型展示与方法点拨】【题型1】两定一动型;1.(23-24八年级上·河北廊坊·期中)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=12,AC=16,BC=20,将△ABC沿射线BM折叠,使点A与BC边上的点D重合.(1)线段CD的长是;(2)若点E是射线BM上一动点,则△CDE周长的最小值是.2.(22-23八年级上·广西南宁·期末)如图,点E在等边△ABC的边BC上,BE=4,射线CD⊥BC,垂足为点C,点P是射线CD上一动点,点F是线段AB上一动点,当EP+FP的值最小时,BF=5,则AB 的长为.3.(23-24八年级下·河南郑州·阶段练习)如图,在△ABC中,AB=AC.在AB、AC上分别截取AP、PQ的长为半径作弧,两弧在∠BAC内交于点AQ,使AP=AQ.再分别以点P,Q为圆心,以大于12R,作射线AR,交BC于点D.已知BC=5,AD=6.若点M、N分别是线段AD和线段AB上的动点,则BM+MN的最小值为.【题型2】一定两动(两点之间线段最短)型;4.(23-24七年级下·陕西西安·期末)如图,在锐角△ABC中,∠ABC=30°,AC=4,△ABC的面积为5,P为△ABC内部一点,分别作点P关于AB,BC,AC的对称点P1,P2,P3,连接P1P2,PP3,则2P1P2+ PP3的最小值为.5.(23-24八年级上·北京海淀·期中)如图,已知∠MON=30°,在∠MON的内部有一点P,A为OM上一动点,B为ON上一动点,OP=a,当△P AB的周长最小时,∠APB=度,△P AB的周长的最小值是.6.(22-23八年级上·新疆乌鲁木齐·期末)如图,已知∠AOB的大小为α,P是∠AOB内部的一个定点,且OP=5,点E、F分别是OA、OB上的动点,若△PEF周长的最小值等于5,则α=()A.30°B.45°C.60°D.90°【题型3】一定两动型(垂线段最短);7.(2024八年级上·全国·专题练习)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,AD是∠BAC的平分线,若P,Q分别是AD和AC上的动点,则PC+PQ的最小值是()A.2.4B.3C.4D.58.(23-24七年级下·广东深圳·期末)如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,AD⊥BC,点D为垂足,E、F分别是AD、AB上的动点.若AB=6,△ABC的面积为12,则BE+EF的最小值是()A.2B.4C.6D.89.(23-24八年级·江苏·假期作业)如图,在△ABC中,AB=AC=10,BC=12,AD=8,AD是∠BAC的平分线.若P,Q分别是AD和AC上的动点,则PC+PQ的最小值是.【题型4】两定两动型;10.(22-23八年级上·湖北武汉·期末)如图,∠AOB=20°,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=α,∠OQN=β,当MP+PQ+QN最小时,则关于α,β的数量关系正确的是()A.β-α=30°B.β+α=210°C.β-2α=30°D.β+α=200°【题型5】一定两动(等线段)转化型;11.(23-24九年级下·广西南宁·开学考试)如图,△ABC是等边三角形,AB=4.过点A作AD⊥BC于点D,点P是直线AD上一点,以CP为边,在CP的下方作等边△CPQ,连接DQ,则DQ的最小值为.12.(23-24八年级下·湖北武汉·阶段练习)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AC=6,BC=10,D、E分别是AB、BC上的动点,且CE=BD,连接AE、CD,则AE+CD的最小值为.13.(2024·安徽合肥·二模)如图,△ABC和△ADE都是等腰三角形,且∠BAC=∠DAE=120°,AB=8,O是AC的中点,若点D在直线BC上运动,连接OE,则在点D运动过程中,OE的最小值为()A.42B.433 C.32D.2第三部分【中考链接与拓展延伸】【题型6】直通中考14.(2023·辽宁锦州·中考真题)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=4,按下列步骤作图:①在AC和AB上分别截取AD、AE,使AD=AE.②分别以点D和点E为圆心,以大于12DE的长为半径作弧,两弧在∠BAC内交于点M.③作射线AM交BC于点F.若点P是线段AF上的一个动点,连接CP,则CP+12AP的最小值是.15.(2020·新疆·中考真题)如图,在△ABC中,∠A=90°,∠B=60°,AB=4,若D是BC边上的动点,则2AD+DC的最小值为.【题型7】拓展延伸16.(2024·辽宁葫芦岛·二模)在△ABC中,∠ABC=60°,BC=4,AC=5,点D,E在AB,AC边上,且AD=CE,则CD+BE的最小值是.17.(23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习)如图,等腰△ABC中,∠BAC=100°,BD平分∠ABC,点N为BD上一点,点M为BC上一点,且BN=MC,若当AM+AN的最小值为4时,AB的长度是.将军饮马五大模型七类题型(模型梳理与题型分类讲解)第一部分【知识点归纳】【理论依据】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。
将军饮马的六种模型
将军饮马的六种常见模型将军饮马问题——线段和最短一.六大模型1.如图,直线l和l的异侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小。
2.如图,直线l和l的同侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小。
3.如图,点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B。
使△P AB的周长最小4.如图,点P,Q为∠MON内的两点,分别在OM,ON上作点A,B。
使四边形P AQB的周长最小。
5.如图,点A是∠MON外的一点,在射线ON上作点P,使P A与点P到射线OM的距离之和最小6. .如图,点A 是∠MON 内的一点,在射线ON 上作点P ,使P A 与点P 到射线OM 的距离之和最小二、常见题目Part 1、三角形1.如图,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: ∵点C 关于直线AD 的对称点是点B ,∴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,BH =22BC CH -=2263-=33在直角△BHE 中,BE =22BH EH - =22(33)1+=272.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____.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的最小值在等腰Rt △AEB '中,根据勾股定理得到,B 'E = 43.如图,△ABC中,AB=2,∠BAC=30°,若在AC、AB上各取一点M、N,使BM+MN的值最小,则这个最小值解: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. B'N的长就是MB+MN的最小值,则∠B'AN = 2∠BAC= 60°,AB' = AB = 2,∠ANB'= 90°,∠B' = 30°。
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初中数学之将军饮马的六种常见模型将军饮马问题——线段和最短一.六大模型1.如图,直线l和l的异侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小。
2.如图,直线l和l的同侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小。
3.如图,点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B。
使△P AB的周长最小4.如图,点P,Q为∠MON内的两点,分别在OM,ON上作点A,B。
使四边形P AQB的周长最小。
5.如图,点A是∠MON外的一点,在射线ON上作点P,使P A与点P到射线OM的距离之和最小6. .如图,点A是∠MON内的一点,在射线ON上作点P,使P A与点P到射线OM的距离之和最小二、常见题目类型一、三角形1.如图,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:∵点C关于直线AD的对称点是点B,∴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,BH=在直角△BHE中,BE2.如图,在锐角△ABC中,AB =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____.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的最小值在等腰Rt△AEB'中,根据勾股定理得到,B'E = 43.如图,△ABC中,AB=2,∠BAC=30°,若在AC、AB上各取一点M、N,使BM+MN的值最小,则这个最小值解: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. B'N的长就是MB+MN的最小值,则∠B'AN = 2∠BAC= 60°,AB' = AB = 2,∠ANB'= 90°,∠B' = 30°。
∴AN = 1,在直角△AB'N中,根据勾股定理B'N类型二、正方形1.如图,正方形ABCD的边长为8,M在DC上,且DM=2,N是AC上的一动点,DN+MN的最小值为_________。
即在直线AC上求一点N,使DN+MN最小。
解:故作点D关于AC的对称点B,连接BM,交AC于点N。
则DN+MN=BN+MN=BM。
线段BM的长就是DN+MN的最小值。
在直角△BCM中,CM=6,BC=8,则BM=10。
故DN+MN的最小值是102.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.3D.解:即在AC上求一点P,使PE+PD的值最小。
点D关于直线AC的对称点是点B,连接BE交AC于点P,则BE = PB+PE = PD+PE,BE的长就是PD+PE的最小值BE=AB =3.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).解:在AC上求一点P,使PB+PQ的值最小∵点B关于AC的对称点是D点,∴连接DQ,与AC的交点P就是满足条件的点DQ = PD+PQ = PB+PQ,故DQ的长就是PB+PQ的最小值在直角△CDQ中,CQ=1,CD=2,根据勾股定理,得,DQ4.如图,四边形ABCD是正方形,AB= 10cm,E为边BC的中点,P为BD上的一个动点,求PC+PE 的最小值;解:连接AE,交BD于点P,则AE就是PE+PC的最小值在直角△ABE中,求得AE的长为类型三、矩形1.如图,若四边形ABCD是矩形,AB = 10cm,BC = 20cm,E为边BC上的一个动点,P为BD上的一个动点,求PC+PD的最小值;解:作点C关于BD的对称点C',过点C',作C'B⊥BC,交BD于点P,则C'E就是PE+PC的最小值直角△BCD中,CH5直角△BCH中,BH=85△BCC'的面积为:BH×CH = 160∴C'E×BC = 2×160则CE' = 16类型四、菱形1.如图,若四边形ABCD是菱形,AB=10cm,∠ABC=45°,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;解:点C关于BD的对称点是点A,过点A作AE⊥BC,交BD于点P,则AE就是PE+PC的最小值在等腰△EAB中,求得AE的长为52类型五、直角梯形1.已知直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD=2,BC=DC=5,点P在BC上秱动,则当P A+PD取最小值时,△APD中边AP上的高为()A21717B41717C81717D、3解:作点A关于BC的对称点A',连接A'D,交BC于点P则A'D = P A'+PD = P A+PD A'D的长就是P A+PD的最小值S△APD = 4在直角△ABP中,AB = 4,BP = 1,根据勾股定理,得AP=∴AP上的高为:2类型六、圆形1.已知⊙O的直径CD为4,∠AOD的度数为60°,点B是AD的中点,在直径CD上找一点P,使BP+AP的值最小,并求BP+AP的最小值.解:在直线CD上作一点P,使P A+PB的值最小作点A关于CD的对称点A',连接A'B,交CD于点P,则A'B的长就是P A+PB的最小值连接OA',OB,则∠A'OB=90°,OA' = OB= 4根据勾股定理,A'B=2.如图,MN是半径为1的⊙O的直径,点A在⊙O上,∠AMN=30°,B为AN弧的中点,P是直径MN上一动点,则P A+PB的最小值为( )A. B C. 1D. 2解:MN上求一点P,使P A+PB的值最小作点A关于MN的对称点A',连接A'B,交MN于点P,则点P就是所要作的点A'B的长就是P A+PB的最小值连接OA'、OB,则△OA'B是等腰直角三角形∴A'B类型七、一次函数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).(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.解:(1)由题意得:0=2x +b ,4=b解得 k =-2,b =4,∴ y =-2x +4(2)作点C 关于y 轴的对称点C ',连接C 'D ,交y 轴于点P则C 'D =C 'P +PD = PC +PDC 'D 就是PC +PD 的最小值连接CD ,则CD =2,CC ′=2在直角△C 'CD 中,根据勾股定理 C 'D =22求直线C 'D 的解析式,由C '(-1,0),D (1,2)∴有0=-k +b ,2=k +b解得 k =1,b =1,∴ y =x +1当x =0 时,y =1,则P (0,1)类型八、二次函数1.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 周长最小?若存在求出点C 坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)B (13)(2) y 2323x x + (3)∵点O 关于对称轴的对称点是点A ,则连接AB ,交对称轴于点C ,则△BOC 的周长最小y 2323x x ,当x =-1 时,y 3 ∴C (-132.如图,在直角坐标系中,A,B,C的坐标分别为(-1,0),(3,0),(0,3),过A,B,C三点的抛物线的对称轴为直线l,D为直线l上的一个动点,(1)求抛物线的解析式;(2)求当AD+CD最小时点D的坐标;(3)以点A为圆心,以AD为半径作圆A;解:(1)①证明:当AD+CD最小时,直线BD与圆A相切;②写出直线BD与圆A相切时,点D的另一个坐标。
(2)连接BC,交直线l于点D,则DA+DC = DB+DC = BC,BC的长就是AD+DC的最小值BC:y=-x+3则直线BC与直线x=1的交点D(1,2),3.抛物线y = ax2+bx+c(a≠0)对称轴为x = -1,与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中A(-3,0)、C(0,-2)(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,若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.(1)由题意得129302b a a b c c ⎧=⎪⎪-+=⎨⎪=-⎪⎩, 解得23432a b c ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪=-⎪⎪⎩∴抛物线的解析式为224233y x x =+-(2)点B 关于对称轴的对称点是点A ,连接AC 交对称轴于点P ,则△PBC 的周长最小. 设直线AC 的解析式为y = kx +b , ∵A (-3,0),C (0,-2),则032k b b==+⎧⎨-=⎩,解得 k =23- ,b =-2 ∴直线AC 的解析式为 y =23-x –2 把x =-1 代入得y =43-,∴P (-1,43-)(3)S 存在最大值∵DE //PC , ∴OE /OA = OD /OC ,即OE /3 = (2-m )/2OE =3-32m ,AE =OA –OE =32m方法一,连接OPS =S 四边形PDOE –S △OED =S △POE +S △POD –S △OED =12×(3 -32m )×43+12×(2 -m )×1-12×(3-32m )×(2-m ) =34-m 2 +32m =34-(m -1)2+34∴,当m =1 时,S 最大34方法二,S = S △OAC – S △AEP – S △OED – S △PCD =34-m 2 +32m =34-(m -1)2+34。