“PA+kPB”最值探究(胡不归+阿氏圆)

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2020年春胡不归与阿氏圆专题学习

2020年春胡不归与阿氏圆专题学习

“PA+k·PB”型的最值问题【问题背景】“PA+k·PB”型的最值问题是近几年中考考查的热点更是难点。

当k值为1时,即可转化为“PA+PB”之和最短问题,就可用我们常见的“饮马问题”模型来处理,即可以转化为轴对称问题来处理。

而当k取任意不为1的正数时,若再以常规的轴对称思想来解决问题,则无法进行,因此必须转换思路。

此类问题的处理通常以动点P所在图像的不同来分类,一般分为2类研究。

即点P在直线上运动和点P在圆上运动。

其中点P在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题;点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。

本文将分别从这两类入手与大家共同探究线段最值问题的解决方案。

【知识储备】线段最值问题常用原理:①三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;②两点间线段最短;③连结直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短;【模型初探】(一)点P在直线上运动“胡不归”问题如图1-1-1所示,已知sin∠MBN=k,点P为角∠MBN其中一边BM上的一个动点,点A在射线BM、BN的同侧,连接AP,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?分析:本题的关键在于如何确定“k·PB”的大小,过点P作PQ⊥BN垂足为Q,则k·PB=PB·sin∠MBN=PQ,∴本题求“PA+k·PB”的最小值转化为求“PA+PQ”的最小值(如图1-1-2),即A、P、Q三点共线时最小(如图1-1-3),本题得解。

图1-1-1 图1-1-2 图1-1-3动态展示:见GIF格式!思考:当k值大于1时,“PA+k·PB”线段求和问题该如何转化呢?提取系数k即可哦!!!【数学故事】从前,有一个小伙子在外地学徒,当他获悉在家的老父亲病危的消息后,便立即启程赶路。

由于思乡心切,他只考虑了两点之间线段最短的原理,所以选择了全是沙砾地带的直线路径A→B(如图所示),而忽视了走折线虽然路程多但速度快的实际情况,当他气喘吁吁地赶到家时,老人刚刚咽了气,小伙子失声痛哭。

高中数学 胡不归与阿氏圆

高中数学 胡不归与阿氏圆

“PA+k·PB”型的最值问题【问题背景】“PA+k·PB”型的最值问题是近几年中考考查的热点更是难点。

1.当k值为1时,即可转化为“PA+PB”之和最短问题,就可用我们常见的“饮马问题”模型来处理,即可以转化为轴对称问题来处理;2.当k取任意不为1的正数时,若再以常规的轴对称思想来解决问题,则无法进行,因此必须转换思路。

此类问题的处理通常以动点P所在图像的不同来分类,一般分为2类研究。

即点P在直线上运动和点P在圆上运动。

(1)其中点P在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题;(2)点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。

【知识储备】线段最值问题常用原理:①三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;②两点间线段最短;③连结直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短;(216-56.52)÷216≈0.738≈73.8%“胡不归”和“阿氏圆”问题都是一类解决最短距离问题,即“PA+k·PB”(k≠1的常数)型的最值问题。

两类问题所蕴含的都是数学的转化思想,即将k·PB这条线段的长度转化为某条具体线段PC的长度,进而根据“垂线段最短或两点之间线段最短”的原理构造最短距离。

不过两类问题的难点都在于如何对k值进行转化,“胡不归”需要构造某角的正弦值等于k(如k值>1则要先提取k去构造某角的正弦值等于或等于)将k倍线段转化,再利用“垂线段最短”解决问题;“阿氏圆”问题则需构造共边共角型相似问题,始终抓住点在圆上这个重要信息,构造以半径为公共边的一组相似三角形,k值如大于1则将线段扩大相同的倍数取点,k值如小于1则将线段缩小相同的倍数取点利用,再“两点之间线段最短”解决问题。

11。

最值系列之阿氏圆问题

最值系列之阿氏圆问题

最值系列之阿氏圆问题在前面的“胡不归”问题中,我们见识了“kPA+PB”最值问题,其中P 点轨迹是直线,而当P 点轨迹变为圆时,即通常我们所说的“阿氏圆”问题.所谓“阿氏圆”,是指由古希腊数学家阿波罗尼奥斯提出的圆的概念,在平面内,到两个定点距离之比等于定值(不为1)的点的集合叫做圆.如下图,已知A 、B 两点,点P 满足PA :PB=k (k≠1),则满足条件的所有的点P 构成的图形为圆.下给出证明法一:首先了解两个定理(1)角平分线定理:如图,在△ABC 中,AD 是∠BAC 的角平分线,则AB DB AC DC =.证明:ABD ACD S BD S CD = ,ABD ACD S AB DE AB S AC DF AC⨯==⨯ ,即AB DB AC DC =(2)外角平分线定理:如图,在△ABC 中,外角CAE 的角平分线AD 交BC 的延长线于点D ,则AB DB AC DC=.证明:在BA 延长线上取点E 使得AE=AC ,连接BD ,则△ACD ≌△AED (SAS ),CD=ED 且AD 平分∠BDE ,则DB AB DE AE =,即AB DB AC DC=.接下来开始证明步骤:如图,PA :PB=k ,作∠APB 的角平分线交AB 于M 点,根据角平分线定理,MA PA k MB PB ==,故M 点为定点,即∠APB 的角平分线交AB 于定点;作∠APB 外角平分线交直线AB 于N 点,根据外角平分线定理,NA PA k NB PB==,故N 点为定点,即∠APB 外角平分线交直线AB 于定点;又∠MPN=90°,定边对定角,故P 点轨迹是以MN为直径的圆.法二:建系不妨将点A 、B 两点置于x 轴上且关于原点对称,设A (-m ,0),则B (m ,0),设P (x ,y ),PA=kPB ,即:()()()()()()22222222222222222122102201x m y k x m k y kx y m k m x k m m k m x y x m k ++=-+-+-++-=++-+=-解析式满足圆的一般方程,故P 点所构成的图形是圆,且圆心与AB 共线.那么这个玩意和最值有什么关系呢?且来先看个例子:如图,在Rt △ABC 中,∠C=90°,AC=4,BC=3,以点C 为圆心,2为半径作圆C ,分别交AC 、BC 于D 、E 两点,点P 是圆C 上一个动点,则12PA PB 的最小值为__________.【分析】这个问题最大的难点在于转化12PA ,此处P 点轨迹是圆,故转化方法与之前有所不同,如下,提供两种思路.法一:构造相似三角形注意到圆C 半径为2,CA=4,连接CP ,构造包含线段AP 的△CPA ,在CA 边上取点M 使得CM=2,连接PM ,可得△CPA ∽△CMP ,故PA :PM=2:1,即PM=12PA .问题转化为PM+PB 最小值,直接连BM 即可.【问题剖析】(1)这里为什么是12PA ?答:因为圆C 半径为2,CA=4,比值是1:2,所以构造的是12PA ,也只能构造12PA .(2)如果问题设计为PA+kPB 最小值,k 应为多少?答:根据圆C 半径与CB 之比为2:3,k 应为23.【小结】此类问题都是构造好的图形搭配恰当的比例,构造相似转化线段即可解决.法二:阿氏圆模型对比一下这个题目的条件,P 点轨迹是圆,A 是定点,我们需要找出另一个定点M 使得PM:PA=1:2,这不就是把“阿氏圆”的条件与结论互换了一下嘛!而且这种问题里,给定的圆的位置、定点A 的位置、线段的比例等,往往都是搭配好的!P 点轨迹圆的圆心C 点和A 点在直线AC 上,故所求M 点在AC 边上,考虑到PM :PA=1:2,不妨让P 点与D 点重合,此时DM=12DA =1,即可确定M 点位置.如果对这个结果不是很放心,不妨再取个特殊的位置检验一下,如下图,此时PM=3,PA=6,亦满足PM:PA=1:2.【小结】法二其实是开了上帝视角,在已知其是阿氏圆的前提下,通过特殊点找出所求M 点位置,虽不够严谨,却很实用.【练习1】如图,在ABC ∆中,∠ACB=90°,BC=12,AC=9,以点C 为圆心,6为半径的圆上有一个动点D .连接AD 、BD 、CD ,则2AD+3BD 的最小值是.【分析】首先对问题作变式2AD+3BD=233AD BD ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故求23AD BD +最小值即可.考虑到D 点轨迹是圆,A 是定点,且要求构造23AD ,条件已经足够明显.当D 点运动到AC 边时,DA=3,此时在线段CD 上取点M 使得DM=2,则在点D 运动过程中,始终存在23DM DA =.问题转化为DM+DB 的最小值,直接连接BM ,BM 长度的3倍即为本题答案.【练习2】如图,已知正方ABCD的边长为4,圆B的半径为2,点P是圆B上的一个动点,则12PD PC的最大值为_______.【分析】当P点运动到BC边上时,此时PC=2,根据题意要求构造12PC,在BC上取M使得此时PM=1,则在点P运动的任意时刻,均有PM=12PC,从而将问题转化为求PD-PM的最大值.连接PD,对于△PDM,PD-PM<DM,故当D、M、P共线时,PD-PM=DM为最大值.。

初中数学最值系列之胡不归问题

初中数学最值系列之胡不归问题

初中数学最值系列之胡不归问题最值系列之“胡不归”问题在前面的最值问题中,往往都是求某个线段的最值,或者形如PA+PB的最值。

除此之外,我们还可能会遇上形如“PA+kPB”的式子的最值问题,这类式子一般可以分为两类问题:(1)胡不归问题;(2)阿氏圆。

本文将简单介绍“胡不归”模型。

故事介绍】从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家。

根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A到家B之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途。

当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭。

邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?…”(“胡”同“何”)模型建立】如图,一动点P在直线MN外的运动速度为V1,在直线MN上运动的速度为V2,且V1<V2,A、B为定点,点C在直线MN上,确定点C的位置使ACBC的值最小。

问题分析】将BC+kAC的最小值问题转化为求BC+CH的最小值,过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH 取到最小值,即BC+kAC最小。

模型总结】在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型。

而这里的PB必须是一条方向不变的线段,方能构造定角利用三角函数得到kPB的等线段。

2019长沙中考】如图,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于点E,D是线段BE上的一个动点,则CD+5BD的最小值是_______。

分析】本题关键在于处理“sin∠ABE/BD”,考虑tanA=2,△ABE 三边之比为1:2:5,即BBC问题可以转化为求CD+DH的最小值,当C、D、H三点共线时,CD+DH的值最小,此时CD+DH=CH=BE=45.解决这个问题的关键在于构造垂线DH,根据角度的三角函数值可以得到sinα=3/5,因此可以自行构造角α,如图所示。

如果稍作改变,将图形改造为EDBC,则需要自己构造角α,这一步是解决“胡不归”问题的关键。

最新九年级数学中考复习 初中几何多结论问题及PA kPB型最值探究

最新九年级数学中考复习 初中几何多结论问题及PA kPB型最值探究

几何多结论问题与最值问题题型分析【学习主题】一、几何多结论探讨;二、“PA+kPB”型最值之胡不归与阿氏圆【题型分析】一、初中几何图形多结论综合/*瓜豆原理求动态路径长*/【示例1】如图,矩形ABCD中,AB=2,AD=32,动点P从点A出发向终点D运动,连接BP,并过点C作CH⊥BP,垂足为H,有以下结论:①、△ABP∽△HCB;②、AH的最小值为37 ;③、在运动过程中,BP扫过的面积始终等于CH扫过的面积;④、在运2,其中正确的有()动过程中,点H的运动路径的长为π33A、①②③B、①②④C、②③④D、①③④/*正方形半角模型*/【示例2】如图,正方形ABCD 的边长为a ,点E 在边AB 上运动(不与点A ,B 重合),∠DAM=45°,点F 在射线AM 上,且AF=2BE ,CF 与AD 相交于点G ,连接EC ,EF ,EG ,则下列结论:①、∠ECF=45°;②、△AEG 的周长为a )221(+; ③、222EG DG BE =+;④、△EAF 的面积的最大值281a .其中正确的结论是(填写所有正确结论的序号)【解析过程】/*旋转变换下求线段最值*/【示例3】如图,四边形ABCD 是菱形,且∠ABC=60°,△ABE 是等边三角形,M 为对角线BD (不含B 点)上任意一点,将BM 绕点B 逆时针旋转60°得到BN ,连接EN 、AM 、CM ,则下列五个结论中正确的是( )①、若菱形ABCD 的边长为1,则AM+CM 的最小值1;②、△AMB ≌△ENB ;③、ADCM AMBE S S 四边形四边形 ;④、连接AN ,则AN ⊥BE ;⑤、当AM+BM+CM 的最小值为32时,菱形ABCD 的边长为2.【解析过程】二、“PA+kPB”型最值之胡不归与阿氏圆【示例1】如图,四边形ABCD是菱形,AB=4,且∠ABC=60°,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,则BMAM2的最小值为________【示例2】如图,△ABC 中,AB =AC =10,2tan =A ,BE ⊥AC 于点E ,D 是线段BE 上的一个动点,则BD CD 55+的最小值是_________【示例3】二次函数c-=2y+axx2的图象与x轴交于A、C两点,点C的坐标为)0 ,3(,与y 轴交于点B )3 ,0(-。

备战中考数学二轮专题归纳提升真题线段最值问题—胡不归问题和阿氏圆问题

备战中考数学二轮专题归纳提升真题线段最值问题—胡不归问题和阿氏圆问题

专题07 线段最值问题(2)——胡不归问题和阿氏圆问题【问题引入】在前面的最值问题中往往都是求某个线段最值或者形如PA+PB 最值,除此之外我们还可能会遇上形如“PA+kPB ”这样的式子的最值,此类式子一般可以分为两类问题:(1)胡不归问题;(2)阿氏圆.【题型一——胡不归问题】【模型介绍】从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A 到家B 之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?…”(“胡”同“何”)【模型建立】【问题】点A 为直线l 上一定点,点B 为直线外一定点,P 为直线l 上一动点,要使√22AP +BP 最小.【作法】过点 A 作∠NAP =45°,过点 P 作 PE ⊥AN ,在直角三角形中将√22AP 转化为 PE ,使得√22AP +BP =PE +BP ,然后利用“两点之间线段最短”将“折”变“直”,再利用“垂线段最短”转化为求 BF 的长度.【解题关键】在求形如“PA+kPB ”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB 相等的线段,将“PA+kPB ”型问题转化为“PA+PC ”型.注意:而这里的PB 必须是一条方向不变的线段,方能构造定角利用三角函数得到kPB 的等线段.【典型例题】【例1】如图,△ABC 中,AB =AC =10,tan A =2,BE ⊥AC 于点E ,D 是线段BE 上的一个动点,那么:(1)AE=_______.(2)CD +√55BD 的最小值是_______.【答案】(1)2√5(2)4√5【解析】解:(1)∵tanA=2,BE ⊥AC∴BE AE =2∴设AE=x ,BE=2x∴x 2+(2x )2=102∴x =2√5(2)如图,作DF ⊥AB 于点F ,CH ⊥AB 于点H∵AE=2√5,AB=10∴AE AB =2√510=√55 ∴sin ∠ABD =DF BD =√55 ∴DF=√55BD∴CD +√55BD =CD +DF∵当C 、D 、F 三点共线时,CD +DF 最小,即为CH∵AB=AC∴CH=BE由(1)知,BE=2AE=4√5∴CD +√55BD 的最小值时4√5【练1】如图,△ABC 中,AB =AC =20,tanA=3,BE ⊥AC 于点E ,D 是线段BE 上的一个动点,则CD+√1010BD 的最小值是【答案】6√10【解析】解:如图,作DF ⊥AB 于点F ,CH ⊥AB 于点HAB C DE∵tanA=3,BE⊥AC,AB=AC=20∴BEAE =3∴设AE=x,BE=3x ∴x2+(3x)2=202∴x=2√10∴sin∠ABD=DFBD =√1010∴DF=√1010BD∴CD+√1010BD=CD+DF∵当C、D、F三点共线时,CD+DF最小,即为CH∵AB=AC∴CH=BE由(1)知,BE=3AE=6√10∴CD+√55BD的最小值时6√10【练2】如图,菱形 ABCD 中,∠ABC=60°,边长为 3,P 是对角线 BD 上的一个动点,则12BP+PC 的最小值是_______.【答案】3√32【解析】解:如图,作PM⊥AB于点M,CH⊥AB于点H∵四边形ABCD是菱形∴∠PBM=12∠ABC=30°∴PM=12PB∴12BP+PC=PM+PC∵当C、P、H三点共线时,PM+PC最小,即为CH 在Rt△CBH中,CH=BC×sin60°=3√32∴12BP+PC的最小值时3√32【练3】如图,平行四边形 ABCD 中,∠DAB=60°,AB=6,BC=2,P 为边 CD 上的一动点,则PB +√32PD的最小值等于________.【答案】3√3【解析】解:如图,作PH⊥AD于点H∵四边形ABCD是平行四边形∴AB∥CD∵∠DAB=60°∴∠HDP=60°∴sin∠HDP=√32∴PH=√32PD∴PB +√32PD=PB+PH∵当B、P、H三点共线时,PB+PH最小,即为BH在Rt△ABH中,BH=AB×sin60°=3√3∴12BP+PC的最小值时3√3【题型二——阿氏圆问题】【模型介绍】所谓“阿氏圆”,是阿波罗尼斯圆的简称,已知在平面内两点A、B,则所有满足PA=kPB的点P的轨迹是一个圆,这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”。

4最值系列之胡不归问题(1)

4最值系列之胡不归问题(1)

最值系列之“胡不归”问题在前面的最值问题中往往都是求某个线段最值或者形如P A +PB 最值,除此之外我们还可能会遇上形如“P A +kPB ”这样的式子的最值,此类式子一般可以分为两类问题:(1)胡不归问题;(2)阿氏圆.本文简单介绍“胡不归”模型. 【故事介绍】从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A 到家B 之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?…”(“胡”同“何”)而如果先沿着驿道AC 先走一段,再走砂石地,会不会更早些到家?2驿道【模型建立】如图,一动点P 在直线MN 外的运动速度为V 1,在直线MN 上运动的速度为V 2,且V 1<V 2,A 、B 为定点,点C 在直线MN 上,确定点C 的位置使21AC BCV V的值最小.2M练习:1.如图,△ABC 中,AB =AC =10,tan A =2,BE ⊥AC 于点E ,D 是线段BE上的一个动点,则CD +的最小值是_______.1题图 2题图2.如图,平行四边形ABCD 中,∠DAB =60°,AB =6,BC =2,P 为边CD上的一动点,则PB +的最小值等于________.3.如图,已知抛物线()()248ky x x =+-(k 为常数,且k >0)与x 轴从左至右依次交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,经过点B的直线y x b =+与抛物线的另一交点为D . (1)若点D 的横坐标为-5,求抛物线的函数表达式;(2)在(1)的条件下,设F 为线段BD 上一点(不含端点),连接AF ,一动点M 从点A出发,沿线段AF 以每秒1个单位的速度运动到F ,再沿线段FD 以每秒2个单位的速度运动到D 后停止,当点F 的坐标是多少时,点M 在整个运动过程中用时最少?ABCDEABCDP4.抛物线2y=与x轴交于点A,B(点A在点B的左边),与y轴交于点C.点P是直线AC上方抛物线上一点,PF⊥x轴于点F,PF与线段AC交于点E;将线段OB沿x轴左右平移,线段OB的对应线段是O1B1,当12PE EC+的值最大时,求四边形PO1B1C周长的最小值,并求出对应的点O1的坐标.(为突出问题,删去了两个小问)。

胡不归和阿氏圆问题(14页)

胡不归和阿氏圆问题(14页)

胡不归+阿氏圆(PA k PB +∙) 当你遇到“PA+kPB ”型最值时,当k=1时,可以转化为“将军饮马”模型,我们可以利用对称变换来处理。

而如果k ≠1的话,此类问题的处理通常以动点P 所在图像的不同来分类,一般分为2类研究。

即点P 在直线上运动和点P 在圆上运动。

其中点P 在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题:点P 在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。

利用“胡不归,阿氏圆”解决初中"PA k PB +∙"型的最值问题(加权线段和最值)
胡不归图
阿氏圆图
胡不归

'C
'
H ②
1
(2019长沙中考)如图,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于点E,D是线段BE上的一个动点,则的最小值是_____ (2019南通中考)如图,平行四边形ABCD中,∠DAB=60°,AB=6,BC=2,P为边CD上的一动点,则PB+的最小值等于.
阿氏圆
你会发现:原来我暗藏着“母子型”相似三角形!(形状完全一样,多像母子啊!)
, OPA OBP
,则∽所以
转化为简单的将军饮马型问题。

的距离与半径之比等于半径与圆心到定点r OB
这类题目虽然所求两条线段系数不为1,但并不是胡不归和阿氏圆问题,这和动点的运动轨迹有关系,需要大家细致辨别。

这是一道“隐藏的”隐形圆问题。

它的解法也非常巧妙,但仍然属于常规思路,只要对隐形圆基本模型掌握的熟练,应该是比较容易想到的。

这个题如果放在高中,也可以用正余弦定理去解决。

初中数学最值系列之胡不归问题

初中数学最值系列之胡不归问题

最值系列之“胡不归”问题在前面的最值问题中往往都是求某个线段最值或者形如PA +PB 最值,除此之外我们还可能会遇上形如“PA +kPB ”这样的式子的最值,此类式子一般可以分为两类问题:(1)胡不归问题;(2)阿氏圆.本文简单介绍“胡不归”模型.【故事介绍】从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A 到家B 之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归胡不归…”(“胡”同“何”)而如果先沿着驿道AC 先走一段,再走砂石地,会不会更早些到家2驿道—【模型建立】如图,一动点P 在直线MN 外的运动速度为V 1,在直线MN 上运动的速度为V 2,且V 1<V 2,A 、B 为定点,点C 在直线MN 上,确定点C 的位置使21AC BCV V +的值最小.2M【问题分析】121121=V AC BC BC AC V V V V ⎛⎫++ ⎪⎝⎭,记12V k V =, 即求BC +kAC 的最小值.【问题解决】&构造射线AD使得sin∠DAN=k,CH/AC=k,CH=kAC.M将问题转化为求BC+CH最小值,过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH 取到最小值,即BC+kAC最小.M【模型总结】在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.{而这里的PB必须是一条方向不变的线段,方能构造定角利用三角函数得到kPB的等线段.【2019长沙中考】如图,△ABC 中,AB =AC =10,tan A =2,BE ⊥AC 于点E ,D 是线段BE 上的一个动点,则CD 的最小值是_______. ABCDE【分析】本题关键在于处理“”,考虑tan A =2,△ABE 三边之比为1:2,sin ∠,故作DH ⊥AB 交AB 于H点,则DH =. HEDCB AABCDEH问题转化为CD +DH 最小值,故C 、D 、H共线时值最小,此时CD DH CH BE +===.}【小结】本题简单在于题目已经将BA 线作出来,只需分析角度的三角函数值,作出垂线DH ,即可解决问题,若稍作改变,将图形改造如下:EDCB则需自行构造α,如下图,这一步正是解决“胡不归”问题关键所在.αsin α5HEDC BAEDCB【2019南通中考】如图,平行四边形ABCD 中,∠DAB =60°,AB =6,BC =2,P 为边CD 上的一动点,则PB 的最小值等于________. ABCDP》【分析】考虑如何构造”,已知∠A =60°,且sin60°,故延长AD ,作PH ⊥AD 延长线于H点,即可得PH =,将问题转化为:求PB +PH 最小值. M HPDCBA当B 、P 、H 三点共线时,可得PB +PH 取到最小值,即BH 的长,解直角△ABH 即可得BH 长.ABCDPH M【2014成都中考】如图,已知抛物线()()248ky x x =+-(k 为常数,且k >0)与x 轴从左至右依次交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,经过点B的直线y b =+与抛物线的另一交点为D .(1)若点D 的横坐标为-5,求抛物线的函数表达式;(2)在(1)的条件下,设F 为线段BD 上一点(不含端点),连接AF ,一动点M 从点A 出发,沿线段AF 以每秒1个单位的速度运动到F ,再沿线段FD 以每秒2个单位的速度运动到D 后停止,当点F 的坐标是多少时,点M 在整个运动过程中用时最少[【分析】第一小问代点坐标,求解析式即可,此处我们直接写答案:A (-2,0),B (4,0),直线解析式为y x =,D 点坐标为(-,故抛物线解析式为)()24y x x =+-,化简为:2y x 该题的第二小问.点M 运动的时间为12AF DF ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,即求12AF DF ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的最小值.接下来问题便是如何构造2DF,考虑BD 与x 轴夹角为30°,且DF 方向不变,故过点D 作DM ∥x 轴,过点F 作FH ⊥DM 交DM 于H 点,则任意位置均有FH =2DF. 当A 、F 、H 共线时取到最小值,根据A 、D 两点坐标可得结果.【2018重庆中考】抛物线2y=-+x轴交于点A,B(点A在点B的左边),与y轴交于点C.点P是直线AC上方抛物线上一点,PF⊥x轴于点F,PF与线段AC交于点E;将线段OB沿x轴左右平移,线段OB的对应线段是O1B1,当12PE EC+的值最大时,求四边形PO1B1C周长的最小值,并求出对应的点O1的坐标.(为突出问题,删去了两个小问))【分析】根据抛物线解析式得A()-、B)、C(,直线AC的解析式为:y=+AC与x轴夹角为30°.根据题意考虑,P在何处时,PE+2EC取到最大值.过点E作EH⊥y轴交y轴于H点,则∠CEH=30°,故CH=2EC,问题转化为PE+CH何时取到最小值.考虑到PE于CH并无公共端点,故用代数法计算,设2,P m⎛-+⎝,则E m⎛⎝,H⎛+⎝,2PE=,CH=,22=PE CH m+=+sin ABE∠=当P点坐标为(-时,取到最小值,故确定P、C、求四边形面积最小值,运用将军饮马模型解题即可.。

初中数学最值系列之胡不归问题

初中数学最值系列之胡不归问题

最值系列之“胡不归”问题在前面的最值问题中往往都是求某个线段最值或者形如PA +PB 最值,除此之外我们还可能会遇上形如“PA +kPB ”这样的式子的最值,此类式子一般可以分为两类问题:(1)胡不归问题;(2)阿氏圆.本文简单介绍“胡不归”模型.【故事介绍】从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A 到家B 之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归胡不归…”(“胡”同“何”)而如果先沿着驿道AC 先走一段,再走砂石地,会不会更早些到家2驿道—【模型建立】如图,一动点P 在直线MN 外的运动速度为V 1,在直线MN 上运动的速度为V 2,且V 1<V 2,A 、B 为定点,点C 在直线MN 上,确定点C 的位置使21AC BCV V +的值最小.2M【问题分析】121121=V AC BC BC AC V V V V ⎛⎫++ ⎪⎝⎭,记12V k V =, 即求BC +kAC 的最小值.【问题解决】&构造射线AD使得sin∠DAN=k,CH/AC=k,CH=kAC.M将问题转化为求BC+CH最小值,过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH 取到最小值,即BC+kAC最小.M【模型总结】在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.{而这里的PB必须是一条方向不变的线段,方能构造定角利用三角函数得到kPB的等线段.【2019长沙中考】如图,△ABC 中,AB =AC =10,tan A =2,BE ⊥AC 于点E ,D 是线段BE 上的一个动点,则CD 的最小值是_______. ABCDE【分析】本题关键在于处理“”,考虑tan A =2,△ABE 三边之比为1:2,sin ∠,故作DH ⊥AB 交AB 于H点,则DH =. HEDCB AABCDEH问题转化为CD +DH 最小值,故C 、D 、H共线时值最小,此时CD DH CH BE +===.}【小结】本题简单在于题目已经将BA 线作出来,只需分析角度的三角函数值,作出垂线DH ,即可解决问题,若稍作改变,将图形改造如下:EDCB则需自行构造α,如下图,这一步正是解决“胡不归”问题关键所在.αsin α5HEDC BAEDCB【2019南通中考】如图,平行四边形ABCD 中,∠DAB =60°,AB =6,BC =2,P 为边CD 上的一动点,则PB 的最小值等于________. ABCDP》【分析】考虑如何构造”,已知∠A =60°,且sin60°,故延长AD ,作PH ⊥AD 延长线于H点,即可得PH =,将问题转化为:求PB +PH 最小值. M HPDCBA当B 、P 、H 三点共线时,可得PB +PH 取到最小值,即BH 的长,解直角△ABH 即可得BH 长.ABCDPH M【2014成都中考】如图,已知抛物线()()248ky x x =+-(k 为常数,且k >0)与x 轴从左至右依次交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,经过点B的直线y b =+与抛物线的另一交点为D .(1)若点D 的横坐标为-5,求抛物线的函数表达式;(2)在(1)的条件下,设F 为线段BD 上一点(不含端点),连接AF ,一动点M 从点A 出发,沿线段AF 以每秒1个单位的速度运动到F ,再沿线段FD 以每秒2个单位的速度运动到D 后停止,当点F 的坐标是多少时,点M 在整个运动过程中用时最少[【分析】第一小问代点坐标,求解析式即可,此处我们直接写答案:A (-2,0),B (4,0),直线解析式为y x =,D 点坐标为(-,故抛物线解析式为)()24y x x =+-,化简为:2y x 该题的第二小问.点M 运动的时间为12AF DF ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,即求12AF DF ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的最小值.接下来问题便是如何构造2DF,考虑BD 与x 轴夹角为30°,且DF 方向不变,故过点D 作DM ∥x 轴,过点F 作FH ⊥DM 交DM 于H 点,则任意位置均有FH =2DF. 当A 、F 、H 共线时取到最小值,根据A 、D 两点坐标可得结果.【2018重庆中考】抛物线2y=-+x轴交于点A,B(点A在点B的左边),与y轴交于点C.点P是直线AC上方抛物线上一点,PF⊥x轴于点F,PF与线段AC交于点E;将线段OB沿x轴左右平移,线段OB的对应线段是O1B1,当12PE EC+的值最大时,求四边形PO1B1C周长的最小值,并求出对应的点O1的坐标.(为突出问题,删去了两个小问))【分析】根据抛物线解析式得A()-、B)、C(,直线AC的解析式为:y=+AC与x轴夹角为30°.根据题意考虑,P在何处时,PE+2EC取到最大值.过点E作EH⊥y轴交y轴于H点,则∠CEH=30°,故CH=2EC,问题转化为PE+CH何时取到最小值.考虑到PE于CH并无公共端点,故用代数法计算,设2,P m⎛-+⎝,则E m⎛⎝,H⎛+⎝,2PE=,CH=,22=PE CH m+=+sin ABE∠=当P点坐标为(-时,取到最小值,故确定P、C、求四边形面积最小值,运用将军饮马模型解题即可.。

初中数学 “最值系列之胡不归问题” 精讲+例题精练(附答案)

初中数学   “最值系列之胡不归问题” 精讲+例题精练(附答案)

最值系列之“胡不归”问题在前面的最值问题中往往都是求某个线段最值或者形如PA +PB 最值,除此之外我们还可能会遇上形如“PA +kPB ”这样的式子的最值,此类式子一般可以分为两类问题:(1)胡不归问题;(2)阿氏圆.本文简单介绍“胡不归”模型.【故事介绍】从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A 到家B 之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?…”(“胡”同“何”)而如果先沿着驿道AC先走一段,再走砂石地,会不会更早些到家?【模型建立】如图,一动点P 在直线MN 外的运动速度为V 1,在直线MN 上运动的速度为V 2,且V 1<V 2,A 、B 为定点,点C 在直线MN 上,确定点C 的位置使21AC BC V V 的值最小.【问题分析】121121=V AC BC BC AC V V V V ⎛⎫++ ⎪⎝⎭,记12V k V =,即求BC +kAC 的最小值.【问题解决】构造射线AD 使得sin∠DAN =k ,CH /AC =k ,CH =kAC.将问题转化为求BC +CH 最小值,过B 点作BH ⊥AD 交MN 于点C ,交AD 于H 点,此时BC +CH 取到最小值,即BC +kAC最小.【模型总结】在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.而这里的PB必须是一条方向不变的线段,方能构造定角利用三角函数得到kPB的等线段.【2019长沙中考】如图,△ABC 中,AB =AC =10,tan A =2,BE ⊥AC 于点E ,D 是线段BE 上的一个动点,则5CD +的最小值是_______.【分析】本题关键在于处理“5BD ”,考虑tan A =2,△ABE 三边之比为1:2sin 5ABE ∠,故作DH ⊥AB 交AB 于H 点,则DH =.问题转化为CD +DH 最小值,故C 、D 、H 共线时值最小,此时CD DH CH BE +===.【小结】本题简单在于题目已经将BA 线作出来,只需分析角度的三角函数值,作出垂线DH ,即可解决问题,若稍作改变,将图形改造如下:则需自行构造α,如下图,这一步正是解决“胡不归”问题关键所在.【2019南通中考】如图,平行四边形ABCD 中,∠DAB =60°,AB =6,BC =2,P 为边CD上的一动点,则2PB PD +的最小值等于________.【分析】考虑如何构造“2PD ”,已知∠A =60°,且sin60°=2,故延长AD ,作PH ⊥AD延长线于H 点,即可得2PH PD =,将问题转化为:求PB +PH 最小值.当B 、P 、H 三点共线时,可得PB +PH 取到最小值,即BH 的长,解直角△ABH 即可得BH 长.【2014成都中考】如图,已知抛物线()()248k y x x =+-(k 为常数,且k >0)与x 轴从左至右依次交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,经过点B 的直线3y x b =+与抛物线的另一交点为D .(1)若点D 的横坐标为-5,求抛物线的函数表达式;(2)在(1)的条件下,设F 为线段BD 上一点(不含端点),连接AF ,一动点M 从点A出发,沿线段AF 以每秒1个单位的速度运动到F ,再沿线段FD 以每秒2个单位的速度运动到D 后停止,当点F 的坐标是多少时,点M 在整个运动过程中用时最少?【分析】第一小问代点坐标,求解析式即可,此处我们直接写答案:A (-2,0),B (4,0),直线解析式为33y x =-+,D 点坐标为(-,故抛物线解析式为()()249y x x =+-,化简为:2y =--点M 运动的时间为12AF DF ⎛⎫+⎪⎝⎭,即求12AF DF ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的最小值.接下来问题便是如何构造2DF ,考虑BD 与x 轴夹角为30°,且DF 方向不变,故过点D 作DM ∥x 轴,过点F 作FH ⊥DM 交DM 于H 点,则任意位置均有FH =2DF .当A 、F 、H 共线时取到最小值,根据A 、D 两点坐标可得结果.【2018重庆中考】抛物线263y x =--+与x 轴交于点A ,B (点A 在点B 的左边),与y 轴交于点C .点P 是直线AC 上方抛物线上一点,PF ⊥x 轴于点F ,PF 与线段AC 交于点E ;将线段OB 沿x 轴左右平移,线段OB 的对应线段是O1B1,当12PE EC +的值最大时,求四边形PO1B1C 周长的最小值,并求出对应的点O1的坐标.(为突出问题,删去了两个小问)【分析】根据抛物线解析式得A ()-、B )、C (,直线AC 的解析式为:3y x =+可知AC 与x 轴夹角为30°.根据题意考虑,P 在何处时,PE +2EC 取到最大值.过点E 作EH ⊥y 轴交y 轴于H 点,则∠CEH =30°,故CH =2EC ,问题转化为PE +CH 何时取到最小值.考虑到PE 于CH 并无公共端点,故用代数法计算,设2,P m ⎛-+ ⎝,则E m ⎛+ ⎝,H ⎛ ⎝,26PE m =--,3CH =,22=PE CH m +=--++sin ABE ∠=当P 点坐标为(-时,取到最小值,故确定P 、C 、求四边形面积最小值,运用将军饮马模型解题即可.。

PA+kPB最值探究(胡不归+阿氏圆)及以阿氏圆为背景的线段和最值问题

PA+kPB最值探究(胡不归+阿氏圆)及以阿氏圆为背景的线段和最值问题

“PA+k·PB”型的最值问题【问题背景】“PA+k·PB”型的最值问题是近几年中考考查的热点更是难点。

当k值为1时,即可转化为“PA+PB”之和最短问题,就可用我们常见的“饮马问题”模型来处理,即可以转化为轴对称问题来处理。

而当k取任意不为1的正数时,若再以常规的轴对称思想来解决问题,则无法进行,因此必须转换思路。

此类问题的处理通常以动点P所在图像的不同来分类,一般分为2类研究。

即点P在直线上运动和点P在圆上运动。

其中点P在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题;点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。

本文将分别从这两类入手与大家共同探究线段最值问题的解决方案。

【知识储备】线段最值问题常用原理:①三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;②两点间线段最短;③连结直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短;【模型初探】(一)点P在直线上运动“胡不归”问题如图1-1-1所示,已知sin∠MBN=k,点P为角∠MBN其中一边BM上的一个动点,点A在射线BM、BN的同侧,连接AP,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?分析:本题的关键在于如何确定“k·PB”的大小,过点P作PQ⊥BN垂足为Q,则k·PB=PB·sin∠MBN=PQ,∴本题求“PA+k·PB”的最小值转化为求“PA+PQ”的最小值(如图1-1-2),即A、P、Q三点共线时最小(如图1-1-3),本题得解。

图1-1-1 图1-1-2 图1-1-3动态展示:见GIF格式!思考:当k值大于1时,“PA+k·PB”线段求和问题该如何转化呢?提取系数k即可哦!!!【数学故事】从前,有一个小伙子在外地学徒,当他获悉在家的老父亲病危的消息后,便立即启程赶路。

由于思乡心切,他只考虑了两点之间线段最短的原理,所以选择了全是沙砾地带的直线路径A→B(如图所示),而忽视了走折线虽然路程多但速度快的实际情况,当他气喘吁吁地赶到家时,老人刚刚咽了气,小伙子失声痛哭。

“PA+kPB”最值探究(胡不归+阿氏圆)

“PA+kPB”最值探究(胡不归+阿氏圆)

“PA+k·PB”型的最值问题---孙洋清【问题背景】“PA+k·PB”型的最值问题是近几年中考考查的热点更是难点。

当k值为1时,即可转化为“PA+PB”之和最短问题,就可用我们常见的“饮马问题”模型来处理,即可以转化为轴对称问题来处理。

而当k取任意不为1的正数时,若再以常规的轴对称思想来解决问题,则无法进行,因此必须转换思路。

此类问题的处理通常以动点P所在图像的不同来分类,一般分为2类研究。

即点P在直线上运动和点P在圆上运动。

其中点P在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题;点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。

本文将分别从这两类入手与大家共同探究线段最值问题的解决方案。

【知识储备】线段最值问题常用原理:①三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;②两点间线段最短;③连结直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短;【模型初探】(一)点P在直线上运动“胡不归”问题如图1-1-1所示,已知sin∠MBN=k,点P为角∠MBN其中一边BM上的一个动点,点A在射线BM、BN的同侧,连接AP,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?分析:本题的关键在于如何确定“k·PB”的大小,过点P作PQ⊥BN垂足为Q,则k·PB=PB·sin∠MBN=PQ,∴本题求“PA+k·PB”的最小值转化为求“PA+PQ”的最小值(如图1-1-2),即A、P、Q三点共线时最小(如图1-1-3),本题得解。

图1-1-1 图1-1-2 图1-1-3动态展示:见GIF格式!思考:当k值大于1时,“PA+k·PB”线段求和问题该如何转化呢?提取系数k即可哦!!!【数学故事】从前,有一个小伙子在外地学徒,当他获悉在家的老父亲病危的消息后,便立即启程赶路。

由于思乡心切,他只考虑了两点之间线段最短的原理,所以选择了全是沙砾地带的直线路径A→B(如图所示),而忽视了走折线虽然路程多但速度快的实际情况,当他气喘吁吁地赶到家时,老人刚刚咽了气,小伙子失声痛哭。

【资料1】“PA+kPB”最值探究(胡不归+阿氏圆)

【资料1】“PA+kPB”最值探究(胡不归+阿氏圆)

“PA+k·PB”型的最值问题【问题背景】“PA+k·PB”型的最值问题是近几年中考考查的热点更是难点。

当k值为1时,即可转化为“PA+PB”之和最短问题,就可用我们常见的“饮马问题”模型来处理,即可以转化为轴对称问题来处理。

而当k取任意不为1的正数时,若再以常规的轴对称思想来解决问题,则无法进行,因此必须转换思路。

此类问题的处理通常以动点P所在图像的不同来分类,一般分为2类研究。

即点P在直线上运动和点P在圆上运动。

其中点P在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题;点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。

本文将分别从这两类入手与大家共同探究线段最值问题的解决方案。

【知识储备】线段最值问题常用原理:①三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;②两点间线段最短;③连结直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短;【模型初探】(一)点P在直线上运动“胡不归”问题如图1-1-1所示,已知sin∠MBN=k,点P为角∠MBN其中一边BM上的一个动点,点A在射线BM、BN的同侧,连接AP,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?分析:本题的关键在于如何确定“k·PB”的大小,过点P作PQ⊥BN垂足为Q,则k·PB=PB·sin∠MBN=PQ,∴本题求“PA+k·PB”的最小值转化为求“PA+PQ”的最小值(如图1-1-2),即A、P、Q三点共线时最小(如图1-1-3),本题得解。

图1-1-1图1-1-2图1-1-3思考:当k值大于1时,“PA+k·PB”线段求和问题该如何转化呢?提取系数k即可哦!!!【数学故事】从前,有一个小伙子在外地学徒,当他获悉在家的老父亲病危的消息后,便立即启程赶路。

由于思乡心切,他只考虑了两点之间线段最短的原理,所以选择了全是沙砾地带的直线路径A→B(如图所示),而忽视了走折线虽然路程多但速度快的实际情况,当他气喘吁吁地赶到家时,老人刚刚咽了气,小伙子失声痛哭。

“PA+kPB”最值探究(胡不归+阿氏圆)-胡不归解题步骤

“PA+kPB”最值探究(胡不归+阿氏圆)-胡不归解题步骤

“PA+kPB”最值探究(胡不归+阿氏圆)-胡不归解题步骤哎呀,今天咱聊聊一个有趣的话题——“PA+kPB”最值探究。

这个话题可是涉及到很多数学知识的,不过别担心,我会尽量用大白话来讲,让大家都能听懂。

咱们来了解一下什么是PA和PB吧。

PA,其实就是概率论中的期望值,表示在大量实验中,某个事件发生的平均次数。

而PB呢,就是概率论中的方差,表示在大量实验中,某个事件发生的离散程度。

PA+kPB,就是指在一定范围内,某个事件发生的期望值加上它的方差乘以一个常数k。

这个公式看似复杂,但实际上可以用胡不归解题步骤来解决。

咱们要明确一点,PA+kPB的求解过程中,关键是找到那个合适的k值。

这个k 值,就像是我们生活中的调料,适量就好,多了少了都不合适。

如何找到这个合适的k 值呢?这就要用到阿氏圆了。

阿氏圆,顾名思义,就是一个圆圈。

在这个问题里,阿氏圆就是指一个范围,我们需要在这个范围内找到合适的k值。

这个范围,就像是我们生活中的舞台,我们要在这个舞台上尽情地表演。

而k值,就是我们表演时的音乐伴奏,它可以让我们的表演更加动听。

如何在这个舞台上找到合适的音乐伴奏呢?这就要用到胡不归解题步骤了。

胡不归解题步骤,其实就是一种方法论,它告诉我们要从哪个方向去思考问题。

在这个问题里,我们要从两个方向去思考:一是增加期望值,二是减小方差。

这样一来,我们就可以在这个阿氏圆范围内找到合适的k值了。

胡不归解题步骤只是个方法论,它并不能保证我们一定能找到正确的答案。

在实际操作中,我们还需要不断地尝试和调整。

就像我们在生活中一样,有时候我们需要经历一些失败和挫折,才能找到真正适合自己的那份成功。

PA+kPB的问题虽然看似复杂,但只要我们用对了方法,就能轻松解决。

而且,这个问题还可以帮助我们更好地理解概率论和阿氏圆的概念。

大家一定要认真对待这个问题哦!今天的分享就到这里啦!希望大家能够喜欢这篇文章,也希望大家能够在今后的学习中取得更好的成绩。

PA+k_PB型的最值问题将军饮马、造桥选址、胡不归、阿氏圆、费马点

PA+k_PB型的最值问题将军饮马、造桥选址、胡不归、阿氏圆、费马点

“PA+k・ PE®的最值问题当k值为1时,即可转化为“PA+PE之和最短问题,就可用我们常见的将军饮马”模型来处理,即可以转化为轴对称问题来处理。

当k取任意不为1的正数时,通常以动点P所在图像的不同来分类,一般分为2类研究。

其中点P在直线上运动的类型称之为胡不归”问题;点P在圆周上运动的类型称之为阿氏圆”问题。

一、“将军饮马”模型将军饮马”:把河岸看作直线L,先取A (或B)关于直线L的对称点A'(或B'),连接A' B (或B' A),并与直线交于一点P,则点P就是将军饮马的地点,即PA+PB即为最短路线。

例1,如图,在锐角△ ABC 中,AB=4 , Z BAC=45 , Z BAC 的平分线交BC于点D, M、N分别是AD和AB上的动点,贝U BM+MN 的最小值是。

一,一一… 一,一,_ 1例2.如图,在矩形ABCD 中,AB = 10, AD = 6,动点P满足S△PAB=—3S矩形ABCD,则点P至|J A , B两点距离之和PA+PB 的最小值为例3,如图,/AOB=30 ,点M、N分别是射线OA、OB上的动点,OP平分Z AOB,且OP=6 , △ PMN的周长最小值为 ; 当^ PMN的周长取最小值时,四边形PMON的面积为变式:“造桥选址”模型例4.如图,已知直线a II 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, AB= 2^30 .试在直线a上找一点M ,在直线b上找一点N,满足MN ±a且AM+MN+NB 的长度和最短,则此时AM+NB 的值为例5.如图,CD是直线y=x上的一条定长的动线段,且CD=2,点A(4, 0),连接AC、AD,设C点横坐标为m,求m为何值时,△ ACD 的周长最小,并求出这个最小值。

二、“胡不归”模型有一则历史故事:说的是一个身在他乡的小伙子,得知父亲病危的消息后便日夜赶路回家。

圆中“PA+kPB”最值探究(阿氏圆)

圆中“PA+kPB”最值探究(阿氏圆)

圆中“PA+kPB”最值探究如图1所示,⊙O 的半径为 r,点 A、B 都在⊙O 外,P 为⊙O 上的动点,已知 r=k·OB.连接 PA、PB,则当“PA+k·PB”的值最小时,P 点的位置如何确定?分析:本题的关键在于如何确定“k·PB”的大小,(如图 2)在线段 OB上截取 OC 使 OC=k·r,则可说明△BPO 与△PCO 相似,即 k·PB=PC。

∴本题求“PA+k·PB”的最小值转化为求“PA+PC”的最小值,即 A、P、C 三点共线时最小(如图 2-1-3),本题得解。

【例1】已知∠AOB=90°,OB=4,OA=6,⊙C半径为2,P为圆上一动点.(1)求12AP BP+的最小值为 ;(2)求13AP BP+的最小值为 .【例2】 在平面直角坐标系中,A (2,0),B (0,2),C (4,0),D (3,2),P 是△AOB 内部的第一象限内一动点,且∠BPA ﹦135°,则2PD ﹢PC 的最小值是 .【例3】 (1)如图1,已知正方形ABC 的边长为4,圆B 的半径为2,点P 是圆B上的一个动点,12PD PC +的最小值为 ;12PD PC -的最为 .(2)如图2,已知正方形ABCD 的边长为9,圆B 的半径为6,点P 是圆B 上的一个动点, 23PD PC +的最小值为 ;23PD PC -的最大值为 .(3)如图3,已知菱形ABCD 的边长为4,∠B=60°,圆B 的半径为2.点P 是圆B上的一个动点.12PD PC +的最小值为 ;12PD PC -的最大值为 。

图1 图2 图3y一般解题步骤:PC kPD+(构造相似)第一步:连接动点至圆心O(将系数不为1的线段的两个端点分别与圆心相连接),则连接OP、OD;第二步:计算出所连接的这两条线段OP、OD长度;第三步:计算这两条线段长度的比OP m=;OD第四步:在OD上取点M,使得OM m=;OP第五步:连接CM,与圆O交点即为点P.【例4】 如图,半圆的半径为1,AB 为直径,AC 、BD 为切线,AC=1,BD=2,P 为上一动点,求PC +PD 的最小值.【例5】 已知点A(-3,0),B (0,3),C (1,0),若点P 为⊙C 上一动点,且⊙C 与y 轴相切, (1)14AP BP 的最小值; (2)PABS的最小值.【例6】 如图,抛物线2y x bx c =-++与直线AB 交于(4,4)A --,(0,4)B 两点,直线1:62AC y x =--交y 轴于点C .点E 是直线AB 上的动点,过点E 作EF x ⊥轴交AC于点F ,交抛物线于点G .(1)求抛物线2y x bx c =-++的表达式;(2)连接GB ,EO ,当四边形GEOB 是平行四边形时,求点G 的坐标;(3)①在y 轴上存在一点H ,连接EH ,HF ,当点E 运动到什么位置时,以A ,E ,F ,H 为顶点的四边形是矩形?求出此时点E ,H 的坐标;②在①的前提下,以点E 为圆心,EH 长为半径作圆,点M 为E 上一动点,求12AM CM +它的最小值.【例7】 如图,抛物线2(0y ax bx a b a =+--<,a 、b 为常数)与x 轴交于A 、C 两点,与y 轴交于B 点,直线AB 的函数关系式为81693y x =+. (1)求该抛物线的函数关系式与C 点坐标;(2)已知点(,0)M m 是线段OA 上的一个动点,过点M 作x 轴的垂线l 分别与直线AB 和抛物线交于D 、E 两点,当m 为何值时,BDE ∆恰好是以DE 为底边的等腰三角形?(3)在(2)问条件下,当BDE ∆恰好是以DE 为底边的等腰三角形时,动点M 相应位置记为点M ',将OM '绕原点O 顺时针旋转得到ON (旋转角在0︒到90︒之间);i .探究:线段OB 上是否存在定点(P P 不与O 、B 重合),无论ON 如何旋转,NPNB始终保持不变.若存在,试求出P 点坐标;若不存在,请说明理由; ii .试求出此旋转过程中,3()4NA NB +的最小值.【例8】 如图1,抛物线2(3)3(0)y ax a x a =+++≠与x 轴交于点(4,0)A ,与y 轴交于点B ,在x 轴上有一动点(E m ,0)(04)m <<,过点E 作x 轴的垂线交直线AB 于点N ,交抛物线于点P ,过点P 作PM AB ⊥于点M . (1)求a 的值和直线AB 的函数表达式;(2)设PMN ∆的周长为1C ,AEN ∆的周长为2C ,若1265C C =,求m 的值; (3)如图2,在(2)条件下,将线段OE 绕点O 逆时针旋转得到OE ',旋转角为(090)αα︒<<︒,连接E A '、E B ',求23E A E B '+'的最小值.解答题参考答案与试题解析例6:如图,抛物线2y x bx c =-++与直线AB 交于(4,4)A --,(0,4)B 两点,直线1:62AC y x =--交y 轴于点C .点E 是直线AB 上的动点,过点E 作EF x ⊥轴交AC于点F ,交抛物线于点G .(1)求抛物线2y x bx c =-++的表达式;(2)连接GB ,EO ,当四边形GEOB 是平行四边形时,求点G 的坐标;(3)①在y 轴上存在一点H ,连接EH ,HF ,当点E 运动到什么位置时,以A ,E ,F ,H 为顶点的四边形是矩形?求出此时点E ,H 的坐标;②在①的前提下,以点E 为圆心,EH 长为半径作圆,点M 为E 上一动点,求12AM CM +它的最小值.【解答】解:(1)点(4,4)A --,(0,4)B 在抛物线2y x bx c =-++上, ∴16444b c c --+=-⎧⎨=⎩, ∴24b c =-⎧⎨=⎩, ∴抛物线的解析式为224y x x =--+;(2)设直线AB 的解析式为y kx n =+过点A ,B , ∴444n k n =⎧⎨-+=-⎩, ∴24k n =⎧⎨=⎩, ∴直线AB 的解析式为24y x =+,设(,24)E m m +,2(,24)G m m m ∴--+,四边形GEOB 是平行四边形,4EG OB ∴==,224244m m m ∴--+--=,2m ∴=-(2,4)G ∴-.(3)①如图1,由(2)知,直线AB 的解析式为24y x =+, ∴设(,24)E a a +,直线1:62AC y x =--,1(,6)2F a a ∴--,设(0,)H p ,以点A ,E ,F ,H 为顶点的四边形是矩形,直线AB 的解析式为24y x =+,直线1:62AC y x =--,AB AC ∴⊥,EF ∴为对角线, EF ∴与AH 互相平分,∴11(40)()22a a -+=+,111(4)(246)222p a a -+=+--, 2a ∴=-,1P =-,(2,0)E ∴-.(0,1)H -;②如图2,由①知,(2,0)E -,(0,1)H -,(4,4)A --,EH ∴=AE =,设AE 交E 于G ,取EG 的中点P ,PE ∴=, 连接PC 交E 于M ,连接EM ,EM EH ∴=∴12PE ME ==,12ME AE ==, ∴12PE ME ME AE ==,PEM M EA ∠=∠, PEM M EA ∴∆∆∽,∴12PM ME AM AE ==, 12PM AM ∴=, ∴12AM CM +的最小值PC =, 设点(,24)P p p +, (2,0)E -,2222(2)(24)5(2)PE p p p ∴=+++=+,5PE =, 255(2)4p ∴+=, 52p ∴=-或32p =-(由于(2,0)E -,所以舍去), 5(2P ∴-,1)-,(0,6)C -,PC ∴=即:12AM CM +=.例7:如图,抛物线2(0y ax bx a b a =+--<,a 、b 为常数)与x 轴交于A 、C 两点,与y 轴交于B 点,直线AB 的函数关系式为81693y x =+. (1)求该抛物线的函数关系式与C 点坐标;(2)已知点(,0)M m 是线段OA 上的一个动点,过点M 作x 轴的垂线l 分别与直线AB 和抛物线交于D 、E 两点,当m 为何值时,BDE ∆恰好是以DE 为底边的等腰三角形?(3)在(2)问条件下,当BDE ∆恰好是以DE 为底边的等腰三角形时,动点M 相应位置记为点M ',将OM '绕原点O 顺时针旋转得到ON (旋转角在0︒到90︒之间);i .探究:线段OB 上是否存在定点(P P 不与O 、B 重合),无论ON 如何旋转,NP NB始终保持不变.若存在,试求出P 点坐标;若不存在,请说明理由;ii .试求出此旋转过程中,3()4NA NB +的最小值.【解答】解:(1)在81693y x =+中,令0x =,则163y =,令0y =,则6x =-, 16(0,)3B ∴,(6,0)A -, 把16(0,)3B ,(6,0)A -代入2y ax bx a b =+--得3660163a b a b a b ---=⎧⎪⎨--=⎪⎩, ∴89409a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, ∴抛物线的函数关系式为:284016993y x x =--+, 令0y =,则2840160993x x =--+=, 16x ∴=-,21x =,(1,0)C ∴;(2)点(,0)M m ,过点M 作x 轴的垂线l 分别与直线AB 和抛物线交于D 、E 两点,816(,)93D m m ∴+,当DE 为底时, 作BG DE ⊥于G ,则12EG GD ED ==,163GM OB ==, DM DG GM OB +==, ∴281618401681616()932993933m m m m ++--+--=, 解得:14m =-,20m =(不合题意,舍去), ∴当4m =-时,BDE ∆恰好是以DE 为底边的等腰三角形;(3)i :存在,4ON OM ='=,163OB =, NOP BON ∠=∠, ∴①当NOP BON ∆∆∽时,34OP NP ON ON NB OB ===, ∴NP NB不变, 即334344OP ON ==⨯=, (0,3)P ∴,4ON OM ='=,163OB =, NBP OBN ∠=∠, ②当NBP OBN ∆∆∽时,NB NP OB ON =, ∴34NP ON NB OB == ∴NP NB不变,存在P 点,但无法确定坐标.:ii N 在以O 为圆心,4为半径的半圆上,由()i 知,34NP OP NB ON ==, 34NP NB ∴=, 3()4NA NB ∴+的最小值NA NP =+, ∴此时N ,A ,P 三点共线,3()4NA NB ∴+的最小值=例8:如图1,抛物线2(3)3(0)y ax a x a =+++≠与x 轴交于点(4,0)A ,与y 轴交于点B ,在x 轴上有一动点(E m ,0)(04)m <<,过点E 作x 轴的垂线交直线AB 于点N ,交抛物线于点P ,过点P 作PM AB ⊥于点M .(1)求a 的值和直线AB 的函数表达式;(2)设PMN ∆的周长为1C ,AEN ∆的周长为2C ,若1265C C =,求m 的值; (3)如图2,在(2)条件下,将线段OE 绕点O 逆时针旋转得到OE ',旋转角为(090)αα︒<<︒,连接E A '、E B ',求23E A E B '+'的最小值.【解答】解:(1)令0y =,则2(3)30ax a x +++=, (1)(3)0x ax ∴++=,1x ∴=-或3a-, 抛物线2(3)3(0)y ax a x a =+++≠与x 轴交于点(4,0)A , 34a∴-=, 34a ∴=-. (4,0)A ,(0,3)B ,设直线AB 解析式为y kx b =+,则340b k b =⎧⎨+=⎩, 解得343k b ⎧=-⎪⎨⎪=⎩,∴直线AB 解析式为334y x =-+.(2)如图1中,PM AB ⊥,PE OA ⊥,PMN AEN ∴∠=∠,PNM ANE ∠=∠,PNM ANE ∴∆∆∽, ∴65PN AN =, //NE OB , ∴AN AE AB OA=, 5(4)4AN m ∴=-, 抛物线解析式为239344y x x =-++, 2239333(3)34444PN m m m m m ∴=-++--+=-+, ∴2336455(4)4m m m -+=-, 解得2m =.(3)如图2中,在y 轴上 取一点M '使得43OM '=,连接AM ',在AM '上取一点E '使得OE OE '=.2OE '=,4343OM OB '=⨯=, 2OE OM OB ∴'=',∴OE OB OM OE '='',BOE M OE ∠'=∠'', ∴△M OE ''∽△E OB ',∴23M E OE BE OB '''==', 23M E BE ∴''=', 23AE BE AE E M AM ∴'+'='+''=',此时23AE BE '+'最小(两点间线段最短,A 、M '、E '共线时),最小值AM ='==.。

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“PA+k·PB”型的最值问题【问题背景】“PA+k·PB”型的最值问题是近几年中考考查的热点更是难点。

当k值为1时,即可转化为“PA+PB”之和最短问题,就可用我们常见的“饮马问题”模型来处理,即可以转化为轴对称问题来处理。

而当k取任意不为1的正数时,若再以常规的轴对称思想来解决问题,则无法进行,因此必须转换思路。

此类问题的处理通常以动点P所在图像的不同来分类,一般分为2类研究。

即点P在直线上运动和点P在圆上运动。

其中点P在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题;点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。

本文将分别从这两类入手与大家共同探究线段最值问题的解决方案。

【知识储备】线段最值问题常用原理:①三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;②两点间线段最短;③连结直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短;【模型初探】(一)点P在直线上运动“胡不归”问题如图1-1-1所示,已知sin∠MBN=k,点P为角∠MBN其中一边BM上的一个动点,点A在射线BM、BN的同侧,连接AP,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?分析:本题的关键在于如何确定“k·PB”的大小,过点P作PQ⊥BN垂足为Q,则k·PB=PB·sin∠MBN=PQ,∴本题求“PA+k·PB”的最小值转化为求“PA+PQ”的最小值(如图1-1-2),即A、P、Q三点共线时最小(如图1-1-3),本题得解。

图1-1-1 图1-1-2 图1-1-3动态展示:见GIF格式!思考:当k值大于1时,“PA+k·PB”线段求和问题该如何转化呢?提取系数k即可哦!!!【数学故事】从前,有一个小伙子在外地学徒,当他获悉在家的老父亲病危的消息后,便立即启程赶路。

由于思乡心切,他只考虑了两点之间线段最短的原理,所以选择了全是沙砾地带的直线路径A→B(如图所示),而忽视了走折线虽然路程多但速度快的实际情况,当他气喘吁吁地赶到家时,老人刚刚咽了气,小伙子失声痛哭。

邻居劝慰小伙子时告诉说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?…何以归”。

这个古老的传说,引起了人们的思索,小伙子能否提前到家?倘若可以,他应该选择一条怎样的路线呢?这就是风靡千百年的“胡不归问题”。

【模型初探】(二)点P 在圆上运动 “阿氏圆”问题如图所示2-1-1,⊙O 的半径为r,点A 、B 都在⊙O外,P 为⊙O 上的动点,已知r=k ·OB.连接PA 、PB ,则当“PA+k ·PB ”的值最小时,P 点的位置如何确图2-1-1 图2-1-2 图2-1-3分析:本题的关键在于如何确定“k ·PB ”的大小,(如图2-1-2)在线段OB 上截取OC 使OC=k ·r,则可说明△BPO 与△PCO 相似,即k ·PB=PC 。

∴本题求“PA+k ·PB ”的最小值转化为求“PA+PC ”的最小值,即A 、P 、C 三点共线时最小(如图2-1-3),本题得解。

动态展示:见GIF 格式!【问题背景】阿氏圆又称阿波罗尼斯圆,已知平面上两点A 、B ,则所有满足PA=kPB (k ≠1)的点P 的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”。

“阿氏圆”一般解题步骤:第一步:连接动点至圆心O(将系数不为1的线段的两个端点分别与圆心相连接),则连接OP、OB;第二步:计算出所连接的这两条线段OP、OB长度;第三步:计算这两条线段长度的比OP k=;OB第四步:在OB上取点C,使得OC OP=;OP OB第五步:连接AC,与圆O交点即为点P.①“胡不归”构造某角正弦值等于小于1系数起点构造所需角(k=sin∠CAE)--------过终点作所构角边的垂线----------利用垂线段最短解决问题②“阿氏圆”构造共边共角型相似构造△PAB∽△CAP推出2=PA AB AC即:半径的平方=原有线段⨯构造线段1.(胡不归问题)如图,四边形ABCD 是菱形,AB=4,且∠ABC=60°,M 为对角线BD (不含B 点)上任意一点,则AM+12BM 的最小值为 .分析:如何将12BM 转化为其他线段呢?即本题k 值为12即转化为30°角的正弦值。

思考到这里,不难发现,只要作MN 垂直于BC , 则MN=12BM ,即AM+12BM最小转化为AM+MN 最小,本题得解。

详解:如图,作AN ⊥于BC 垂足为N, ∵四边形ABCD 是菱形且∠ABC=60°, ∴∠DBC=30°, 即sin ∠DBC=12=MNBM, ∴12BM=MN ,∴AM+12BM=AM+MN ,即AM+12BM 的最小值为AN. 在RT △ABN 中,AN=AB ·sin ∠ABC=6=∴AM+12BM 的最小值为变式思考:(1)本题如要求“2AM+BM ”的最小值你会求吗?(2) 本题如要求“AM+BM+CM ”的最小值你会求吗?答案:(1)2)本题也可用“费马点”模型解决哦!!!!----详见:本公众号前文!BD2.(阿氏圆问题) 如图,点A 、B 在☉O 上,且OA=OB=6,且OA ⊥OB ,点C 是OA 的中点,点D 在OB 上,且OD=4,动点P 在☉O 上,则2PC PD +的最小值为__________. 分析:如何将2PC 转化为其他线段呢? 不难发现本题出现了中点,即2倍关系 就出现了。

套用“阿氏圆”模型:构造共边共角相似半径的平方=原有线段⨯构造线段 详解:∴连接OP,在射线OA 上截取AE=6. 即:2OP OC OE =⨯ ∴△OPC ∽△OEP∴2PE PC =∴2PC PD PE PD +=+,即P 、D 、E 三点共线最小. 在即2PC PD +的最小值为变式思考:(1)本题如要求“1PC PD 2+”的最小值你会求吗?(2)本题如要求“3PC PD 2+”的最小值你会求吗?答案:(1)2)【变式训练】(胡不归问题)1.如图,等腰△ABC中,AB=AC=3,BC=2,BC边上的高为AO,点D为射线AO上一点,一动点P从点A出发,沿AD-DC 运动,动点P在AD上运动速度3个单位每秒,动点P在CD上运动的速度为1个单位每秒,则当AD= 时,运动时间最短为秒.2.如图,在菱形ABCD中,AB=6,且∠ABC=150°,点P是对角线AC上的一个动点,则PA+PB+PD的最小值为 .答案:本题也可用“费马点”模型解决哦!!!【中考真题】 (胡不归问题)1.(2016•徐州)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax 2+bx+c 的图像经过点A (-1,0),B (0,-3)、C (2,0),其中对称轴与x 轴交于点D 。

若P 为y 轴上的一个动点,连接PD ,则PD PB +21的最小值为 。

2.(2014.成都)如图,已知抛物线2)(4)y x x =+-与x 轴从左至右依次交于点A 、B ,与y 轴交于点C ,经过点B 的直线y x =D (-5,。

设F 为线段BD 上一点(不含端点),连接AF ,一动点M 从点A 出发,沿线段AF 以每秒1个单位的速度运动到F ,再沿线段FD 以每秒2个单位的速度运动到D 后停止,当点F 的坐标为 时,点M 在整个运动过程中用时最少?,(- 课外提升:2015日照、2015内江、2016随州多个城市均在压轴题考察了“胡不归”问题。

要好好专研哦!!!(胡不归问题变式)【变式训练】(阿氏圆问题)2(3).【拓展延伸】:已知扇形COD中,∠COD=90º,OC=6,OA=3,OB=5,点P是CD上一点,则2PA+PB的最小值为___________.13.2.如图,在直角坐标系中,以原点O为圆心作半径为4的圆交X轴正半轴于点A,点M坐标为(6,3),点N坐标为(8,0),点P在圆上运动,求1的最小值PM PN2为__________.3.如图,半圆的半径为1,AB为直径,AC、BD为切线,AC=1,BD=2,P为上一动点,求PC+PD的最小值为__________.答案:5【中考真题】 (阿氏圆问题) (2017·甘肃兰州)如图,抛物线2y x bx c 与直线AB 交于4,4A ,0,4B两点,直线1:62AC yx 交y 轴与点C ,点E 是直线AB 上的动点,过点E 作EF x 轴交AC于点F ,交抛物线于点G . (1)求抛物线2yx bx c 的表达式;(2)连接GB ,EO ,当四边形GEOB 是平行四边形时,求点G 的坐标;(3)①在y 轴上存在一点H ,连接EH ,HF ,当点E 运动到什么位置时,以,,,A E F H 为顶点的四边形是矩形?求出此时点,E H 的坐标;②在①的前提下,以点E 为圆心,EH 长为半径作圆,点M 为E ⊙上一动点,求12AM CM 的最小值.答案:(1) y=﹣x 2﹣2x+4;(2) G (﹣2,4);(3)①E (﹣2,0).H (0,﹣1);②2.写在最后:“胡不归”和“阿氏圆”问题都是一类解决最短距离问题,即“PA+k·PB”(k≠1的常数)型的最值问题。

两类问题所蕴含的都是数学的转化思想,即将k·PB这条线段的长度转化为某条具体线段PC的长度,进而根据“垂线段最短或两点之间线段最短”的原理构造最短距离。

不过两类问题的难点都在于如何对k值进行转化,“胡不归”需要构造某角的正弦值等于k(如k值>1则要先提取 k去构造某角的正弦值等于1k 或等于21kk)将k倍线段转化,再利用“垂线段最短”解决问题;“阿氏圆”问题则需构造共边共角型相似问题,始终抓住点在圆上这个重要信息,构造以半径为公共边的一组相似三角形,k值如大于1则将线段扩大相同的倍数取点,k值如小于1则将线段缩小相同的倍数取点利用,再“两点之间线段最短”解决问题。

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