利用轴对称性质求几何最值精编WORD版
初中数学几何最值专题50:轴对称最值(最全修正版)
蚂蚁行程【例题精讲】例1、如图,AD,BE在AB的同侧,AD=2,BE=2,AB=4,点C为AB的中点,若∠DCE=120°,则DE的最大值是。
解析提示:总结:例2、如图,在四边形ABDE中,C是BD的中点,BD=8,AB=2,DE=8.若∠ACE=150°,则线段AE长度的最大值为。
解析提示总结:例3、如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=120°,点E,F分别是边AB,BC上的动点,沿EF所在直线折叠△BEF,使点B的对应点B'始终落在边CD上,则点A,E间的距离d的取值范围是。
解析提示:总结:针对训练1、如图,AD,BE在AB的同侧,AD=2,BE=2,AB=4,点C为AB的中点,若∠DCE=120°,则DE的最大值是。
2、如图,矩形纸片ABCD中,AB=3,AD=5,点P是边BC上的动点,现将纸片折叠使点A与点P重合,折痕与矩形边的交点分别为E,F,要使折痕始终与边AB,AD有交点,BP的取值范围是。
3、如图,矩形纸片ABCD中,AB=8,AD=12,点P是边BC上的动点.现将纸片折叠,使点A与点P重合,折痕与矩形边的交点分别为E,F,要使折痕始终与边AB,AD有交点,则BP的取值范围是。
4、如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=2,BC=4,点D是边AC上一动点.连接BD,将△ABD沿BD折叠,点A落在A′处,当点A′在△ABC内部(不含边界)时,AD长度的取值范围是。
5、折叠纸片,使点C刚好落在线段AD上,且折痕分别与AD,BC相交,设折叠后点C,D的对应点分别为点G,H,折痕分别与BC,AD相交于点E,F,则线段CE的取值范围是。
6、如图,在四边形ABCD中,AD=BC=6,AB=CD=8,∠DAB=60°,点E,F分别是边AD、AB上的动点,连接EF,将△AEF沿直线EF折叠,使点A的对应点A'落在边CD上,则BF的取值范围。
利用轴对称性质求几何最值
利用轴对称性质求几何最值————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ轴对称中几何动点最值问题总结轴对称的作用是“搬点移线”,可以把图形中比较分散、缺乏联系的元素集中到“新的图形”中,为应用某些基本定理提供方便。
比如我们可以利用轴对称性质求几何图形中一些线段和的最大值或最小值问题。
利用轴对称的性质解决几何图形中的最值问题借助的主要基本定理有三个:(1)两点之间线段最短;(2)三角形两边之和大于第三边;(3)垂线段最短。
初中阶段利用轴对称性质求最值的题目可以归结为:两点一线,两点两线,一点两线三类线段和的最值问题。
下面对三类线段和的最值问题进行分析、讨论。
(1)两点一线的最值问题:(两个定点+ 一个动点)问题特征:已知两个定点位于一条直线的同一侧,在直线上求一动点的位置,使动点与定点线段和最短。
核心思路:这类最值问题所求的线段和中只有一个动点,解决这类题目的方法是找出任一定点关于直线的对称点,连结这个对称点与另一定点,交直线于一点,交点即为动点满足最值的位置。
变异类型:实际考题中,经常利用本身就具有对称性质的图形,比如等腰三角形,等边三角形、正方形、圆、二次函数、直角梯形等图形,即其中一个定点的对称点就在这个图形上。
1. 如图,等边△ABC的边长为6,AD是BC边上的中线,M是AD上的动点,E是AC边上一点,若AE=2,EM+CM的最小值为()A.4 B.8 C.D.2.如图,等边△ABC的边长为4,AD是BC边上的中线,F是AD边上的动点,E是AC边上一点,若AE=2,当EF+CF取得最小值时,则∠ECF的度数为()A.15°B.22.5° C.30° D. 45°3.如图,Rt△ABC中,AC=BC=4,点D,E分别是AB,AC的中点,在CD上找一点P,使PA+PE 最小,则这个最小值是_____________.4.(2006•河南)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_____________.5.如图,在正方形ABCD中,E是AB上一点,BE=2,AE=3BE,P是AC上一动点,则PB+PE的最小值是( )A.B.C. D. 106..(2009•抚顺)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.2√3 B. 2√6C.3D. √6(2)一点两线的最值问题:(两个动点+一个定点)问题特征:已知一个定点位于平面内两相交直线之间,分别在两直线上确定两个动点使线段和最短。
中考数学经典几何模型之轴对称最值模型(解析版)
中考数学几何模型:轴对称最值模型名师点睛拨开云雾开门见山B'QDA'AP B C典题探究启迪思维探究重点例题1. 如图,在矩形ABCD中,AB=10,AD=6,动点P满足S△P AB=S矩形ABCD,则点P到A,B两点距离之和P A+PB的最小值为2.【解答】解:设△ABP中AB边上的高是h.∵S△P AB=S矩形ABCD,∴AB•h=AB•AD,∴h=AD=4,∴动点P在与AB平行且与AB的距离是2的直线l上,如图,作A关于直线l的对称点E,连接AE,连接BE,则BE的长就是所求的最短距离.在Rt△ABE中,∵AB=10,AE=4+4=8,∴BE===2,即P A+PB的最小值为2.故答案为:2.变式练习>>>1.如图Rt△ABC和等腰△ACD以AC为公共边,其中∠ACB=90°,AD=CD,且满足AD⊥AB,过点D 作DE⊥AC于点F,DE交AB于点E,已知AB=5,BC=3,P是射线DE上的动点,当△PBC的周长取得最小值时,DP的值为()A.B.C.D.【解答】解:连接PB、PC、P A,要使得△PBC的周长最小,只要PB+PC最小即可,∵PB+PC=P A+PB≥AB,∴当P与E重合时,P A+PB最小,∵AD=CD,DE⊥AC,∴AF=CF,∵∠ACB=90°,∴EF∥BC,∴AE=BE=AB=2.5,∴EF=BC=1.5,∵AD⊥AB,∴△AEF∽△DEA,∴=,∴DE==,故选:B.例题2. 如图所示,凸四边形ABCD中,∠A=90°,∠C=90°,∠D=60°,AD=3,AB=,若点M、N分别为边CD,AD上的动点,求△BMN的周长的最小值.【解答】解:作点B关于CD、AD的对称点分别为点B'和点B'',连接B'B''交DC和AD于点M和点N,DB,连接MB、NB;再DC和AD上分别取一动点M'和N'(不同于点M和N),连接M'B,M'B',N'B和N'B'',如图1所示:∵B'B''<M'B'+M'N'+N'B'',B'M'=BM',B''N'=BN',∴BM'+M'N'+BN'>B'B'',又∵B'B''=B'M+MN+NB'',MB=MB',NB=NB'',∴NB+NM+BM<BM'+M'N'+BN',∴C△BMN=NB+NM+BM时周长最小;连接DB,过点B'作B'H⊥DB''于B''D的延长线于点H,如图示2所示:∵在Rt△ABD中,AD=3,AB=,∴==2,∴∠2=30°,∴∠5=30°,DB=DB'',又∵∠ADC=∠1+∠2=60°,∴∠1=30°,∴∠7=30°,DB'=DB,∴∠B'DB''=∠1+∠2+∠5+∠7=120°,DB'=DB''=DB=2,又∵∠B'DB''+∠6=180°,∴∠6=60°,∴HD=,HB'=3,在Rt△B'HB''中,由勾股定理得:===6.∴C△BMN=NB+NM+BM=6,变式练习>>>2.如图,点P是∠AOB内任意一点,且∠AOB=40°,点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点,当△PMN周长取最小值时,则∠MPN的度数为()A.140°B.100°C.50°D.40°【解答】解:分别作点P关于OA、OB的对称点P1、P2,连接P1P2,交OA于M,交OB于N,则OP1=OP=OP2,∠OP1M=∠MPO,∠NPO=∠NP2O,根据轴对称的性质,可得MP=P1M,PN=P2N,则△PMN的周长的最小值=P1P2,∴∠P1OP2=2∠AOB=80°,∴等腰△OP1P2中,∠OP1P2+∠OP2P1=100°,∴∠MPN=∠OPM+∠OPN=∠OP1M+∠OP2N=100°,故选:B.例题3. 如图,在△ABC中,∠C=90°,CB=CA=4,∠A的平分线交BC于点D,若点P、Q分别是AC 和AD上的动点,则CQ+PQ的最小值是2.【解答】解:如图,作点P关于直线AD的对称点P′,连接CP′交AD于点Q,则CQ+PQ=CQ+P′Q=CP′.∵根据对称的性质知△APQ≌△AP′Q,∴∠P AQ=∠P′AQ.又∵AD是∠A的平分线,点P在AC边上,点Q在直线AD上,∴∠P AQ=∠BAQ,∴∠P′AQ=∠BAQ,∴点P′在边AB上.∵当CP′⊥AB时,线段CP′最短.∵在△ABC中,∠C=90°,CB=CA=4,∴AB=4,且当点P′是斜边AB的中点时,CP′⊥AB,此时CP′=AB=2,即CQ+PQ的最小值是2.故填:2.变式练习>>>3.如图,已知等边△ABC的面积为4,P、Q、R分别为边AB、BC、AC上的动点,则PR+QR的最小值是()A.3B.2C.D.4【解答】解:如图,作△ABC关于AC对称的△ACD,点E与点Q关于AC对称,连接ER,则QR=ER,当点E,R,P在同一直线上,且PE⊥AB时,PR+QR的最小值是PE的长,设等边△ABC的边长为x,则高为x,∵等边△ABC的面积为4,∴x×x=4,解得x=4,∴等边△ABC的高为x=2,即PE=2,故选:B.例题4. 如图,∠MON=30°,A在OM上,OA=2,D在ON上,OD=4,C是OM上任意一点,B是ON上任意一点,则折线ABCD的最短长度为2.【解答】解:作D关于OM的对称点D′,作A作关于ON的对称点A′,连接A′D′与OM,ON的交点就是C,B二点.此时AB+BC+CD=A′B+BC+CD′=A′D′为最短距离.连接DD′,AA′,OA′,OD′.∵OA=OA′,∠AOA′=60°,∴∠OAA′=∠OA′A=60°,∴△ODD′是等边三角形.同理△OAA′也是等边三角形.∴OD'=OD=4,OA′=OA=2,∠D′OA′=90°.∴A′D′==2.变式练习>>>4. 如图,在长方形ABCD中,O为对角线AC的中点,P是AB上任意一点,Q是OC上任意一点,已知:AC=2,BC=1.(1)求折线OPQB的长的最小值;(2)当折线OPQB的长最小时,试确定Q的位置.【解答】解:(1)作点B关于AC的对称点B′,作点O关于AB的对称点O′,连接AB′,QB′,AO′,PO′,B′O′,则QB=QB′,OP=O′P,折线OPQB的长=OP+PQ+QB=O′P+PQ+QB′,∴折线OPQB的长的最小值=B′O′.∵在长方形ABCD中,∠ABC=90°,在△ABC中,AC=2,BC=1,∠ABC=90°,∴∠BAC=30°,∵点B、B′关于AC对称,点O、O′关于AB对称,∴∠B′AC=30°,AB′=AB=,∠O′AB=30°,AO′=AO=1,∴∠B′AO′=90°,∴B′O′=,∴折线OPQB的长的最小值=2;(2)设B′O′交AC于点Q′,∵在Rt△AO′B′中,AO′=1,B′O′=2,∴∠AB′O′=30°,则∠AO′B′=60°,∵在△AO′Q′中,∠Q′AO′=∠Q′AB+∠BAO′=60°,∴△AO′Q′是等边三角形,∴AQ′=AO′=1=AO,∴点Q′就是AC的中点O.∴当折线OPQB的长最小时,点Q在AC的中点.例题5. 如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=8,E为CD的中点,点P、Q为BC上两个动点,且PQ=3,当CQ=时,四边形APQE的周长最小.【解答】解:点A向右平移3个单位到M,点E关于BC的对称点F,连接MF,交BC于Q,此时MQ+EQ最小,∵PQ=3,DE=CE=2,AE==2,∴要使四边形APQE的周长最小,只要AP+EQ最小就行,即AP+EQ=MQ+EQ,过M作MN⊥BC于N,设CQ=x,则NQ=8﹣3﹣x=5﹣x,∵△MNQ∽△FCQ,∴=,∵MN=AB=4,CF=CE=2,CQ=x,QN=5﹣x,解得:x=,则CQ=故答案为:.变式练习>>>5.如图,已知A(3,1)与B(1,0),PQ是直线y=x上的一条动线段且PQ=(Q在P的下方),当AP+PQ+QB最小时,Q点坐标为()A.(,)B.(,)C.(0,0)D.(1,1)【解答】解:作点B关于直线y=x的对称点B'(0,1),过点A作直线MN,使得MN平行于直线y=x,并沿MN向下平移单位后得A'(2,0)连接A'B'交直线y=x于点Q,如图理由如下:∵AA'=PQ=,AA'∥PQ∴四边形APQA'是平行四边形∴AP=A'Q∵AP+PQ+QB=B'Q+A'Q+PQ且PQ=∴当A'Q+B'Q值最小时,AP+PQ+QB值最小根据两点之间线段最短,即A',Q,B'三点共线时A'Q+B'Q值最小∵B'(0,1),A'(2,0)∴直线A'B'的解析式y=﹣x+1∴x=﹣x+1,即x=∴Q点坐标(,)故选:A.例题6. 如图,点E、F是正方形ABCD的边BC上的两点(不与B、C两点重合),过点B作BG⊥AE于点G,连接FG、DF,若AB=2,求DF+GF的最小值为.【解答】解:取AB的中点O,点O、G关于BC的对称点分别为O'、G',∵G与G'关于BC对称,∴FG=FG',∴FG+DF=FG'+DF,∴当G(也就是G')固定时,取DG'与BC的交点F,此时能够使得FG+FD最小,且此时FG+DF的最小值是DG',现在再移动点E(也就是移动G),∵BG⊥AE,∴∠AGB=90°,∴当点E在BC上运动时,点G随着运动的轨迹是以O为圆心,OA为半径的90°的圆弧,点G'随着运动的轨迹是以O'为圆心,O'B为半径的90°的圆弧,∴当取DO'与交点为G'时,能够使得DG'达到最小值,且DG'的最小值=DO'﹣O'G'=﹣1=﹣1,即DF+GF的最小值为﹣1.故选:A.变式练习>>>6.如图,平面直角坐标系中,分别以点A(2,3)、点B(3,4)为圆心,1、3为半径作⊙A、⊙B,M,N分别是⊙A、⊙B上的动点,P为x轴上的动点,则PM+PN的最小值为()A.5﹣4B.﹣1C.6﹣2D.【解答】解:作⊙A关于x轴的对称⊙A′,连接BA′分别交⊙A′和⊙B于M、N,交x轴于P,如图,则此时PM+PN最小,∵点A坐标(2,3),∴点A′坐标(2,﹣3),∵点B(3,4),∴A′B==5,∴MN=A′B﹣BN﹣A′M=5﹣3﹣1=5﹣4,∴PM+PN的最小值为5﹣4.故选:A.例题7. 如图,AD为等边△ABC的高,E、F分别为线段AD、AC上的动点,且AE=CF,当BF+CE取得最小值时,∠AFB=()A.112.5°B.105°C.90°D.82.5°【解答】解:如图,作CH⊥BC,且CH=BC,连接BH交AD于M,连接FH,∵△ABC是等边三角形,AD⊥BC,∴AC=BC,∠DAC=30°,∴AC=CH,∵∠BCH=90°,∠ACB=60°,∴∠ACH=90°﹣60°=30°,∴∠DAC=∠ACH=30°,∵AE=CF,∴△AEC≌△CFH,∴CE=FH,BF+CE=BF+FH,∴当F为AC与BH的交点时,如图2,BF+CE的值最小,此时∠FBC=45°,∠FCB=60°,∴∠AFB=105°,故选:B.变式练习>>>7.如图,等边△ABC中,AD为BC边上的高,点M、N分别在AD、AC上,且AM=CN,连BM、BN,当BM+BN最小时,∠MBN=30度.【解答】解:如图1中,作CH⊥BC,使得CH=BC,连接NH,BH.∵△ABC是等边三角形,AD⊥BC,CH⊥BC,∴∠DAC=∠DAB=30°,AD∥CH,∴∠HCN=∠CAD=∠BAM=30°,∵AM=CN,AB=BC=CH,∴△ABM≌△CHN(SAS),∴BM=HN,∵BN+HN≥BH,∴B,N,H共线时,BM+BN=NH+BN的值最小,如图2中,当B,N,H共线时,∵△ABM≌△CHN,∴∠ABM=∠CHB=∠CBH=45°,∵∠ABD=60°,∴∠DBM=15°,∴∠MBN=45°﹣15°=30°,∴当BM+BN的值最小时,∠MBN=30°,故答案为30.例题8. (1)如图①,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,点D是AB边上任意一点,则CD的最小值为.(2)如图②,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点M、点N分别在BD、BC上,求CM+MN的最小值.(3)如图③,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是AB边上一点,且AE=2,点F是BC边上的任意一点,把△BEF沿EF翻折,点B的对应点为G,连接AG、CG,四边形AGCD的面积是否存在最小值,若存在,求这个最小值及此时BF的长度.若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)如图①,过点C作CD⊥AB于D,根据点到直线的距离垂线段最小,此时CD最小,在Rt△ABC中,AC=3,BC=4,根据勾股定理得,AB=5,∵AC×BC=AB×CD,∴CD==,故答案为;(2)如图②,作出点C关于BD的对称点E,过点E作EN⊥BC于N,交BD于M,连接CM,此时CM+MN=EN最小;∵四边形ABCD是矩形,∴∠BCD=90°,CD=AB=3,根据勾股定理得,BD=5,∵CE⊥BC,∴BD×CF=BC×CD,∴CF==,由对称得,CE=2CF=,在Rt△BCF中,cos∠BCF==,∴sin∠BCF=,在Rt△CEN中,EN=CE sin∠BCE==;即:CM+MN的最小值为;(3)如图3,∵四边形ABCD是矩形,∴CD=AB=3,AD=BC=4,∠ABC=∠D=90°,根据勾股定理得,AC=5,∵AB=3,AE=2,∴点F在BC上的任何位置时,点G始终在AC的下方,设点G到AC的距离为h,∵S四边形AGCD=S△ACD+S△ACG=AD×CD+AC×h=×4×3+×5×h=h+6,∴要四边形AGCD的面积最小,即:h最小,∵点G是以点E为圆心,BE=1为半径的圆上在矩形ABCD内部的一部分点,∴EG⊥AC时,h最小,由折叠知∠EGF=∠ABC=90°,延长EG交AC于H,则EH⊥AC,在Rt△ABC中,sin∠BAC==,在Rt△AEH中,AE=2,sin∠BAC==,∴EH=AE=,∴h=EH﹣EG=﹣1=,∴S四边形AGCD最小=h+6=×+6=,过点F作FM⊥AC于M,∵EH⊥FG,EH⊥AC,∴四边形FGHM是矩形,∴FM=GH=∵∠FCM=∠ACB,∠CMF=CBA=90°,∴△CMF∽△CBA,∴,∴,∴CF=1∴BF=BC﹣CF=4﹣1=3.达标检测领悟提升强化落实1. 如图,矩形ABCD中,AB=5,AD=10,点E,F,G,H分别在矩形各边上,点F,H为不动点,点E,G为动点,若要使得AF=CH,BE=DG,则四边形EFGH周长的最小值为()A.5B.10C.15D.10【解答】解:作点F关于CD的对称点F′,连接F′H交CD于点G,此时四边形EFGH周长取最小值,过点H作HH′⊥AD于点H′,如图所示.∵AF=CH,DF=DF′,∴H′F′=AD=10,∵HH′=AB=5,∴F′H==5,∴C四边形EFGH=2F′H=10.故选:D.2. 如图,平面直角坐标系中,分别以点A(﹣2,3),B(3,4)为圆心,以1、2为半径作⊙A、⊙B,M、N分别是⊙A、⊙B上的动点,P为x轴上的动点,则PM+PN的最小值等于﹣3.【解答】解:作⊙A关于x轴的对称⊙A′,连接BA′分别交⊙A′和⊙B于M、N,交x轴于P,如图,则此时PM+PN最小,∵点A坐标(﹣2,3),∴点A′坐标(﹣2,﹣3),∵点B(3,4),∴A′B==,∴MN=A′B﹣BN﹣A′M=﹣2﹣1=﹣3,∴PM+PN的最小值为﹣3.故答案为﹣3.3. 如图,已知直线y=x+4与两坐标轴分别交于A、B两点,⊙C的圆心坐标为(2,0),半径为2,若D是⊙C上的一个动点,线段DA与y轴交于点E,则△ABE面积的最小值和最大值分别是8﹣2和8+2.【解答】解:y=x+4,∵当x=0时,y=4,当y=0时,x=﹣4,∴OA=4,OB=4,∵△ABE的边BE上的高是OA,∴△ABE的边BE上的高是4,∴要使△ABE的面积最大或最小,只要BE取最大值或最小值即可,过A作⊙C的两条切线,如图,当在D点时,BE最小,即△ABE面积最小;当在D′点时,BE最大,即△ABE面积最大;∵x轴⊥y轴,OC为半径,∴EE′是⊙C切线,∵AD′是⊙C切线,∴OE′=E′D′,设E′O=E′D′=x,∵AC=4+2=6,CD′=2,AD′是切线,∴∠AD′C=90°,由勾股定理得:AD′=4,∴sin∠CAD′==,∴=,解得:x=,∴BE′=4+,BE=4﹣,∴△ABE的最小值是×(4﹣)×4=8﹣2,最大值是:×(4+)×4=8+2,故答案为:8﹣2和8+2.4. 正方形ABCD,AB=4,E是CD中点,BF=3CF,点M,N为线段BD上的动点,MN=,求四边形EMNF周长的最小值++.【解答】解:作点E关于BD的对称点G,则点G在AD上,连接GM,过G作BD的平行线,截取GH=MN=,连接HN,则四边形GHNM是平行四边形,∴HN=GM=EM,过H作PQ⊥BC,交AD于P,交BC于Q,则∠HPG=∠HQF=90°,PQ=AB=4,∵∠PGH=∠ADB=45°,∴HP=PG==1,HQ=4﹣1=3,由轴对称的性质,可得DG=ED=2,∴AP=4﹣2﹣1=1,∴BQ=1,又∵BF=3CF,BC=4,∴CF=1,∴QF=4﹣1﹣1=2,∵当点H、N、F在同一直线上时,HN+NF=HF(最短),此时ME+NF最短,∴Rt△HQF中,FH===,即ME+NF最短为,又∵Rt△CEF中,EF===,∴ME+NF+MN+EF=++,∴四边形EMNF周长的最小值为++.故答案为:++.5. 如图,已知点D,E分别是等边三角形ABC中BC,AB边的中点,BC=6,点F是AD边上的动点,则BF+EF的最小值为3.【解答】解:过C作CE⊥AB于E,交AD于F,连接BF,则BF+EF最小(根据两点之间线段最短;点到直线垂直距离最短),由于C和B关于AD对称,则BF+EF=CF,∵等边△ABC中,BD=CD,∴AD⊥BC,∴AD是BC的垂直平分线(三线合一),∴C和B关于直线AD对称,∴CF=BF,即BF+EF=CF+EF=CE,∵AD⊥BC,CE⊥AB,∴∠ADB=∠CEB=90°,在△ADB和△CEB中,,∴△ADB≌△CEB(AAS),∴CE=AD,∵BC=6,∴BD=3,∴AD=3,即BF+EF=3.故答案为:3.6. 如图,在边长为1正方形ABCD中,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA上的点,3AE=EB,有一只蚂蚁从E点出发,经过F、G、H,最后回到E点,则蚂蚁所走的最小路程是.【解答】解:延长DC到D',使CD=CD',G对应位置为G',则FG=FG',同样作D'A'⊥CD',D'A'=DA,H对应的位置为H',则G'H'=GH,再作A'B'⊥D'A',E的对应位置为E',则H'E'=HE.容易看出,当E、F、G'、H'、E'在一条直线上时路程最小,最小路程为EE'===27. 如图,在△ABC中,AC⊥BC,∠B=30°,点E,F是线段AC的三等分点,点P是线段BC上的动点,点Q是线段AC上的动点,若AC=3,则四边形EPQF周长的最小值是8.【解答】解:过E点作E点关于BC的对称点E′,过F点作F点关于AC的对称点F′,∵在△ABC中,AC⊥BC,∠B=30°,AC=3,∴AB=6,∵点E,F是线段AC的三等分点,∴EF=2,∵E′F′=AB=6,∴四边形EPQF周长的最小值是6+2=8.故答案为:8.8. 如图,长为1的线段AB在x轴上移动C(0,1)、D(0,2),则AC+BD的最小值是.【解答】解:如图所示,以AB,BD为边构造平行四边形ABDE,作点C关于x轴的对称点F,连接AF,则DE⊥y轴,OF=OC=1,∵四边形ABDE是平行四边形,∴BD=AE,DE=AB=1,∵AB垂直平分线CF,∴AC=AF,∴AC+BD=AE+AF,如图,当点E,A,F在同一直线上时,AE+AF=EF(最短),此时,∵Rt△DEF中,DE=1,DF=2+1=3,∴EF===,∴AC+BD的最小值是.故答案为:.9. 在矩形ABCD中,AB=8,BC=10,G为AD边的中点.如图,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,则求AF的长为.【解答】解:∵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=8,BC=10,G为边AD的中点,∴AG=AM=5,MD=15,而CH=4,∴DH=4,而AE∥CD,∴△AEM∽△DHM,∴AE:HD=MA:MD,∴AE===,∴AF=4+=.故答案为:.10. 如图,矩形ABCO的边OC在x轴上,边OA在y轴上,且点C的坐标为(8,0),点A的坐标为(0,6),点E、F分别足OC、BC的中点,点M,N分别是线段OA、AB上的动点(不与端点重合),则当四边形EFNM的周长最小时,点N的坐标为(4,6).【解答】解:如图所示:作点F关于AB的对称点F′,作点E关于y轴的对称点E′,连接E′F′交AB与点N.∵C的坐标为(8,0),点A的坐标为(0,6),点E、F分别足OC、BC的中点,∴OE=OE′=4,FB=CF=3,∴E′C=12,CF′=9.∵AB∥CE′,∴△F′NB∽△F′E′C.∴==,即=,解得BN=4,∴AN=4.∴N(4,6).故答案为:(4,6).11. 如图,在正方形ABCD中,AB=8,AC与BD交于点O,N是AO的中点,点M在BC边上,且BM=6.P为对角线BD上一点,则PM﹣PN的最大值为2.【解答】解:如图所示,作以BD为对称轴作N的对称点N',连接PN',MN',根据轴对称性质可知,PN=PN',∴PM﹣PN=PM﹣PN'≤MN',当P,M,N'三点共线时,取“=”,∵正方形边长为8,∴AC=AB=,∵O为AC中点,∴AO=OC=,∵N为OA中点,∴ON=,∴ON'=CN'=,∴AN'=,∵BM=6,∴CM=AB﹣BM=8﹣6=2,∴==∴PM∥AB∥CD,∠CMN'=90°,∵∠N'CM=45°,∴△N'CM为等腰直角三角形,∴CM=MN'=2,即PM﹣PN的最大值为2,故答案为:2.12. 如图,两点A、B在直线MN外的同侧,A到MN的距离AC=16,B到MN的距离BD=10,CD=8,点P在直线MN上运动,则|P A﹣PB|的最大值等于10.【解答】解:延长AB交MN于点P′,∵P′A﹣P′B=AB,AB>|P A﹣PB|,∴当点P运动到P′点时,|P A﹣PB|最大,∵BD=10,CD=8,AC=16,过点B作BE⊥AC,则BE=CD=8,AE=AC﹣BD=16﹣10=6,∴AB===10,∴|P A﹣PB|的最大值等于10,故答案为:10.11. 如图△ABC是边长为2的等边三角形,D是AB边的中点,P是BC边上的动点,Q是AC边上的动点,当P、Q的位置在何处时,才能使△DPQ的周长最小?并求出这个最值.【解答】解:作D关于BC、AC的对称点D′、D″,连接D′D″,DQ,DP.∵DQ=D″Q,DP=D′P,∴△DPQ的周长为PQ+DQ+DP=PQ+D″Q+D′P=D′D″,根据两点之间线段最短,D′D″的长即为三角形周长的最小值.∵∠A=∠B=60°,∠BED=∠AFD=90°,∴∠α=∠β=90°﹣60°=30°,∠D′DD″=180°﹣30°﹣30°=120°,∵D为AB的中点,∴DF=AD•cos30°=1×=,AF=,易得△ADF≌△QD''F,∴QF=AF=,∴AQ=1,BP=1,Q、P为AC、BC的中点.∴DD″=×2=,同理,DD′=×2=,∴△DD′D″为等腰三角形,∴∠D′=∠D″==30°,∴D″D′=2DD′•cos30°=2××=3.12. 如图,C 为线段BD 上一动点,分别过点B 、D作AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC、EC.已知AB=5,DE=1,BD=8,设CD=x.(1)用含x的代数式表示AC+CE的长;(2)请问AC+CE的值是否存在最小值?若存在,请求出这个最小值;若不存在请说明理由.(3)根据(2)中的规律和结论,请直接写出出代数式+的最小值为25.【解答】解:(1)由线段的和差,得BC=(8﹣x).由勾股定理,得AC+CE =+=+=+;(2)当A、C、E在同一直线上,AC+CE最小;当A、C、E在同一直线上时,延长AB,作EF⊥AB于点F,∵AB=5,DE=1,∴AF=6,∵∠ABD=90°,∴∠FBD=90°,∵∠BDE=∠BFE=90°,∴四边形BFED是矩形,∴BD=EF=8,∴AE===10;(3)如下图所示:作BD=24,过点B作AB⊥BD,过点D作ED ⊥BD,使AB=3,ED=4,连接AE交BD于点C,当BC=x,∵x+y=24,∴y=24﹣x,AE的长即为代数式的最小值,过点A作AF∥BD交ED的延长线于点F,得矩形ABDF,则AB=DF=3,AF=BD=24,所以AE===25,即代数式+的最小值为25,故答案为:25.- 21 -。
专题复习1:利用轴对称求最值_
专题复习1:利用轴对称求最值Ⅱ. 请你设计一个用时最少的方案.二、关于两(多)条线段和最小问题思路指导:此类问题一般通过适当的几何变换实现“折”转“直”。
即将连接两点的折线转化为线段最短问题1.直接运用两点间线段最短解决问题.例:如图8,已知A(1,1)B(3,-3),C为x轴上一个动点,当AC+BC最小时,C点坐标为,此时AC+BC的最小值为.练习:如图9,四边形ABCD为边长为5的正方形,以B为圆心4为半径画弧交BA与M,交BC于N,P在MN上运动,则PA+PB+PC的最小值为.2.平移后应用两点间线段最短例:已知:如图10,A(1,2),B(4,-2),C(m,0),D(m+2,0)(1)在图中作出当AC+CD+DB最小时C点的位置,并求出此时m的值(2)求AC+CD+DB的最小值.练习:如图11,NP,MQ为一段河的两岸(河的两侧为平坦的地面,可以任意穿行),NP∥MQ,河宽PQ 为60米,在NP一侧距离河岸110米处有一处藏宝处A,某人从MQ一侧距离河岸40米的B处出发,随身携带恰好横穿(与河岸垂直)河面的绳索(将绳索利用器械投掷至河对岸并固定,人扶绳索涉水过河),请计算此人从出发到目的地最少的行进路程,并确定固定绳索处(MQ一侧)到B处的最近距离.3.旋转后应用两点间线段最短例:如图12,四边形ABCD是正方形,△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.⑴求证:△AMB≌△ENB;⑵①当M点在何处时,AM+CM的值最小;②当M点在何处时,AM+BM+CM的值最小,并说明理由;⑶当AM+BM+CM的最小值为31+时,求正方形的边长.练习:点O 为正方形ABCD内一点,(1)正方形边长为4,求OB+OD的最小值(2)若OB+OC+OD的最小值为26+,求正方形的边长4.对称后应用两点间线段最短数学模型已知:如图14,直线l 及直线同侧两点P、Q,在直线l 上求作点M,使线段PM+QM最小,并说明理由关系探究上图中:相等的角:线段关系:类型一:单动点单对称轴(直线同侧两线段和转化为异侧,进而应用两点间线段最短)练习:1.如图15,已知菱形ABCD的边长为6,M、N 分别为AB、BC边的中点,P为对角线AC上的一动点,则PM+PN的最小值.2. 如图16,已知菱形ABCD的边长为6,点E为AB边的中点,∠BAD=60°,点P为对角线AC上的一动点,则PE+PB的最小值..3. 如图17,已知正方形ABCD的边长为2,点M为BC 边的中点,P为对角线BD上的一动点,则PM+PC的最小值4. 如图18,正方形ABCD的面积为a,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD内,在对角线AC上有一动点P,PD+PE的和最小值为4,则a= .5.如图19,已知⊙O的半径为1,AB、CD为⊙O的两互相垂直的直径,点M在弧AD上,且∠MOD=30°,点P为半径OD上的一动点,则PM+PA的最小值.6. 如图20,已知⊙O的半径为1,AB为⊙O的直径,C是⊙O上的一点,且∠CAB=30°点M是弧CB的中点,,点P为直径AB上的一动点,则PM+PC的最小值.7.如图21,⊙O的直径为10,A,B在圆周上,AC⊥MN,BD⊥MN,AC=6,BD=8.P为MN上一个动点,则PA+PB的最小值为.8.如图22,已知∠AOB=60°,OA=6,C为OA的中点,OD平分∠AOB,M为OD上一动点,则AM+CM的最小值为9.如图23,从点A(0,2)发出的一束光,经x轴反射,过点B(4,3),则这束光从点A到点B所经过路径的长为.10.如图24,已知抛物线y=x2-2x-3,与x轴相交于点A、B两点(点A在点B的左边),与y轴相较于点C,P 为抛物线对称轴上的一点,则PO+PC的最小值是.11.如图25,以正方形ABCD中AB为边向外作等边三角形AMB,N为对角线BD上一点,若AN+MN的最小值为2226,则正方形边长为.12.一次函数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C为AB的中点,P为OB上一动点,求PC+PA取最小值时P点的坐标.13.如图27,在直角坐标系中,点A的坐标为(-2,0),连结OA,将线段OA绕原点O顺时针旋转120°,得到线段OB.(1)求点B的坐标;(2)求经过A、O、B三点的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C,使△BOC的周长最小?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由14.如图,在平面直角坐标系中,直线l是第一、三象限的角平分线.实验与探究:(1)由图观察易知A(0,2)关于直线l的对称点A′的坐标为(2,0),请在图中分别标明B(5,3)、C(-2,5)关于直线l的对称点B′、C′的位置,并写出他们的坐标:B′、C′;归纳与发现:(2)结合图形观察以上三组点的坐标,你会发现:坐标平面内任一点P(a,b)关于第一、三象限的角平分线l的对称点P′的坐标为(不必证明);运用与拓广:(3)已知两点D(1,-3)、E(-1,-4),试在直线l上确定一点Q,使点Q到D、E两点的距离之和最小,并求出Q点坐标.类型二:双动点单对称轴(在类型一基础上应用垂线段最短)例:如图,已知∠CAB=30°,BA=6,AF平分∠BAC,P,Q分别为AB,AF上的动点,则BQ+PQ的最小值为练习:1.如图29,正方形ABCD中,AE为∠BAC的平分线,M,N分别为AE,AB上的动点,若MN+BM最小值为3,则正方形边长为.2.如图30,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___________ .3.如图31,矩形ABCD中,AB=6,BC=8,M,N分别为BD,BC上的动点,则CM+MN的最小值为. 类型三:单动点双对称轴例:如图32,已知:∠AOB=30°,P为∠AOB内一点,OP=6,M,N分别为OA,OB上的动点,则△PMN的周长最小值为.练习:1.如图33,已知:∠AOB=60°,P为∠AOB内一点,OP=10,M,N分别为OA,OB上的动点,则△PMN的周长最小值为.2.如图34,两个镜子成45°角,P为夹角内一个光源,P距离交点2米,光线从P发出后经过OB,OA反射后经过点P,则光线经过的路线长为.3.如图35,已知A(3,2)为坐标平面上一点,在x,y 轴上确定点M,N,使△AMN周长最小,并求出此时M,N坐标.类型四. 双动点双对称轴例:已知P,Q为∠AOB内两个定点,M,N分别为OA,OB上的动点。
(完整word版)与轴对称相关的最值问题
图(5)CEDPBA 与轴对称相关的最值问题【典型题型一】: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PA+PB 最小.【典型题型二】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PA+PB 最小。
【练习】1、(温州中考题)如图(5),在菱形ABCD 中,AB=4a ,E 在BC 上,EC=2a ,∠BAD=1200,点P 在BD 上,则PE+PC 的最小值是( )解:如图(6),因为菱形是轴对称图形,所以BC 中点E 关于对角线BD 的对称点E 一定落在AB 的中点E 1,只要连结CE 1,CE 1即为PC+PE 的最小值。
这时三角形CBE 1是含有300角的直角三角形,PC+PE=CE 1=23a 。
所以选(D )。
2、如图(13),一个牧童在小河南4英里处牧马,河水向正东方流去,而他正位于他的小屋B 西8英里北7英里处,他想把他的马牵到小河边去饮水,然后回家,他能够完成这件事所走的最短距离是( )(A ) 4+185英里 (B ) 16英里(C ) 17英里 (D) 18英里3.如图,C 为线段BD 上一动点,分别过点B 、D 作AB ⊥BD,ED ⊥BD,连接AC 、EC 。
已知AB=5,DE=1,BD=8,设CD=x.请问点C 满足什么条件时,AC +CE 的值最小?4.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 的最小值为_______。
即是在直线AB 上作一点E ,使EC+ED 最小作点C 关于直线AB 的对称点C ’,连接DC'交 AB 于点E,则线段DC ’的长就是EC+ED 的最小值。
在直角△DBC'中DB=1,BC=2, 根据勾股定理可得,DC'=错误!5.如图,等腰Rt △ABC 的直角边长为2,E 是斜边AB 的中点,P 是AC 边 上的一动点,则PB+PE 的最小值为 即在AC 上作一点P ,使PB+PE 最小 作点B 关于AC 的对称点B',连接B ’E ,交AC 于点P,则B’E = PB'+PE = PB+PE B ’E 的长就是PB+PE 的最小值 在直角△B'EF 中,EF = 1,B'F = 3根据勾股定理,B'E = 错误!6.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 .2错误! B .2错误! C .3 D .错误!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 = 2 37.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; 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+PCFP B'EACBC'DACBEPE BCD A H PEC'D ACB的最小值直角△BCD 中,CH = 错误!错误!未定义书签。
利用轴对称求最大(小)值
专题:利用轴对称求最大(小)值
1、已知点A 在直线l 外,点P 为直线l 上的一个动点。
问是否存在一个定点B ,当点P 在l 上运动时,点P 与B A ,两点的距离总是相等?若存在,请作出点P ;若不存在,请说明理由。
答:
作法:
理由:
2、如图,N M ,为△ABC 的边AC AB ,上两点,在BC 边上求作一点P ,使得△PMN 的周长最小
作法:
3、如图,B A ,两点在直线l 同侧,请在l 上作Q P ,两点,且a MN ,M 在N 的左侧,使得四边形ABMN 的周长最短
作法:
4、B A ,两点在直线l 的异侧,在l 上求作一点P ,使得||BP AP -最大
作法:
5、如图,点M 在∠AOB 的内部,在OB 边上求作一点P ,使得P 到点M 的距离与P 到OA 边的距离和最小
作法:
6、如图1,正方形ABCD 中,8=AB ,M 是DC 上的一点,且2=DM ,N 是AC 上一动点,请在图2和图3中作出MN DN +分别取得最小值与最大值时点N 的位置。
九年级数学几何最值—轴对称求最值(含答案)
学生做题前请先回答以下问题问题1:几何最值问题的理论依据是什么?答:两点之间,________________;(已知两个定点)_______________最短(已知一个定点、一条定直线);三角形____________________(已知两边长固定或其和、差固定).问题2:做题前,读一读,背一背:几何最值—轴对称求最值一、单选题(共7道,每道14分)1.如图,正方形ABCD的面积为12,△ABE是等边三角形,且点E在正方形ABCD的内部,在对角线AC上存在一点P,使得PD+PE的值最小,则这个最小值为( )A.3B.C. D.答案:C解题思路:试题难度:三颗星知识点:轴对称—线段之和最小2.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,以AC为一边在△ABC外侧作等边三角形ACD,过点D作DE⊥AC,垂足为F,DE与AB相交于点E.AB=10cm,BC=6cm,P是直线DE上的一点,连接PC,PB,则△PBC周长的最小值为( )A.16cmB.cmC.24cmD.26cm答案:A解题思路:试题难度:三颗星知识点:轴对称—线段之和最小3.如图,A,B两点在直线的异侧,点A到的距离AC=4,点B到的距离BD=2,CD=6.若点P在直线上运动,则的最大值为( )A. B.C.6D.答案:B解题思路:试题难度:三颗星知识点:轴对称—线段之差(绝对值)最大4.如图,在菱形ABCD中,AB=4,∠ABC=60°,点P,Q,K分别为线段BC,CD,BD上的任意一点,则PK+QK的最小值为( )A.2B.C.4D.答案:D解题思路:试题难度:三颗星知识点:轴对称—最短路线问题5.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,OA=3,OB=4,D为边OB的中点.若E,F为边OA上的两个动点,且EF=2,则当四边形CDEF的周长最小时,点F的坐标为( )A. B.C. D.答案:B解题思路:试题难度:三颗星知识点:轴对称—线段之和最小6.如图,∠AOB=30°,∠AOB内有一定点P,且OP=10.若Q为OA上一点,R为OB上一点,则△PQR周长的最小值为( )A.10B.15C.20D.30答案:A解题思路:试题难度:三颗星知识点:轴对称—线段之和最小7.如图,已知∠MON=20°,A为OM上一点,,D为ON上一点,.若C为AM上任意一点,B为OD上任意一点,则AB+BC+CD的最小值是( )A.10B.11C.12D.13答案:C解题思路:试题难度:三颗星知识点:轴对称——最值问题。
轴对称——最值问题(通用版)(含答案)
轴对称——最值问题(通用版)试卷简介:检测学生对于最值问题中一类题目的做题思路,如奶站问题,天桥问题等,需要学生利用轴对称将线段和(差)进行转化,借助相关定理(如两点之间线段最短,三角形三边关系等)解决问题。
一、单选题(共10道,每道10分)1.如图,圆柱形玻璃杯,高为12cm,底面周长为18cm,在杯内离杯底5cm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5cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为( )cmA. B.15C. D.12答案:B解题思路:解决蚂蚁爬最短路线问题,画出圆柱的侧面展开图,找到A,C两点对应的位置.沿着A点所在的母线展开,得到下图:其中EA=CD=5cm,BD=9cm.因为题干条件给出的点A和点C分别是杯外和杯内的点,所以问题转化成在线段EF上找到一点P,使得PA+PC的值最小.解法如下:如下图,作点A关于EF的对称点.的长度即为要求的最短距离,过C点作EB的垂线通过勾股定理易求得.试题难度:三颗星知识点:轴对称——最值问题2.如图,在锐角三角形ABC中,,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D.若M,N分别是线段AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是( )A.4B.5C.6D.2答案:A解题思路:如图,作点N关于AD的对称点E,则点E落在直线AC上,此时(当B,M,E三点共线时等号成立),由垂线段最短可知,当BE⊥AC,点M是BE和AD的交点时,BM+MN的值最小,此时.试题难度:三颗星知识点:轴对称——最值问题3.如图,正方形ABCD的边长为8,点E,F分别在AB,BC上,AE=3,CF=1,P是对角线AC 上的动点,则PE+PF的最小值是( )A. B.C. D.答案:C解题思路:如图,作点F关于AC的对称点,则点落在CD边上,且.此时.根据两点之间线段最短可得,的最小值为的长度.如图,过点作⊥AB于点G.根据题意可得,,∴.试题难度:三颗星知识点:轴对称——最值问题4.如图,菱形ABCD中,AB=2,∠A=120°,点P,Q,K分别为线段BC,CD,BD上的任意一点,则PK+QK的最小值为( )A.1B.C.2D.答案:B解题思路:如图,作点Q关于BD的对称点,则点落在AD边上,且.∵点Q是CD上任意一点,∴点是AD边上任意一点.题目转化为求的最小值,根据题意可知,当⊥AD时,最小.如图,过点C作CE⊥AD,则.∵四边形ABCD为菱形,∴∠CDE=180°-∠A=60°,CD=AB=2,在Rt△CDE中,.试题难度:三颗星知识点:轴对称——最值问题5.如图,两点A,B在直线的异侧,点A到的距离AC=2,点B到的距离BD=1,CD=3,P 在直线上运动,则的最大值为( )A. B.C.3D.答案:D解题思路:要求最大值,使点在直线同侧.如图,作点B关于直线的对称点,连接并延长,与直线的交点即为使得取最大值时对应的点P.此时.如图,过点作于点E.易知则四边形为矩形,∴,,∴AE=1.在中,,AE=1∴,即的最大值为.试题难度:三颗星知识点:轴对称——最值问题6.如图所示,已知,为反比例函数图象上的两点,动点P(x,0)在x轴正半轴上运动,当线段AP与线段BP之差达到最大时,点P的坐标是( )A. B.(1,0)C. D.答案:D解题思路:由题意,得,,如图,连接AB并延长,与x轴的交点即为线段AP与线段BP之差达到最大时的点P,设直线AB的解析式是y=kx+b,把A,B的坐标代入得:,解得:,∴直线AB的解析式是,当y=0时,,∴,故选D试题难度:三颗星知识点:三角形三边关系定理7.如图,已知直线a∥b,且a与b之间的距离为4,点A到直线a的距离为2,点B到直线b的距离为3,.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的值最小,则此时AM+NB=( )A.6B.8C.10D.12答案:B解题思路:如图,将点A向下平移距离为4,到,连接交直线b于点N,过点N作NM⊥直线a于点M,连接AM.∵a与b之间的距离为4,∴,∴四边形是平行四边形,∴.此时,其值最小.过点B作BE⊥,交的延长线于点E,易得AE=2+4+3=9,,,在Rt△AEB中,,在中,.试题难度:三颗星知识点:轴对称——最值问题8.如图,∠AOB=30°,∠AOB内有一定点P,且OP=10.在OA上有一点Q,OB上有一点R.若△PQR周长最小,则最小周长是( )A.10B.15C.20D.30答案:A解题思路:点P是定点,点Q和点R是在定直线运动的动点.如图,分别作点P关于射线OA,OB的对称点,连接,使得三角形的三边转化为首尾相接的折线,此时△PQR的周长即是折线的长,由于折线两端是定点,所以当点Q、R分别是与OA、OB的交点时,最小,为线段的长,如图所示.如下图,连接,由对称可知,,,∴,∴是等边三角形,∴即△PQR最小周长为10试题难度:三颗星知识点:轴对称——最值问题9.如图,已知梯形ABCD,AD∥BC,AD=DC=4,BC=8,点N在BC上,CN=2,E是AB中点.在AC上找一点M使EM+MN的值最小,则最小值为( )A.6B.8C.4D.答案:A解题思路:如图,作点N关于AC的对称点,连接交AC于M,连接MN,此时EM+MN的值最小.∵AD∥BC,AD=DC=4,∴∠DAC=∠ACB,∠DAC=∠DCA,∴∠ACB=∠DCA,∴点N关于AC的对称点在CD上,.又∵DC=4,∴为CD中点,∴为梯形ABCD的中位线,∴,∴EM+MN最小值为.试题难度:三颗星知识点:轴对称——最短路线问题10.如图,在平面直角坐标系中,AO=BO=8,C是BO边的中点,连接AB,D是AB边上一动点,则DC+OD的最小值是( )A. B.C. D.答案:C解题思路:点C和点O是定点,点D是AB边上一动点,作点O关于AB的对称点,将线段转化即可.如图,作点O关于AB的对称点E,连接EC交AB于点D,连接DO,此时点D满足DC+DO 最小,为EC的长.∵△ABO是等腰直角三角形,由对称可知,连接EA,EB,四边形EBOA是正方形,如图所示在Rt△EBC中,EB=BO=4,∴即DC+OD的最小值是试题难度:三颗星知识点:轴对称——最值问题。
轴对称作图及实际应用(轴对称最值问题一)(人教版)(含答案).docx
学生做题前请先回答以下问题问题1:轴对称最值问题的特征:① 有定点、 ____ ;② 动点在 ___________ 上运动,③ 求动点与定点连接组成的 ____________ .问题2:轴对称最值问题的解决方法:以 _____________ 为对称轴,作 _______ 的对称点, _______________ ,利用 _____________ 进行处理.轴对称作图及实际应用(轴对称最值问题一)(人教版)一、单选题(共8道,每道12分)1.如图1, ZAOB=30°, ZAOB 内有一定点P,且OP=10.在0A 上有一动点E, 0B 上有一动 如图2,某同学分别作点P 关于OA, 0B 的对称点百'线,则下列结论错误的是() A 。
珂二卑B 今0卧60。
D ZXP 防周长的最小值等于珥爲的长答案:c解题思路:点F,求A PEF 周长的最小值.A .如图2,由题意可知,0.4垂直平分线段砒,则0P = 0P lfOE垂直平分线段確,则0P = 0P2,所以0召=0珂,A选项正确;zppp. = 2Z.4OB = 2x30° = 60°, B 选项正确;・•・是等边三角形,c UEF = PE + EF + PF = RE + EF + P]F = RP.△PEF周长的最小值等于百鸟的长,D选项正确;舟鸟=0卩=10, C选项错误.故选C.试题难度:三颗星知识点:轴对称一最值问题2.如图,等边三角形ABC的边长为4, AD是BC边上的中线,F是AD边上的动点,E是AC 边上一点.若AE=2,则当EF+CF的和収得最小值时,点F的位置为()A.AD的中点B.点D的位置C.AD与BE的交点D.AD上任意位置答案:C解题思路:根据题意,点F满足EF+CF取最小值,E, Q为定点,F为动点,动点在定直线川D上运动,因此这是轴对称最值间题,且定点在定直线的同侧,先作定点关于定线段的对称点, 观察图形考虑作C的对称点,点C关于AD的对称点恰好落在点E处,连接BE交AD于点F,此时EF+CF取得最小值, 则点F落在AD与BE的交点处.故选C.试题难度:7颗星知识点:轴对称一最值问题3.如图,等腰三角形ABC的底边BC长为4,面积是16,腰AC的垂直平分线EF交AB边于点F,若D为BC边的中点,M为线段EF上一动点,则ACDM周长的最小值为()A.6B.8C.10D.12答案:C 解题思路:由题意,要求△CDM周长的最小值,C,刀为定点,M是动点, 动点在定直线EF上运动,这是轴对称最值问题,作定点关于定直线的对称点,因为肪垂直平分・4C,点C关于肪的对称点就是点4因此考虑作C的对称点,连接川刀,则⑷+MS的最小值就是且D・如图,连接仙・TEF垂直平分.4C,:.AA^CMC-c迪=CD+DM + CM = CD + DM + AAf = CD + AD TD是EC边的中点:.ADlBC f CD = -BC = 22T S• AX = — -BC• AD = —x4x AD = 16 ,* 2 2.\AD=8■ ■ C乂DM =8 + 2 = 10.故选C・试题难度:三颗星知识点:轴对称一最值问题4•如图,己知ZAOB=a, P是ZAOB内部的一个定点,且OP=2,点E, F分别是OA, OB ± 的动点.若APEF周长的最小值等于2,则a=()A.30°B.45°C.60°D.90°答案:A特征:定点:P;动点:E, Fi动点E在定直线OA上运动, 动点F在定直线OB上运动, 求APEF的周长最小,属于轴对称最值问题操作:应作定点关于定直线的对称点,如图,作点P关于Q4的对称点G关于OB的对称点D, 连接CD交04于E,交0B于F.此时,△PEF的周长最小,即为CD的长,由题可知CD=2・连接OC, OD, PE, PF.由对称可知OC=OD=OPG, ZAOC=ZAOP, ZB0D=ZB0P f 因此△COD为等边三角形,ZCOD=60。
「初中数学」利用对称求线段和最值
「初中数学」利用对称求线段和最值用轴对称思想解决线段最值问题是常用的方法,本质是利用三角形三边关系或两点之间线段最短解决问题,即化折为直。
常见的类型笔者归纳为五种:即两定一动型,一定两动型,两定两动型,两定滑动型(架桥),三动型等类型一:两定一动型【模型介绍】已知直线l同侧有A,B两点,在l上找一点P,使得PA+PB最小。
作法:作点A关于直线l的对称点A',连接A'B,与直线l的交点就是点P,线段A'B的长度即为最小值。
验证:如图,AQ+BQ=A'Q+BQ>A'B【例1】如图,在正方形ABCD中,E是AB上一点,BE=2,AB=3BE,P是AC上一动点,则PB+PE的最小值是__________.【分析】这是两定一动模型,需要作一个定点关于动点所在直线的对称点,根据本题图形特征,B点关于AC的对称点恰好是C点,连接CE,CE即为所求的最小值。
【答案】10【例2】如图,在平面直角坐标系中,A(2,1),B(5,5),P是x轴上一动点,当PA+PB值最小时,求点P坐标【分析】这是两定一动模型,作A点关于x轴的对称点A',A'B 与x轴的交点即为P,P点坐标可以用直线解析式或勾股定理求,初三学生也可用相似。
【答案】P(2.5,0)类型二:一定两动型【模型介绍】已知,在∠AOB内有一点M,在边OA,OB上分别找点P,Q,使MP+MQ+PQ最小。
作法:作M关于OA的对称点M‘,关于OB的对称点M'',连接M'M'',交OA于点P,交OB于点Q,此时则MP+MP+PQ的值最小,最小值即为线段M'M''的长。
验证: 如图,OA上取一点P',OB上取一点Q',连接M'P',M''Q',则MP'+MQ'+P'Q'=M'P'+M''Q'+P'Q'>M'M''(两点之间线段最短)【例3】五边形ABCDE中,∠A=120°,∠B=∠E=90°,AB=BC=1,AE=DE=2,在BC、DE上分别找一点M、N,使得△AMN的周长最小,则△AMN周长的最小值为____.【分析】这是一定两动模型,作点A关于BC的对称点A’,关于ED的对称点A'',连接A'A'',交BC于M,交ED于N,此时△AMN 的周长最小,最小值即为A'A''的长。
(完整word版)轴对称中几何动点最值问题总结
轴对称中几何动点最值问题总结轴对称的作用是“搬点移线”,可以把图形中比较分散、缺乏联系的元素集中到“新的图形”中,为应用某些基本定理提供方便。
比如我们可以利用轴对称性质求几何图形中一些线段和的最大值或最小值问题。
利用轴对称的性质解决几何图形中的最值问题借助的主要基本定理有三个:(1)两点之间线段最短;(2)三角形两边之和大于第三边;(3)垂线段最短。
初中阶段利用轴对称性质求最值的题目可以归结为:两点一线,两点两线,点两线三类线段和的最值问题。
下面对三类线段和的最值问题进行分析、讨论。
问题特征:已知两个定点位于一条直线的同一侧,在直线上求一动点的位置,使动点与定点线段和最短。
核心思路:这类最值问题所求的线段和中只有一个动点,解决这类题目的方法是找出任一定点关于直线的对称点,连结这个对称点与另一定点,交直线于一点,交点即为动点满足最值的位置。
方法:1.定点过动点所在直线做对称。
2. 连结对称点与另一个定点,则直线段长度就是我们所求。
变异类型:实际考题中,经常利用本身就具有对称性质的图形,比如等腰三角形,等边三角形、正方形、圆、二次函数、直角梯形等图形,即其中一个定点的对称点就在这个图形上。
1. 如图,直线I和I的同侧两点A B,在直线I上求作一点P,使PA+PB最小。
问题特征:已知一个定点位于平面内两相交直线之间,分别在两直线上确定两个动点使线段和最短核心思路:这类问题实际上是两点两线段最值问题的变式,通过做这一定点关于两条线的对称点,实现“搬点移线”,把线段“移”到同一直线上来解决。
变异类型:1.如图,点P是/ MON内的一点,分别在OM ON上作点A, B。
使△PAB的周长最小。
(3)两点两线的最值问题:(两个动点+两个定点)问题特征:两动点,其中一个随另一个动(一个主动,一个从动),并且两动点间的距离保持不变。
核心思路:用平移方法,可把两动点变成一个动点,转化为“两个定点和一个动点”类型来解。
(完整版)几何最值—轴对称求最值(含答案)
学生做题前请先回答以下问题问题1:几何最值问题的理论依据是什么?答:两点之间, ___________________ ;(已知两个定点) _________________ 最短(已知一个定点、一条定直线); 三角形 (已知两边长固定或其和、差固定)答: 两占之亂 线段最短(啟俩个定点):垂线段最舸(已知一个定点、一条定直线)i 三角形三讪并系(已知两边长固定或其和、差固定).问题2 :做题前,读一读,背一背:学习以下轴对称最值模型’固定长度线段测在直线I 上滑动,求的最对借 需平移岳V (或AM )・转化为AM 十W 解抉, 答:直线L 及异侧两点A B 求作直线L 上一点P 使P 与A B 两点距离之差最大 作A 点关于L 的对称点A1,连接A1B,并延长交L 的一点就是所求的 P 点.这样就有:PA=PA1,P 点与 A,B 的差 PA-PB=PA1-PB=A1B.下面证明A1B 是二者差的最大值.首先在L 上随便取一个不同于 P 点的点P1,这样P1A1B 就构成一三角形,且P1A 仁P1A.根据三角形的性质,二边之差小于第三边,所以有:P1A1-P1B<A1B,即:p1A-p1B<A1B.这就说明除了 P 点外,任何一个点与A,B 的距离差都小于 A1B •反过来也说明P 点与A,B 的距离差的最大值是 A1B. 所以,P 点就是所求的一点•求內少的最小值, 使点在纟塢侧求呼1-P 纠的最大值, 使点在线同侧几何最值一轴对称求最值一、单选题(共7道,每道14分)1. 如图,正方形ABCD的面积为12 , △ ABE是等边三角形,且点E在正方形ABCD的内部,在对角线存在一点P,使得PD+PE的值最小,则这个最小值为()(PD+P%将征:定点,D t E动点(定直线);理姫目标:和最小操作:对称到异侧2.解题过程如图.正方形ABCD的顶点B,D关于AC所在的直纸对称,PB=FD, 那么求i(PD-PE v的最小值就转化成求的最小值”根据两点之间线段最短,可以得出BE的长即为所求,AC上A.3B.答案:C解题思路:1 •思路分析DT正方形.ABCD的面积为12,/. jiS = A/5、v bABE是等边三角形,BE = AB = 2忑.试题难度:三颗星知识点:轴对称一线段之和最小2. 如图,在△ ABC中,/ ACB=90°,以AC为一边在△ ABC外侧作等边三角形ACD,过点D作DE丄AC,垂足为F, DE与AB相交于点E. AB=10cm, BC=6cm, P是直线DE上的一点,连接PC, PB,贝V △ PBC周长的最小值为(B.「「'cmA.16cmC.24cmD.26cm答案:A解题思路:1 •思路分析min特征:定虑:B t C动点(定直线);玫阳目标:和竝小操作:对称到异侧2.解题过程由题意得.召<7的长度为定值,.■-要使厶?恥的周长最小,只需尸C-抄的值最小即可.在等边三角形/CD中,\'DE±AC t二点C关于DE的对称点为点仏PW当点P与点E重合的时候,丹十丹最小.即站十PQ最小, 此时死的周长最小.如囹所示,△尸EC的最小周长知PB-PC±BC=AB^BC=1()^=16 (cm).试题难度:三颗星知识点:轴对称一线段之和最小3. 如图,A, B两点在直线'的异侧,点A到'的距离AC=4,点B至2的距离BD=2, CD=6.若点P在直线'上运动,则的最大值为()C.6答案:B解题思路:1 •思路分析PA~PB\JKaK特征:定点:£ B动点(定直钱):貝0目标,差最大換作;对称到同们2.解题过程要求\PA-PB\的最大值'需使点儿召在直线/同侧,如虱作点0关于直线F的对称点序=连接卫対井延长,与直紳的交点即为使得円-刃|取最大值时对应的点只可得四边形少DCE为矩形,/.. B r E = CD = 6, EC=£t D = BD=l,\\4C=4=二A£=2.—毎=4吕它=2尿,即回-的最大值为2価.试题难度:三颗星知识点:轴对称一线段之差(绝对值)最大4. 如图,在菱形ABCD中,AB=4, / ABC=60°,点P, Q, K分别为线段BC, CD, BD上的任意一点, 的最小值为()则PK+QK此时\PA-PB\=\PA-PB t\ = AB t.过点密作方E丄M于点忌如图,B*A.2C.4八;答案:D解题思路:作戸关于a的对称点E由菱形的性质可和点£在线段曲上谨接賦如图.则EK^PK,:.PK.-OK^EK^OK,V EK-^QK^EQ,当E K. 0三点共线时等号成立,.■-时QK的最小值対线段EQ的长.杲RC上的任意一点.二£是一炉上的任意一点,丁仑是仞上的任意一点,・'•当EQ1AB时,EQ的丧最小,此时EQ" 屁\PK-QK的最小值为20・试题难度:三颗星知识点:轴对称一最短路线问题5. 在平面直角坐标系中,矩形OACB的顶点0在坐标原点,顶点A, B分别在x轴、y轴的正半轴上,0A=3, 0B=4, D为边OB的中点.若E, F为边0A上的两个动点,且EF=2,则当四边形CDEF的周长最小时,点F的坐标为()C.「」D.「答案:B解题思路:1 •思路分析F( f) 特征:定点:C, DC畋巒coa曲用动点(銭段苣“瓦联EF二1)目标:和量小操作;平移,对称到异侧2.解题过程通过题意可知,EF和CD的长固定,要使四边形CD盯的周长最小,只需DE+b最小.如同CF向左平移两个单位到C爲得CF=C f E f此时就转化为求DE+UE的最小值.r rD'作点D 关于x 轴的对称点D 、连接CD,与x 轴的交电即为DE+CE 最小时对应的点E根据题意可得.CQ, 4), -2),・'•直线的解析式为;尸召兀-2,二点E 的塑标为(斗0],二点F 的坐标为(孑g试题难度:三颗星知识点:轴对称一线段之和最小6. 如图,/ AOB=30, / AOB 内有一定点 P ,且OP=10.若Q 为OA 上一点,R 为OB 上一点,贝U △ PQR 周长的最小值为()答案:A解题思路:尸是定点* a R 是在定直线上运动的动点+如團,分别作点尸关于射线OE 的对称点和马 连接片P 2R ,贝 \\PQ^QR^PR = I\Q+QR+RP l ,A.10C.20B.15 D.30要求△ PQJ?周长的最小値,即求殖十"十咫的最小值’:尸是定点,二P v 為也是定点,二当点0 R 分别杲耳F ;与O&的交点时.耳0+涉+咫连接邛,OR f由对称可知O ^ =OP =O 耳"90="购,Z PI OR=Z POR . .".Z Pl 0^2/J 05=60°,■•■△RO 比是等边三角形,.■-乌£二0乌二OP=10.即△P0?周长的最小值为10.试题难度:三颗星知识点:轴对称一线段之和最小 若C 为AM 上任意一点,B 为OD 上任意一点,贝y AB+BC+CD 勺最小值是()A.10B.11C.12D.137.如图,已知/ MON=20 , A 为OM 上一点,0A=4念,D 为ON 上一点,答案:C解题思路:H和D是定点,£和C是在定直线上运动的动点.如圃作点d关于CW的对称点小点D关于CW的对称点D:连接丿8 CD f,D'则AB *蛊C + C0 =虫爭十BC+ CDX• A, D为定点,'D为定点,/■ *嗥+胆+CD ■的最丿卜值为线段川D的长.如图,连接血1 0D\J QD'=OD=换、OWO4二必,ZDVA^ZW^ZJ ON=^f.'.ZDG可得△ DQA是直角三角形,且ZZ>^r CMOS/. ^D f= ^5of =12,即AS-BC+CD的最小值为12.试题难度:三颗星知识点:轴对称一一最值问题。
轴对称中几何动点值问题总结
轴对称中几何动点值问题总结————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:轴对称中几何动点最值问题总结轴对称的作用是“搬点移线”,可以把图形中比较分散、缺乏联系的元素集中到“新的图形”中,为应用某些基本定理提供方便。
比如我们可以利用轴对称性质求几何图形中一些线段和的最大值或最小值问题。
利用轴对称的性质解决几何图形中的最值问题借助的主要基本定理有三个:(1)两点之间线段最短;(2)三角形两边之和大于第三边;(3)垂线段最短。
初中阶段利用轴对称性质求最值的题目可以归结为:两点一线,两点两线,一点两线三类线段和的最值问题。
下面对三类线段和的最值问题进行分析、讨论。
(1)两点一线的最值问题:(两个定点+ 一个动点)问题特征:已知两个定点位于一条直线的同一侧,在直线上求一动点的位置,使动点与定点线段和最短。
核心思路:这类最值问题所求的线段和中只有一个动点,解决这类题目的方法是找出任一定点关于直线的对称点,连结这个对称点与另一定点,交直线于一点,交点即为动点满足最值的位置。
方法:1.定点过动点所在直线做对称。
2.连结对称点与另一个定点,则直线段长度就是我们所求。
变异类型:实际考题中,经常利用本身就具有对称性质的图形,比如等腰三角形,等边三角形、正方形、圆、二次函数、直角梯形等图形,即其中一个定点的对称点就在这个图形上。
1.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PA+PB最小。
(2)一点两线的最值问题:(两个动点+一个定点)问题特征:已知一个定点位于平面内两相交直线之间,分别在两直线上确定两个动点使线段和最短。
核心思路:这类问题实际上是两点两线段最值问题的变式,通过做这一定点关于两条线的对称点,实现“搬点移线”,把线段“移”到同一直线上来解决。
变异类型:1.如图,点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B。
九年级数学中考专题复习课件:利用轴对称解决线段最值问题
周长
解题思路:分别作P点关于OM和ON的对称点P1和P2,连接P1P2分别交OM,ON于A,B两点,此时△ABP的周长最小
如图,点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B,使△ABP的周长最小
例题2
如图,点P是∠AOB内一点,∠AOB=45o,OP= 10,M是OA上的一个动点,N是OB上的一个动 点,△PMN的周长最小时,求此时的周长
,所以P1P2=10
P1P2即为△PMN的最小周长
解决最值 两点两线 以抛物线为背景,三角形周长最小,看似三条线段和最小,实质仍是两条线段和最小问题,即PA+PC的最小值,模型一。
解题思路:分别作P点关于OM和ON的对称点P1和P2,连接P1P2分别交OM,ON于A,B两点,此时△ABP的周长最小 如图,Rt△ABC中,∠C=90∘,∠B=30∘,BA=6,点E在AB边上,点D是BC边上一点(不与点B.
于A,B两点,此时 解题思路:本题解题的关键是找出M和N,利用模型二可以轻松找出,而后因为∠AOB=45o所以∠P1OP2=90o,P1O=P2O=OP=10
△ABP的周长最小 ,所以P1P2=10
P1P2即为△PMN的最小周长
如图,点P是∠AOB内一点,∠AOB=45o,OP=10,M是OA上的一个动点,N是OB上的一个动点,△PMN的周长最小时,求此时的
A'
Q'
P'
E'
3.两点同侧
如图,点A、B在直线l的同侧,在直线l上找 一点P,使 PA PB的值最大。
B P
A l
AB PA PB '
4.两点异侧
如图,点A、B在直线l的异侧,在直线l上找 一点P,使 PA PB 的值最大。
八年级数学利用轴对称解几何动点最值问题分类总结(将军饮马)
利用轴对称解几何动点最值问题分类总结(将军饮马)轴对称的作用是“搬点移线”,可以把图形中比较分散、缺乏联系的元素集中到“新的图形”中,为应用某些基本定理提供方便。
比如我们可以利用轴对称性质求几何图形中一些线段和的最大值或最小值问题。
利用轴对称的性质解决几何图形中的最值问题借助的主要基本定理有三个:(1)两点之间线段最短;(2)三角形两边之和大于第三边;(3)垂线段最短。
初中阶段利用轴对称性质求最值的题目可以归结为:两点一线,两点两线,一点两线三类线段和的最值问题。
下面对三类线段和的最值问题进行分析、讨论。
(1)两点一线的最值问题:(两个定点+ 一个动点)问题特征:已知两个定点位于一条直线的同一侧,在直线上求一动点的位置,使动点与定点线段和最短。
核心思路:这类最值问题所求的线段和中只有一个动点,解决这类题目的方法是找出任一定点关于直线的对称点,连结这个对称点与另一定点,交直线于一点,交点即为动点满足最值的位置。
方法:1.定点过动点所在直线做对称。
2.连结对称点与另一个定点,则直线段长度就是我们所求。
变异类型:实际考题中,经常利用本身就具有对称性质的图形,比如等腰三角形,等边三角形、正方形、圆、二次函数、直角梯形等图形,即其中一个定点的对称点就在这个图形上。
1.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PA+PB最小。
(2)一点两线的最值问题:(两个动点+一个定点)问题特征:已知一个定点位于平面内两相交直线之间,分别在两直线上确定两个动点使线段和最短。
核心思路:这类问题实际上是两点两线段最值问题的变式,通过做这一定点关于两条线的对称点,实现“搬点移线”,把线段“移”到同一直线上来解决。
变异类型:1.如图,点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B。
使△PAB的周长最小。
2.如图,点A是∠MON外的一点,在射线OM上作点P,使PA与点P到射线ON的距离之和最小。
(3)两点两线的最值问题:(两个动点+两个定点)问题特征:两动点,其中一个随另一个动(一个主动,一个从动),并且两动点间的距离保持不变。
运用轴对称进行化归,解决几何最值问题
图 9
的一个动 点, 点 Ⅳ是 O B_ -  ̄的 一 个 动 点 , D
M
B
则
P Ⅳ的 最 小值 为— — .
【 解析 】 点 是定点 , 点P 、 Ⅳ 是 动点.如 A BC D内 , 在 对 角 线AC上 有 一 点 P, 4  ̄P D+ 图l O, 作 点 关 于 P E的和 最 小 , 则这 个 最 小值 为— — . 直线O C的 对 称 点 点 也 是 定 点 ,
【 解析】 这题是 上一题 的变形 , 基 本 条
拓展 : 如 图9 , 厶4 C D是 AAB C的外 角 , 件不变 , 所 以基 本 思路 也 不 变 , 只 不 过 图形
/ _ _ A BC 、 LA C D的平 分 线 相 交 于点 0, Ⅳ 过 重叠在一起 , 有点难于辨认 , 但 你 只要 抓住
火 之 后 从 山 脚 下 的4点 出发 ,走 到
河 流f
A B H
C
河 边 饮 马 后 再 到B
图 3
图 1
图2
点 宿 营 .请 问 怎 样 走 才 能 使 总 路 程 最 短 ?
在 直 线 外 一 点 与直 线 上 各 点 连 接 的所
● ● ■ ● ●
以A 为 一 边 作 等 边 △A B E,点E在 正 方 形
,
此 时P M+ P N= P M +
P N, 问题化归为“ 模 2 .过 M 佟 M N L
、
两 个 数 学 基 本 事 实
两 点 之 间 的所 有 连 线 中 , 线段最短 .
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利用轴对称性质求几何
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轴对称中几何动点最值问题总结
轴对称的作用是“搬点移线”,可以把图形中比较分散、缺乏联系的元素集中到“新的图形”中,为应用某些基本定理提供方便。
比如我们可以利用轴对称性质求几何图形中一些线段和的最大值或最小值问题。
利用轴对称的性质解决几何图形中的最值问题借助的主要基本定理有三个:
(1)两点之间线段最短;
(2)三角形两边之和大于第三边;
(3)垂线段最短。
初中阶段利用轴对称性质求最值的题目可以归结为:两点一线,两点两线,一点两线三类线段和的最值问题。
下面对三类线段和的最值问题进行分析、讨论。
(1)两点一线的最值问题: (两个定点 + 一个动点)
问题特征:已知两个定点位于一条直线的同一侧,在直线上求一动点的位置,使动点与定点线段和最短。
核心思路:这类最值问题所求的线段和中只有一个动点,解决这类题目的方法是找出任一定点关于直线的对称点,连结这个对称点与另一定点,交直线于一点,交点即为动点满足最值的位置。
变异类型:实际考题中,经常利用本身就具有对称性质的图形,比如等腰三角形,等边三角形、正方形、圆、二次函数、直角梯形等图形,即其中一个定点的对称点就在这个图形上。
1. 如图,等边△ABC的边长为6,AD是BC边上的中线,M是AD上的动点,E是AC边上一点,若AE=2,EM+CM的最小值为( )
A.4 B.8 C. D.
2.如图,等边△ABC的边长为4,AD是BC边上的中线,F是AD边上的动点,E是AC边上一点,若AE=2,当EF+CF取得最小值时,则∠ECF的度数为()
A.15° B.22.5° C.30° D. 45°
3.如图,Rt△ABC中,AC=BC=4,点D,E分别是AB,AC的中点,在CD上找一点P,使PA+PE最小,则这个最小值是 _____________.
4.(2006?河南)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_____________.
5.如图,在正方形ABCD中,E是AB上一点,BE=2,AE=3BE,P是AC上一动点,则PB+PE的最小值是( )
A. B. C. D. 10
6..(2009?抚顺)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.2√3 B. 2√6 C. 3 D. √6
(2)一点两线的最值问题: (两个动点+一个定点)
问题特征:已知一个定点位于平面内两相交直线之间,分别在两直线上确定两个动点使线段和最短。
核心思路:这类问题实际上是两点两线段最值问题的变式,通过做这一定点关于两条线的对称点,实现“搬点移线”,把线段“移”到同一直线上来解决。
变异类型:
例1 :如图6,接力赛场上,甲同学站在L1、L2两条交叉跑道之间的任意一点A处,要将接力棒传给站在L1跑道上的乙同学,乙同学要将接力棒传给站在L2跑道上的丙同学,丙同学跑回A处,试找出乙丙同学所站的最佳位置使比赛的路程最短。
1. 如图,已知∠AOB的大小为α,P是∠AOB内部的一个定点,且OP=2,点E、F分别是OA、OB上的动点,若△PEF周长的最小值等于2,则α=()
A.30° B.45° C.60° D.90°
2. 如图,∠AOB=30°,内有一点P且OP=,若M、N为边OA、OB上两动点,那么△PMN的周长最小为()
A.2√6 B.6 C. √6/2 D. √6
3. 如图,在△ABC中,∠C=90°,CB=CA=4,∠A的平分线交BC于点D,若点P、Q分别是AC和AD上的动点,则CQ+PQ的最小值是____________
4. 在锐角三角形ABC中,AB=4,∠BAC=60°,∠BAC的平分线BC于D,M、N分别是AD 与AB上动点,则BM+MN的最小值是 _________ .
(3)两点两线的最值问题: (两个动点+两个定点)
问题特征:两动点,其中一个随另一个动(一个主动,一个从动),并且两动点间的距离保持不变。
核心思路:用平移方法,可把两动点变成一个动点,转化为“两个定点和一个动点”类型来解。
变异类型:
例1 如图4,河岸两侧有、两个村庄,为了村民出行方便,计划在河上修一座桥,桥修在何处才能两村村民来往路程最短?
解析:设桥端两动点为、,那么点随点而动,等于河宽,且垂直于河岸。
将向上平移河宽长到,线段与河北岸线的交点即为桥端点位置。
四边形为平行四边形,,此时值最小。
那么来往、两村最短路程为:。
2.如图,在直角坐标系中有线段AB,AB=50cm,A、B到x轴的距离分别为10cm和
40cm,B点到y轴的距离为30cm,现在在x轴、y轴上分别有动点P、Q,当四边形PABQ 的周长最短时,则这个值为()
A.50 B.50√5 C. 50(√5-1) D. 50(√5-1)
3. (2010年天津市中考)在平面角坐标系中,矩形的顶点在坐标原点,顶点
、分别在轴、轴的正半轴上,,,为边的中点。
(1)若为边上的一个动点,当的周长最小时,求点的坐标;
(2)若,为边上的两个动点,且,当四边形的周长最小时,求点,的坐标。
解析:作点关于轴的对称点,则,。
(1)连接交轴于点,连接,此时的周长最小。
由
可知,那么,则。
(2)将向左平移2个单位()到点,定点、分别到动点、的距离和等于为定点、到动点的距离和,即。
从而把“两个定点和两个动点”类问题转化成“两个定点和一个动点”类型。
在上截取,连接交轴于,四边形为平行四边形,。
此时值最小,则四边形的周长最小。
由
、可求直线解析式为,当时,,即,则。
(也可以用(1)中相似的方法求坐标)
(4)两点两线的最值问题: (两个动点+两个定点)
问题特征:两动点分别在两条直线上独立运动,一动点分别到一定点和另一动点的距离和最小。
核心思路:利用轴对称变换,使一动点在另一动点的对称点与定点的线段上(两点之间线段最短),且这条线段垂直于另一动点的对称点所在直线(连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短)时,两线段和最小,最小值等于这条垂线段的长。
变异类型:演变为多边形周长、折线段等最值问题。
例5 (2009年陕西省中考)如图6,在锐角中,,,的平分线交于点,、分别是和上的动点,则的最小值为 4 。
解析:角平分线所在直线是角的对称轴,上动点关于的对称点在上,,,当时,最小。
作于,交于,
∵,
∴?
作交于,
2:如图9,在矩形ABCD中,AB=20cm,BC=10cm,在AC,AB上各取一点M,N,使BM+MN的值最小,求这个最小值。
分析:
在△ABC中,AB=20cm,BC=10cm,由勾股定理得AC==105cm,由AC×BO=AB×BC,得BO=45cm,所以BB’=85cm。
由△ABC∽△B’NB,得B’N=16cm ,即BM+MN的最小值为16cm 。
3 :如图5,∠MON=30°,边OM 、ON 分别有定点
A 、D ,OA=2,OD=5,在ON 、OM 边上确定动点
B 、C
的位置,使折线ABCD 的长度最短,这时折线ABCD
的长度为()
分析:若A 位于ON 的另一侧,D 位于OM 的另一
侧,则连接AD 与OM 、ON 边相交可得B 、C 点的位
置。
可以想办法在保持线段AB 、CD 长度不变的情况下,将点A “搬”至ON 的另一侧,将点D “搬”至OM 的另一侧,将线段AB 、CD “移”至BC 所在直线来考虑。
作A 关于ON 的对称点A ’, D 关于ON 的对称点D ’,连接A ’D ’交ON ,OM 于点B ,C ,此时折线ABCD 的长度最短,连接OA ’,OD ’,∠A ’OB=∠AOB=∠D ’OA=30°,故∠A ’OD ’=90°,OA ’=OA=2,OD ’=OD=5,故折线ABCD 的长度等于A ’D ’=29。
D'
A'O。