(完整版)最短路径问题专项练习

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最短路径专题含答案解析

最短路径专题含答案1. 某同学的茶杯是圆柱体，如图是茶杯的立体图，左边下方有一只蚂蚁，从A处爬行到对面的中点A处，如果蚂蚁爬行路线最短，请画出这条最短路线图．解：如图1，将圆柱的侧面展开成一个长方形，如图示，则A，A分别位于如图所示的位置，连接AA，即是这条最短路线图．问题：某正方形盒子，如图左边下方A处有一只蚂蚁，从A处爬行到侧棱AA上的中点A点处，如果蚂蚁爬行路线最短，请画出这条最短路线图．2. 如图，一圆柱体的底面周长为24cm，高AA为16cm，AA是上底面的直径．一只昆虫从点A 出发，沿着圆柱的侧面爬行到点A，求昆虫爬行的最短路程．3. 如图一只蚂蚁要从正方体的一个顶点A爬一个顶点A，如果正方体棱是2，求最短的路线长．4. 如图，长方体的底面边长分别为2cm和4cm，高为5cm，若一只蚂蚁从A点开始经过4个侧面爬行一圈到达A点，求蚂蚁爬行的最短路径长．5. 如图，有一半径为2cm，高为10cm的圆柱体，在棱AA1的A点上有一只蜘蛛，AA=3cm，在棱AA1的A点上有一只苍蝇，AA2=2cm．蜘蛛沿圆柱爬到A点吃苍蝇，请你算出蜘蛛爬行的最短路线长．（π取3.14；结果精确到0.01cm）6. 一只蜘蛛在一个正方体的顶点A处，一只蚊子在正方体的顶点A处，如图所示，假设蚊子不动，现在蜘蛛想尽快地捉到这只蚊子，那么它所走的最短路线是怎样的，在图上画出来，这样的最短路线有几条?7. 如图，圆柱的高为8cm，底面直径4cm，在圆柱下底面的A点有一只蚂蚁，它想吃到上底面上与A点相对的A点处的食物，它需要爬行的最短路程是多少厘米?(π≈3)8. 如图1，是一个长方体盒子，长AA=4，宽AA=2，高AA=1．（1）一只蚂蚁从盒子下底面的点A沿盒子表面爬到点A，求它所行走的最短路线的长．（2）这个长方体盒子内能容下的最长木棒的长度为多少?9. 如图，△AAA中，AA=AA，AA⊥AA于点A，AA⊥AA于点A，∠AAA=45∘，AA与AA交于点A，连接AA．（1）求证：AA=2AA；（2）若AA=√2，求AA的长．10. 如图，平行四边形AAAA中，AA=2，AA=1，∠AAA=60∘，将平行四边形AAAA沿过点A的直线A折叠，使点A落到AA边上的点Aʹ处，折痕交AA边于点A．（1）求证：四边形AAAAʹ是菱形；（2）若点A时直线A上的一个动点，请计算AAʹ+AA的最小值．11. 已知，⊙A为△AAA的外接圆，AA为直径，点A在AA上，过点A作AA⊥AA，点A在AA的延长线上，且AA=AA．（1）求证：AA与⊙A相切；（2）若AA=6，AA=8，AA=3，求线段AA的长．12. 已知抛物线A1的函数解析式为A=AA2−2A−3A，若抛物线A1经过点(0,−3)．（参考公式：在平面直角坐标系中，若A(A1,A1)，A(A2,A2)，则A，A两点间的距离为√(A2−A1)2+(A2−A1)2）（1）求抛物线A1的顶点坐标．（2）已知实数A>0，请证明A+1A ≥2，并说明A为何值时才会有A+1A=2．（3）若将抛物线先向上平移4个单位，再向左平移1个单位后得到抛物线A2，设A(A,A1)，A(A,A2)是A2上的两个不同点，且满足：∠AAA=90∘，A>0，A<0．请你用含A的表达式表示出△AAA的面积A，并求出A的最小值及A取最小值时一次函数AA的函数解析式．13. 如图，已知：四边形AAAA中，A为AA的中点，连接AA，AA，AA=AA=AA，AA∥AA．（1）求证：四边形AAAA是菱形；（2）若AA=6，AA=5，求四边形AAAA的面积．14. 如图，一个正方体木柜放在墙角处（与墙面和地面均没有缝隙），有一只蚂蚁从柜角A处沿着木柜表面爬到柜角A1处．（1）请你在正方体木柜的表面展开图中画出蚂蚁能够最快达到目的地的可能路径；（2）当正方体木柜的棱长为4时，求蚂蚁爬过的最短路径的长．15. 如图，四边形AAAA为矩形，A为AA边中点，连接AA，以AA为直径的⊙A交AA于点A，连接AA．（1）求证：AA与⊙A相切；（2）若AA=2，A为AA的中点，求AA的长．16. 已知圆锥的底面半径为A=20cm，高ℎ=20√15cm，现在有一只蚂蚁从底边上一点A出发．在侧面上爬行一周又回到A点，求蚂蚁爬行的最短距离．17. 已知，点A是Rt△AAA斜边AA上一动点（不与A，A重合），分别过A，A向直线AA作垂线，垂足分别为A，A，A为斜边AA的中点．（1）如图1，当点A与点A重合时，AA与AA的位置关系是，AA与AA的数量关系是；（2）如图2，当点A在线段AA上不与点A重合时，试判断AA与AA的数量关系，并给予证明；（3）如图3，当点A在线段AA（或AA）的延长线上时，此时（2）中的结论是否成立?请画出图形并给予证明．18. 已知四边形AAAA是平行四边形，以AA为直径的⊙A经过点A，∠AAA=45∘．（1）如图①，判断AA与⊙A的位置关系，并说明理由；（2）如图②，A是⊙A上一点，且点A在AA的下方，若⊙A的半径为3cm，AA=5cm，求点A到AA的距离．19. 图①，图②为同一长方体房间的示意图，图③为该长方体的表面展开图．（1）已知蜘蛛在顶点Aʹ处；①苍蝇在顶点A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A处时，图②中画出了蜘蛛捉住苍蝇的两条路线，往天花板AAAA爬行的最近路线AʹAA和往墙面AAʹAʹA爬行的最近路线AʹAA，试通过计算判断哪条路线更近；（2）在图③中，半径为10dm的⊙A与AʹAʹ相切，圆心A到边AAʹ的距离为15dm，蜘蛛A在线段AA上，苍蝇A在⊙A的圆周上，线段AA为蜘蛛爬行路线．若AA与⊙A 相切，试求AA的长度的范围．20. 如图所示，长方体的长为15cm，宽为10cm，高为20cm，点A与点A之间相距5cm，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点A，需要爬行的最短距离是多少?21. 如图，平行四边形AAAA中，AA=3，AA=5，∠A=60∘，A是AA的中点，A是边AA上的动点，AA的延长线与AA的延长线交于点A．（1）求证：四边形AAAA是平行四边形；（2）①当AA=时，四边形AAAA是矩形；②当AA=时，四边形AAAA是菱形．22. 葛藤是一种植物，它自己腰杆不硬，为了争夺雨露阳光，常常绕着树干盘旋而上，它还有一个绝招，就是它绕树盘升的路线，总是沿最短路线螺旋前进的．（1）如果树的周长为3m，绕一圈升高4m，则它爬行路程是多少?（2）如果树的周长为8m，绕一圈爬行10m，则爬行一圈升高多少m?如果爬行10圈到达树顶，则树干多高?23. 实践操作在矩形AAAA中，AA=8，AA=6，现将纸片折叠，点A的对应点记为点A，折痕为AA （点A，A是折痕与矩形的边的交点），再将纸片还原．（1）初步思考若点A落在矩形AAAA的边AA上（如图①）．①当点A与点A重合时，∠AAA=∘，当点A与点A重合时，∠AAA=∘；②当点A在AA上，点A在AA上时（如图②），求证：四边形AAAA为菱形，并直接写出当AA=7时菱形AAAA的边长．（2）深入探究若点A落在矩形AAAA的内部（如图③），且点A，A分别在AA，AA边上，请直接写出AA的最小值．（3）拓展延伸若点A与点A重合，点A在AA上，射线AA与射线AA交于点A（如图④）．在各种不同的折叠位置中，是否存在某一种情况，使得线段AA与线段AA的长度相等?若存在，请直接写出线段AA的长度；若不存在，请说明理由．24. 如图，已知抛物线A=−A2+AA+3与A轴相交于点A和点A（点A在点A的左侧），与A轴交于点A，且AA=AA，点A是抛物线的顶点，直线AA和AA交于点A．（1）求点A的坐标；（2）连接AA，AA，求∠AAA的余切值；（3）设点A在线段AA的延长线上，如果△AAA和△AAA相似，求点A的坐标．25. 如图，已知抛物线经过原点A，顶点为A(1,1)，且与直线A=A−2交于A，A两点．（1）求抛物线的解析式及点A的坐标；（2）求证：△AAA是直角三角形；（3）若点A为A轴上的一个动点，过点A作AA⊥A轴与抛物线交于点A，则是否存在以A，A，A为顶点的三角形与△AAA相似?若存在，请求出点A的坐标；若不存在，请说明理由．26. 阅读下面材料：小明遇到这样一个问题：如图1，点A，A分别在正方形AAAA的边AA，AA上，∠AAA= 45∘，连接AA，则AA=AA+AA，试说明理由．小明是这样思考的：要想解决这个问题，首先应想办法将这些分散的线段相对集中．他先后尝试了翻折、旋转、平移的方法，最后发现线段AA，AA是共点并且相等的，于是找到解决问题的方法．他的方法是将△AAA绕着点A逆时针旋转90∘得到△AAA，再利用全等的知识解决了这个问题（如图2）．参考小明同学思考问题的方法，解决下列问题：（1）如图3，四边形AAAA中，AA=AA，∠AAA=90∘，点A，A分别在边AA，AA上，∠AAA=45∘．若∠A，∠A都不是直角，则当∠A与∠A满足关系时，仍有AA=AA+AA；（2）如图4，在△AAA中，∠AAA=90∘，AA=AA，点A，A均在边AA上，且∠AAA= 45∘，若AA=1，AA=2，求AA的长．．在矩形AAAA中，AA=4，AA=3，27. 如图，在△AAA中，AA=11，AA=3√5，cos A=√55点A与点A重合，AA与AA重合，矩形AAAA沿着AA方向平移，且平移速度为每秒5个单位，当点A与点A重合时停止运动．（1）AA的长度是；（2）运动秒，AA与AA重合；（3）设矩形AAAA与△AAA重叠部分的面积为A，运动时间为A，求出A与A之间的函数关系式，并直接写出A的取值范围．28. 如图1，对称轴为直线A=1的抛物线经过A(2,0)、A(0,4)两点，抛物线与A轴的另一交点2为A .（1）求抛物线的解析式；（2）若点A为第一象限内抛物线上的一点，设四边形AAAA的面积为A，求A的最大值；（3）如图2，若A是线段AA上一动点，在A轴是否存在这样的点A，使△AAA为等腰三角形且△AAA为直角三角形?若存在，求出点A的坐标；若不存在，请说明理由．29. 如图，矩形AAAA中，AA=2，AA=2√3，将矩形沿对角线AA剪开，请解决以下问题：（1）将△AAA绕点A顺时针旋转90∘得到△AʹAAʹ，请在备用图中画出旋转后的△AʹAAʹ，连接AAʹ，并求线段AAʹ的长度；（2）在（1）的情况下，将△AʹAAʹ沿AA向左平移的长度为A(0<A<2√3)，设平移后的图形与△AAA重叠部分的面积为A，求A与A的函数关系式，并直接写出A的取值范围．30. 如图甲，在△AAA中，∠AAA=90∘，AA=4cm，AA=3cm．如果点A由点A出发沿AA方向向点A匀速运动，同时点A由点A出发沿AA方向向点A匀速运动，它们的速度均为1cm/s．连接AA，设运动时间为A(s)(0<A<4)，解答下列问题：（1）设△AAA的面积为A，当A为何值时，A取得最大值?A的最大值是多少?（2）如图乙，连接AA，将△AAA沿AA翻折，得到四边形AAAʹA，当四边形AAAʹA为菱形时，求A的值；（3）当A为何值时，△AAA是等腰三角形?31. 如图，抛物线与A轴交于A(A1,0)，A(A2,0)两点，且A1>A2，与A轴交于点A(0,4)，其中A1，A2是方程A2−2A−8=0的两个根．（1）求这条抛物线的解析式；（2）点A是线段AA上的动点，过点A作AA∥AA，交AA于点A，连接AA，当△AAA的面积最大时，求点A的坐标；（3）探究：若点A是抛物线对称轴上的点，是否存在这样的点A，使△AAA成为等腰三角形?若存在，请直接写出所有符合条件的点A的坐标；若不存在，请说明理由．与A轴相交于点A，点A与点A关于32. 如图，在平面直角坐标系AAA中，抛物线A=A2+14点A对称．（1）填空：点A的坐标是；（2）过点A的直线A=AA+A（其中A<0与A轴相交于点A，过点A作直线A平行于A 轴，A是直线A上一点，且AA=AA，求线段AA的长（用含A的式子表示），并判断点A是否在抛物线上，说明理由；（3）在（2）的条件下，若点A关于直线AA的对称点Aʹ恰好落在该抛物线的对称轴上，求此时点A的坐标．33. 已知：如图①，在Rt△AAA中，∠A=90∘，AA=4cm，AA=3cm，点A由A出发沿AA方向向点A匀速运动，速度为1cm/s；点A由A出发沿AA方向向点A匀速运动，速度为2cm/s；连接AA．若设运动的时间为A(s)（0<A<2），解答下列问题：（1）当A为何值时，AA∥AA ?（2）设△AAA的面积为A(cm2)，求A与A之间的函数关系式；（3）是否存在某一时刻，使线段AA恰好把Rt△AAA的周长和面积同时平分?若存在，求出此时的值；若不存在，说明理由；（4）如图②，连接AA，并把△AAA沿AA翻折，得到四边形AAAʹA，那么是否存在某一时刻，使四边形AAAʹA为菱形?若存在，求出此时菱形的边长；若不存在，说明理由．34. 如图，四边形AAAA，AAAA均为正方形，（1）如图1，连接AA，AA，试判断AA和AA的数量关系和位置关系并证明；（2）将正方形AAAA绕点A顺时针旋转A角(0∘<A<180∘)，如图2，连接AA，AA相交于点A，连接AA，当角A发生变化时，∠AAA的度数是否发生变化?若不变化，求出∠AAA的度数；若发生变化，请说明理由．（3）在（2）的条件下，过点A作AA⊥AA交AA的延长线于点A，请直接写出线段AA与AA的数量关系：．35. 如图，在平面直角坐标系中，矩形AAAA的顶点A，A分别在A轴和A轴的正半轴上，顶点A的坐标为(2A,A)，翻折矩形AAAA，使点A与点A重合，得到折痕AA．设点A的对应点为A，折痕AA所在直线与A轴相交于点A，经过点A，A，A的抛物线为A=AA2+AA+A．（1）求点A的坐标（用含A的式子表示）；（2）若点A的坐标为(0,−3)，求该抛物线的解析式．（3）在（2）的条件下，设线段AA的中点为A，在线段AA上方的抛物线上是否存在点A，AA ?若存在，直接写出A的坐标，若不存在，说明理由．使AA=1236. 如图，在△AAA中，点A，A，A分别在AA，AA，AA上，且∠AAA+∠AAA=180∘，∠AAA=∠AAA．（1）如图1，当AA=AA时，图1 中是否存在与AA相等的线段?若存在，请找出并加以证明．若不存在说明理由．（2）如图2，当AA=AAA（其中0<A<1）时，若∠A=90∘，AA=A，求AA的长（用含A，A的式子表示）．37. 如图，顶点为A(−1,1)的抛物线经过点A(−5,−3)，且与A轴交于A，A两点（点A在点A的右侧）．（1）求抛物线的解析式；，求出点A的坐标；（2）若抛物线上存在点A，使得A△AAA=32（3）点A在抛物线上，点A在A轴上，且∠AAA=∠AAA，是否存在点A，使得△AAA与△AAA相似?若存在，直接写出点A的坐标；若不存在，说明理由．38. 阅读下面材料：小明遇到这样一个问题：如图1，△AAA中，AA=AA，点A在AA边上，∠AAA=∠AAA，AA⊥AA，垂足为A，求证：AA=2AA．小明经探究发现，过点A作AA⊥AA，垂足为A，得到∠AAA=∠AAA，从而可证△AAA≌△AAA（如图 2），使问题得到解决．（1）根据阅读材料回答：△AAA与△AAA全等的条件是（填"SSS"、 "SAS" 、"ASA" 、 "AAS“或”HL"中的一个）参考小明思考问题的方法，解答下列问题：（2）如图3，△AAA中，AA=AA，∠AAA=90∘，A为AA的中点，A为AA的中点，点A 在AA的延长线上，且∠AAA=∠AAA，若AA=2，求AA的长；（3）如图4，△AAA中，AA=AA，∠AAA=120∘，点A，A分别在AA，AA边上，且AA=AAA（其中0<A<√33），∠AAA=∠AAA，求AAAA的值（用含A的式子表示）．39. 如图，已知二次函数A=−A2+AA+A（A，A为常数）的图象经过点A(3,1)，点A(0,4)，顶点为点A，过点A作AA∥A轴，交A轴于点A，交该二次函数图象于点A，连接AA．（1）求该二次函数的解析式及点A的坐标；（2）若将该二次函数图象向下平移A(A>0)个单位，使平移后得到的二次函数图象的顶点落在△AAA的内部（不包括△AAA的边界），求A的取值范围；（3）点A是直线AA上的动点，若点A，点A，点A所构成的三角形与△AAA相似，请直接写出所有点A的坐标（直接写出结果，不必写解答过程）．40. 在平面直角坐标系中，A为原点，四边形AAAA是矩形，点A，A的坐标分别为(3,0)，A+A交边(0,1)．点A是边AA上的动点（与端点A，A不重合），过点A作直线A=−12 AA于点A．（1）如图（1），求点A和点A的坐标（用含A的式子表示）；（2）如图（2），若矩形AAAA关于直线AA的对称图形为矩形A1A1A1A1，试探究矩形A1A1A1A1与矩形AAAA的重叠部分的面积是否发生变化?若不变，求出重叠部分的面积；若改变，请说明理由；（3）矩形AAAA绕着它的对称中心旋转，如果重叠部分的形状是菱形，请直接写出这个菱形的面积的最小值和最大值．41. 如图1，在菱形AAAA中，对角线AA与AA相交于点A，AA=13，AA=24，在菱形AAAA的外部以AA为边作等边三角形AAA．点A是对角线AA上一动点（点A不与点A重合），将线段AA绕点A顺时针方向旋转60∘得到线段AA，连接AA．（1）求AA的长；（2）如图2，当点A在线段AA上，且点A，A，A三点在同一条直线上时，求证：AA=√3AA；（3）连接AA，若△AAA的面积为40，请直接写出△AAA的周长．（温馨提示：考生可以根据题意，在备用图中补充图形，以便作答．）42. 如图，矩形纸片AAAA中，AA=6，AA=8．折叠纸片使点A落在AA上，落点为Aʹ．点Aʹ从点A开始沿AA移动，折痕所在直线A的位置也随之改变，当直线A经过点A时，点Aʹ停止移动，连接AAʹ．设直线A与AA相交于点A，与AA所在直线相交于点A，点Aʹ的移动距离为A，点A与点A的距离为A．（1）求证：∠AAA=∠AAʹA；（2）求A与A的函数关系式，并直接写出A的取值范围．43. 如图1，△AAA中，∠A=90∘，线段AA在射线AA上，且AA=AA，线段AA沿射线AA运动，开始时，点A与点A重合，点A到达点A时运动停止，过点A作AA=AA，与射线AA相交于点A，过点A作AA的垂线，与射线AA相交于点A．设AA=A，四边形AAAA 与△AAA重叠部分的面积为A，A关于A的函数图象如图2 所示（其中0<A≤A，1<A≤A，A<A≤3时，函数的解析式不同）（1）填空：AA的长是；（2）求A关于A的函数关系式，并写出A的取值范围．A2+AA−2与A轴交于A，A两点，与A轴交于A点，且A(−1,0)．44. 如图，抛物线A=12（1）求抛物线的解析式及顶点A的坐标；（2）判断△AAA的形状，证明你的结论；（3）点A(A,0)是A轴上的一个动点，当AA+AA的值最小时，求A的值．45. 定义：我们把三角形被一边中线分成的两个三角形叫做"友好三角形"．性质：如果两个三角形是"友好三角形"，那么这两个三角形的面积相等．理解：如图1，在△AAA中，AA是AA边上的中线，那么△AAA和△AAA是“友好三角形”，并且A△AAA=A△AAA．（1）应用：如图2，在矩形AAAA中，AA=4，AA=6，点A在AA上，点A在AA上，AA=AA，AA与AA交于点A．（i）求证：△AAA和△AAA是“友好三角形”；（ii）连接AA，若△AAA和△AAA是“友好三角形”，求四边形AAAA的面积．（2）探究：在△AAA中，∠A=30∘，AA=4，点A在线段AA上，连接AA，△AAA和△AAA是“友好三角形”，将△AAA沿AA所在直线翻折，得到△AʹAA，若△AʹAA与△AAA重合部分的面积等于△AAA面积的1，请直接写出△AAA的面积．446. 如图，在平面直角坐标系中，四边形AAAA的顶点A是坐标原点，点A在第一象限，点A在第四象限，点A的坐标为(60,0)，AA=AA，∠AAA=90∘，AA=50．点A是线段AA上的一个动点（点A不与点A、A重合），过点A与A轴平行的直线A交边AA或边AA于点A，交边AA或边AA于点A，设点A横坐标为A，线段AA的长度为A．已知A=40时，直线A恰好经过点A．（1）求点A和点A的坐标；（2）当0<A<30时，求A关于A的函数关系式；（3）当A=35时，请直接写出A的值；（4）直线A上有一点A，当∠AAA+∠AAA=90∘，且△AAA的周长为60时，请直接写出满足条件的点A的坐标．47. 如图，已知抛物线A=AA2+AA+A与A轴的一个交点为A(3,0)，与A轴的交点为A(0,3)，其顶点为A，对称轴为A=1．（1）求抛物线的解析式；（2）已知点A为A轴上的一个动点，当△AAA为等腰三角形时，求点A的坐标；（3）将△AAA沿A轴向右平移A个单位长度(0<A<3)得到另一个三角形，将所得的三角形与△AAA重叠部分的面积记为A，用A的代数式表示A．48. 在四边形AAAA中，对角线AA，AA相交于点A，将△AAA绕点A按逆时针方向旋转得到△A1AA1，旋转角为A(0∘<A<90∘)，连接AA1，AA1，AA1与AA1交于点A．（1）如图1，若四边形AAAA是正方形．①求证：△AAA1≌△AAA1．②请直接写出AA1与AA1的位置关系．（2）如图2，若四边形AAAA是菱形，AA=5，AA=7，设AA1=AAA1．判断AA1与AA1的位置关系，说明理由，并求出A的值．（3）如图3，若四边形AAAA是平行四边形，AA=5，AA=10，连接AA1，设AA1= AAA1．请直接写出A的值和AA12+(AAA1)2的值．49. 如图，四边形AAAA为一个矩形纸片．AA=3，AA=2，动点A自A点出发沿AA方向运动至A点后停止．△AAA以直线AA为轴翻折，点A落到点A1的位置．设AA=A，△AA1A 与原纸片重叠部分的面积为A．（1）当A为何值时，直线AA1过点A?（2）当A为何值时，直线AA1过AA的中点A?（3）求出A与A的函数表达式．50. 如图，以点A(−1,0)为圆心的圆，交A轴于A，A两点（A在A的左侧），交A轴于A，A两点（A在A的下方），AA=2√3，将△AAA绕点A旋转180∘，得到△AAA．（1）求A，A两点的坐标；（2）请在图中画出线段AA，AA，并判断四边形AAAA的形状（不必证明），求出点A的坐标；（3）动直线A从与AA重合的位置开始绕点A顺时针旋转，到与AA重合时停止，设直线A 与AA交点为A，点A为AA的中点，过点A作AA⊥AA于A，连接AA，AA．请问在旋转过程中∠AAA的大小是否变化?若不变，求出∠AAA的度数；若变化，请说明理由．51. 定义：当点A在射线AA上时，把AAAA的值叫做点A在射线AA上的射影值；当点A不在射线AA上时，把射线AA上与点A最近点的射影值，叫做点A在射线AA上的射影值．例如：如图1，△AAA三个顶点均在格点上，AA是AA边上的高，则点A和点A在射线AA上的射影值均为AAAA =13．（1）在△AAA中，①点A在射线AA上的射影值小于1时，则△AAA是锐角三角形；②点A在射线AA上的射影值等于1时，则△AAA是直角三角形；③点A在射线AA上的射影值大于1时，则△AAA是钝角三角形；其中真命题有．A．①②B．②③C．①③D．①②③（2）已知：点A是射线AA上一点，AA=AA=1，以A为圆心，AA长为半径画圆，点A 是⊙A上任意一点．①如图2，若点A在射线AA上的射影值为12，求证：直线AA是⊙A的切线．②如图3，已知A为线段AA的中点，设点A在射线AA上的射影值为A，点A在射线AA上的射影值为A，直接写出A与A之间的函数关系式．A2交于A，A两点，其中点A的横坐标是52. 如图，已知一条直线过点(0,4)，且与抛物线A=14−2．（1）求这条直线的函数关系式及点A的坐标；（2）在A轴上是否存在点A，使得△AAA是直角三角形?若存在，求出点A的坐标；若不存在，请说明理由；（3）过线段AA上一点A，作AA∥A轴，交抛物线于点A，点A在第一象限，点A(0,1)，当点A的横坐标为何值时，AA+3AA的长度最大?最大值是多少?53. 已知：如图，AA是半圆A的直径，弦AA∥AA，动点A，A分别在线段AA，AA上，且AA=AA，AA的延长线与射线AA相交于点A、与弦AA相交于点A（点A与点A，A不重合），AA=20，cos∠AAA=4．设AA=A，△AAA的面积为A．5（1）求证：AA=AA；（2）求A关于A的函数关系式，并写出它的自变量A的取值范围；（3）当△AAA是直角三角形时，求线段AA的长．A2+AA+A与A轴分别相交于点A(−2,0)，A(4,0)，与A轴交于点A，54. 如图，抛物线A=−12顶点为点A．（1）求抛物线的解析式；（2）动点A，A从点A同时出发，都以每秒1个单位长度的速度分别在线段AA，AA上向点A，A方向运动，过点A作A轴的垂线交AA于点A，交抛物线于点A．（i）当四边形AAAA为矩形时，求点A的坐标；（ii）是否存在这样的点A，使△AAA为直角三角形?若存在，求出点A的坐标；若不存在，请说明理由．55. 如图，在Rt△AAA中，∠AAA=90∘，AA=5cm，∠AAA=60∘，动点A从点A出发，在AA边上以每秒2cm的速度向点A匀速运动，同时动点A从点A出发，在AA边上以每秒√3cm的速度向点A匀速运动，设运动时间为A秒（0≤A≤5），连接AA．（1）若AA=AA，求A的值；（2）若△AAA与△AAA相似，求A的值；（3）当A为何值时，四边形AAAA的面积最小?并求出最小值．56. 爱好思考的小茜在探究两条直线的位置关系查阅资料时，发现了“中垂三角形”，即两条中线互相垂直的三角形称为“中垂三角形”．如图1，图2，图3中，AA，AA是△AAA的中线，AA⊥AA于点A，像△AAA这样的三角形均为“中垂三角形”．设AA=A，AA=A，AA=A．（1）【特例探究】如图1，当tan∠AAA=1，A=4√2时，A=，A=；如图2，当∠AAA=30∘，A=2时，A=，A=；（2）【归纳证明】请你观察（1）中的计算结果，猜想A2、A2、A2三者之间的关系，用等式表示出来，并利用图3证明你的结论．（3）【拓展证明】如图4，平行四边形AAAA中，A、A分别是AA、AA的三等分点，且AA=3AA，AA=3AA，连接AA、AA、AA，且AA⊥AA于A，AA与AA相交点A，AA=3√5，AA=3，求AA的长．57. 在某次海上军事学习期间，我军为确保△AAA海域内的安全，特派遣三艘军舰分别在A，A，A处监控△AAA海域，在雷达显示图上，军舰A在军舰A的正东方向80海里处，军舰A在军舰A的正北方向60海里处，三艘军舰上装载有相同的探测雷达，雷达的有效探测范围是半径为A的圆形区域．（只考虑在海平面上的探测）（1）若三艘军舰要对△AAA海域进行无盲点监控，则雷达的有效探测半径A至少为多少海里?（2）现有一艘敌舰A从东部接近△AAA海域，在某一时刻军舰A测得A位于北偏东60∘方向上，同时军舰A测得A位于南偏东30∘方向上，求此时敌舰A离△AAA海域的最短距离为多少海里?（3）若敌舰A沿最短距离的路线以20√2海里/小时的速度靠近△AAA海域，我军军舰A沿北偏东15∘的方向行进拦截，问A军舰速度至少为多少才能在此方向上拦截到敌舰A? 58. 如图，在坐标系AAA中，已知A(−5,4)，A(−3,0)，过A点分别作AA，AA垂直于A轴、A轴，垂足分别为A，A两点．动点A从A点出发，沿A轴以每秒1个单位长度的速度向右运动，运动时间为A秒．（1）当A为何值时，AA∥AA；（2）当A为何值时，AA⊥AA；（3）以点A为圆心，AA的长为半径的⊙A随点A的运动而变化，当⊙A与△AAA的边（或边所在的直线）相切时，求A的值．A2+AA+A与A轴交于A、A两点，与A轴交于点A，抛物线的对59. 如图，抛物线A=−12称轴交A轴于点A，已知A(−1,0)，A(0,2)．（1）求抛物线的表达式；（2）在抛物线的对称轴上是否存在点A，使△AAA是以AA为腰的等腰三角形?如果存在，直接写出A点的坐标；如果不存在，请说明理由；（3）点A是线段AA上的一个动点，过点A作A轴的垂线与抛物线相交于点A，当点A运动到什么位置时，四边形AAAA的面积最大?求出四边形AAAA的最大面积及此时A点的坐标．60. 如图1，在Rt△AAA中，∠AAA=90∘，AA=10，AA=6，扇形纸片AAA的顶点A与边AA的中点重合，AA交AA于点A，AA经过点A，且∠AAA=∠A．（1）证明△AAA是等腰三角形，并求出AA的长；（2）将扇形纸片AAA绕点A逆时针旋转，AA，AA与边AA分别交于点A，A（如图2），当AA的长是多少时，△AAA与△AAA相似?61. 如图，在每个小正方形的边长为1的网格中，A，A为小正方形边的中点，A，A为格点，A为AA，AA的延长线的交点．（1）AA的长等于；（2）若点A在线段AA上，点A在线段AA上，且满足AA=AA=AA，请在如图所示的网格中，用无刻度的直尺，画出线段AA，并简要说明点A，A的位置是如何找到的（不要求证明）．62. 如图，二次函数A=AA2+AA+2的图象与A轴相交于点A(−1,0)，A(4,0)，与A轴相交于点A．（1）求该函数的表达式；（2）点A为该函数在第一象限内的图象上一点，过点A作AA⊥AA，垂足为点A，连接AA．①求线段AA的最大值；②若以点A，A，A为顶点的三角形与△AAA相似，求点A的坐标．63. 如图，在平面直角坐标系中，直线A=−2A+10与A轴，A轴相交于A，A两点．点A的坐标是(8,4)，连接AA，AA．（1）求过A，A，A三点的抛物线的解析式，并判断△AAA的形状；（2）动点A从点A出发，沿AA以每秒2个单位长度的速度向点A运动；同时，动点A从点A出发，沿AA以每秒1个单位长度的速度向点A运动．规定其中一个动点到达端点时，另一个动点也随之停止运动．设运动时间为A秒，当A为何值时，AA=AA?（3）在抛物线的对称轴上，是否存在点A，使以A，A，A为顶点的三角形是等腰三角形?若存在，求出点A的坐标；若不存在，请说明理由．64. 将矩形纸片AAAA放在平面直角坐标系中，A为坐标原点，点A在A轴上，点A在A轴上，点A的坐标是(8,6)，点A是边AA上的一个动点，将△AAA沿AA折叠，使点A落在点A 处．（1）如图①，当点A恰好落在AA上时，求点A的坐标．（2）如图②，当点A是AA中点时，直线AA交AA于A点．（a）求证：AA=AA；（b）求点A的坐标．。

13.4轴对称最短路径问题专题练习人教版2024—2025学年八年级上册

13.4轴对称最短路径问题专题练习人教版2024—2025学年八年级上册题型一、两定点一动点作图问题1.如图，A、B是两个居民小区，快递公司准备在公路l上选取点P处建一个服务中心，使P A+PB最短．下面四种选址方案符合要求的是（）A．B．C．D．2.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（）A．B．C．D．3.如图，直线l是一条公路，A、B是两个村庄．欲在l上的某点处修建一个车站，直接向A、B两地提供乘车服务．现有如下四种建设方案，图中实线表示铺设的行走道路，则铺设道路最短的方案是（）A．B．C．D．4.为了促进A，B两小区居民的阅读交流，区政府准备在街道l上设立一个读书亭C，使其分别到A，B两小区的距离之和最小，则下列作法正确的是（）A．B．C．D．5.如图，在正方形网格中有M，N两点，在直线l上求一点P使PM+PN最短，则点P应选在（）A．A点B．B点C．C点D．D点题型二、两定点一动点求线段和最小值1.如图，在△ABC中，∠ABC＝60°，AD⊥BC于D点，AB＝12，．若点E、F分别是线段AD、线段AB上的动点，则BE+EF的最小值是（）A．6B．12C．D．2.如图，在△ABC中，AB＝AC，BC＝4，面积是14，AC的垂直平分线EF分别交AC，AB边于E、F点．若点D为BC边的中点，点M为线段EF上一动点，则CM+DM的最小值为（）A．21B．7C．6D．3.53.如图，在△ABC中，∠A＝90°，AB＝6，AC＝8，BC＝10，CD平分∠BCA交AB于点D，点P，Q分别是CD，AC上的动点，连接AP，PQ，则AP+PQ的最小值是（）A．6B．5C．4.8D．44.如图，在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝6，BC＝8，AB＝10，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（）A．2.4B．4C．5D．4.85.如图，点N在等边△ABC的边BC上，CN＝6，射线BD⊥BC，垂足为点B，点P是射线BD上一动点，点M是线段AC上一动点，当MP+NP的值最小时，CM＝7，则AC的长为（）A．8B．9C．10D．126.如图，已知等边△ABC的边长为4，点D，E分别在边AB，AC上，AE＝2BD．以DE为边向右作等边△DEF，则AF+BF的最小值为（）A．4B．4C．4D．47.数形结合是重要的数学思想，借助图形，求解的最小值为．8.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，已知线段AB＝4，DE＝2，BD＝8，设CD＝x．（1）用含x的代数式表示AC+CE的长；（2）请问点C满足什么条件时，AC+CE最小？最小为多少？（3）根据（2）中的规律和结论，请构图求代数式的最小值．9.如图，A，B两个小镇在河流CD的同侧，到河的距离分别为AC＝6千米，BD＝14千米，且CD＝15千米，现要在河边建一自来水厂，同时向A，B两镇供水，铺设水管的费用为每千米3万元，请你在河流CD上选择水厂的位置M，使铺设水管的费用最省，并求出总费用是多少？题型三、两定点一动点求周长最小值1.如图，在△ABC中，直线m是线段BC的垂直平分线，点P是直线m上的一个动点．若AB＝7，AC＝4，BC＝5，则△APC周长的最小值是（）A．12B．11C．9D．72.如图，在△ABC中，AB＝AC，BC＝4，面积是12，AC的垂直平分线EF分别交AB，AC边于点E，F．若点D为BC边的中点，点P为线段EF上一动点，则△PCD周长的最小值为（）A．8B．3C．6D．43.如图，在直角坐标系中，点A，B的坐标分别为（1，4）和（3，0），点C是y轴上的一个动点，且A，B，C三点不在同一条直线上，当△ABC的周长最小时点C的坐标是（）A．（0，3）B．（0，2）C．（0，1）D．（0，0）4.如图，Rt△ABC中，∠C＝90°，AC＝3，BC＝4，AB＝5，D、E、F分别是AB、BC、AC边上的动点，则△DEF的周长的最小值是（）A．2.5B．3.5C．4.8D．65.如图，在△ABC中，∠ACB＝90°，以AC为底边在△ABC 外作等腰△ACD，过点D作∠ADC的平分线分别交AB，AC于点E，F．若BC＝5，∠CAB＝30°，点P是直线DE 上的一个动点，则△PBC周长的最小值为（）A．15B．17C．18D．206.如图，在平面直角坐标系中，点P的坐标为（2，3），P A⊥x轴，PB⊥y轴，C是OA的中点，D是OB上的一点，当△PCD的周长最小时，点D的坐标是（）A．（0，1）B．C．D．（0，2）7．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______8.如图，点A（1，﹣1），B（2，﹣3）（1）点A关于x轴的对称点的坐标为．（2）若点P为坐标轴上一点，当△APB的周长最小时，点P的坐标为．三、一定点二动点线段或周长问题1.如图，在五边形中，∠BAE＝140°，∠B＝∠E＝90°，在边BC，DE上分别找一点M，N，连接AM，AN，MN，则当△AMN的周长最小时，求∠AMN+∠ANM的值是（）A．100°B．140°C．120°D．80°2.如图，∠AOB＝30°，P是∠AOB内的一个定点，OP＝12cm，C，D分别是OA，OB上的动点，连接CP，DP，CD，则△CPD周长的最小值为．3.如图，∠AOB＝20°，M，N分别为OA，OB上的点，OM＝ON＝3，P，Q分别为OA，OB上的动点，则MQ+PQ+PN的最小值为．四、一定点二动点角度问题1.如图，在四边形ABCD中，∠C＝40°，∠B＝∠D ＝90°，E，F分别是BC，DC上的点，当△AEF的周长最小时，∠EAF的度数为（）A．100°B．90°C．70°D．80°2，如图，∠MON＝45°，P为∠MON内一点，A 为OM上一点，B为ON上一点，当△P AB的周长取最小值时，∠APB的度数为（）A．45°B．90°C．100°D．135°3.如图，点P为∠AOB内一点，点M，N分别是射线OA，OB上一点，当△PMN的周长最小时，∠OPM＝50°，则∠AOB的度数是（）A．55°B．50°C．40°D．45°4.已知点P在∠MON内．如图1，点P关于射线OM的对称点是G，点P关于射线ON的对称点是H，连接OG、OH、OP．（1）若∠MON＝50°，求∠GOH的度数；（2）如图2，若OP＝6，当△P AB的周长最小值为6时，求∠MON的度数．五、二定点二动点1.如图，∠AOB＝20°，点M、N分别是边OA、OB上的定点，点P、Q分别是边OB、OA上的动点，记∠MPQ＝α，∠PQN＝β，当MP+PQ+QN最小时，则β﹣α的值为（）A．10°B．20°C．40°D．60°2.如图，在四边形ABCD中，∠B＝90°，AB∥CD，BC＝3，DC＝4，点E在BC上，且BE＝1，F，G为边AB上的两个动点，且FG＝1，则四边形DGFE的周长的最小值为．3.如图，锐角∠MON内有一定点A，连结AO，点B、C分别为OM、ON边上的动点，连结AB、BC、CA，设∠MON＝α（0°＜α＜90°），当AB+BC+CA取得最小值时，则∠BAC＝．（用含α的代数式表示）4.如图，在平面直角坐标系中，O为原点，点A，C，E的坐标分别为（0，4），（8，0），（8，2），点P，Q是OC边上的两个动点，且PQ＝2，要使四边形APQE的周长最小，则点P的坐标为（）A．（2，0）B．（3，0）C．（4，0）D．（5，0）5.已知B，C是平面直角坐标系中与x轴平行且距离x轴1个单位长度的直线上的两个动点（点B在点C左侧），且BC＝2，若有点A（0，5）和点D（3，3），则当AB+BC+CD的值最小时，点C的坐标为．6.如图，在平面直角坐标系中，已知点A（0，1），B（4，0），C（m+2，2），D（m，2），当四边形ABCD的周长最小时，m的值是（）A．B．C．1D．7.如图，在△ABC中，AB＝AC，∠A＝90°，点D，E是边AB上的两个定点，点M，N分别是边AC，BC上的两个动点．当四边形DEMN的周长最小时，∠DNM+∠EMN的大小是（）A．45°B．90°C．75°D．135°8.如图，∠MON＝α，α＜30°，点A为ON上一定点，点C为ON上一动点，B，D为OM上两动点，当AB+BC+CD最小时，∠BCD+∠ABC＝（）A．5αB．6αC．90°﹣αD．180°﹣α9.如图，直线l 1，l 2表示一条河的两岸，且l 1∥l 2．现要在这条河上建一座桥（桥与河的两岸相互垂直），使得从村庄A 经桥过河到村庄B 的路程最短，应该选择路线（）A ．B ．C ．D ．10.如图，直线l 1、l 2表示一条河的两岸，且l 1∥l 2，现要在这条河上建一座桥，使得村庄A 经桥过河到村庄B 的路程最短，现两位同学提供了两种设计方案，下列说法正确的是（）方案一：①将点A 向上平移d 得到A '；②连接A 'B 交l 1于点M ；③过点M 作MN ⊥l 1，交l 2于点N ，MN 即桥的位置．方案二：①连接AB 交l 1于点M ；②过点M 作MN ⊥l 1，交l 2于点N ．MN 即桥的位置．A ．唯方案一可行B ．唯方案二可行C ．方案一、二均可行D ．方案一、二均不可行六、线段差的最大值1.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（）A．2B．3C．D．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|P A﹣PB|的最大值为．七、多条线段和的最小值1.如图所示，已知A、B、C、D，请在图中找出一点P，使P A+PB+PC+PD最小．2.如图，在平面直角坐标系中，点E在原点，点D（0，2），点F（1，0），线段DE和EF构成一个“L”形，另有点A（﹣1，5），点B（﹣1，﹣1），点C（6，﹣1），连AD，BE，CF．若将这个“L”形沿y轴上下平移，当AD+DE+BE 的值最小时，E点坐标为；若将这个“L”形沿x轴左右平移，当AD+DE+EF+CF的值最小时，E点坐标为．。

专题—最短路径问题(含解答)

专题—最短路径问题一．选择题（共7小题）1．如图所示，四边形OABC为正方形，边长为3，点A，C分别在x轴，y轴的正半轴上，点D在OA上，且D的坐标为（1，0），P是OB上的一动点，则“求PD+PA和的最小值”要用到的数理依据是（）A．“两点之间，线段最短”B．“轴对称的性质”C．“两点之间，线段最短”以及“轴对称的性质”D．以上答案都不正确解：∵四边形OABC为正方形，∴A、C两点关于直线OB对称（轴对称的性质），∴连接CD，则CD即为PD+PA和的最小值（两点之间，线段最短），∴用到的数理依据是“两点之间，线段最短”以及“轴对称的性质”．故选：C．2．点A、B均在由面积为1的相同小矩形组成的网格的格点上，建立平面直角坐标系如图所示．若P是x轴上使得|PA﹣PB|的值最大的点，Q是y轴上使得QA+QB的值最小的点，则OP•OQ=（）A．5B．4C．3D．2解：连接AB并延长交x轴于点P，由三角形的三边关系可知，点P即为x轴上使得|PA﹣PB|的值最大的点，∵点B是矩形ACPD的中心，∴点P即为AB延长线上的点，此时P（3，0）即OP=3；作A点关于y轴的对称点A′连接A′B交y轴于点Q，则A′B即为QA+QB的最小值，∵A′（﹣1，2），B（2，1），设过A′B的直线为：y=kx+b，则，解得，∴Q（0，），即OQ=，∴OP•OQ=3×=5．故选：A．3．已知∠MON=40°，P为∠MON内一定点，OM上有一点A，ON上有一点B，当△PAB的周长取最小值时，∠APB的度数是（）A．40°B．100°C．140°D．50°解：分别作点P关于OM、ON的对称点P′、P″，连接OP′、OP″、P′P″，P′P″交OM、ON于点A、B，连接PA、PB，此时△PAB周长的最小值等于P′P″．由轴对称性质可得，OP′=OP″=OP，∠P′OA=∠POA，∠P″OB=∠POB，∴∠P′OP″=2∠MON=2×40°=80°，∴∠OP′P″=∠OP″P′=（180°﹣80°）÷2=50°，又∵∠BPO=∠OP″B=50°，∠APO=∠AP′O=50°，∴∠APB=∠APO+∠BPO=100°．故选：B．4．如图，等腰三角形ABC的底边BC长为4，面积是16，腰AC的垂直平分线EF 分别交AC，AB边于E，F点．若点D为BC边的中点，点M为线段EF上一动点，则△CDM周长的最小值为（）A．6B．8C．10D．12解：连接AD，∵△ABC是等腰三角形，点D是BC边的中点，∴AD⊥BC，=BC•AD=×4×AD=16，解得AD=8，∴S△ABC∵EF是线段AC的垂直平分线，∴点C关于直线EF的对称点为点A，∴AD的长为CM+MD的最小值，∴△CDM的周长最短=（CM+MD）+CD=AD+BC=8+×4=8+2=10．故选：C．5．如图，点P是∠AOB内的一点，且OP=5，且∠AOB=30°，点M、N分别是射线OA、OB上的动点，则△PMN周长的最小值为（）A．5B．6C．8D．10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OP、OC、OD、PM、PN．∵点P关于OA的对称点为C，关于OB的对称点为D，∴PM=CM，OP=OC，∠COA=∠POA；∵点P关于OB的对称点为D，∴PN=DN，OP=OD，∠DOB=∠POB，∴OC=OD=OP=5，∠COD=∠COA+∠POA+∠POB+∠DOB=2∠POA+2∠POB=2∠AOB=60°，∴△COD是等边三角形，∴CD=OC=OD=5．∴△PMN的周长的最小值=PM+MN+PN=CM+MN+DN≥CD=5，故选：A．6．如图，A和B两地在一条河的两岸，现要在河上造一座桥MN，使从A到B 的路径AMNB最短的是（假定河的两岸是平行直线，桥要与河岸垂直）（）A．B．C．D．解：根据垂线段最短，得出MN是河的宽时，MN最短，即MN⊥直线a（或直线b），只要AM+BN最短就行，即过A作河岸a的垂线AH，垂足为H，在直线AH上取点I，使AI等于河宽．连结IB交河的b边岸于N，作MN垂直于河岸交a边的岸于M点，所得MN即为所求．故选：D．二．填空题（共9小题）7．如图所示，点A在直线a外，点B在直线a上，在直线a上找一点P，使AP+BP 最小的点P有1个，其位置是B点．解：由题意得使AP+BP最小的点P有1个，其位置是B点，故答案为：1，B点．8．如图，∠AOB=45°，OC平分∠AOB，点M为OB上一定点，P为OC上的一动点，N为OB上一动点，当PM+PN最小，∠PMO=45°．解：∵PM=PM′，∴此时PM+PN=PM′+PN′=M′N′，∵点M与点M′关于OC对称，OC平分∠AOB，∴OM=OM′，∵∠AOB=45°，∴∠PM'O=∠AOB=45°，∴∠PMO=∠PM'O=45°，故答案为：45°．9．四边形ABCD中，∠BAD=136°，∠B=∠D=90°，在BC、CD上分别找一点M、N，使三角形AMN周长最小时，则∠AMN+∠ANM的度数为88度．解：延长AB到A′使得BA′=AB，延长AD到A″使得DA″=AD，连接A′A″与BC、CD 分别交于点M、N．∵∠ABC=∠ADC=90°，∴A、A′关于BC对称，A、A″关于CD对称，此时△AMN的周长最小，∵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″），∵∠BAD=136°，∴∠A′+∠A″=180°﹣∠BAD=44°∴∠AMN+∠ANM=2×44°=88°．故答案为：8810．如图，∠AOB=30°，点P是它内部一点，OP=2，如果点Q、点R分别是OA、OB上的两个动点，那么PQ+QR+RP的最小值是2．解：作点P关于OA对称的点P1，作点P关于OB对称的点P2，连接P1P2，与OA 交于点Q，与OB交于点R，此时△PQR的周长最小．从图上可看出△PQR的周长就是P1P2的长，∵∠AOB=30°，∴∠P1OP2=60°．∵OP1=OP2，∴△OP1P2是等边三角形．∴P1P2=OP1=OP=2．∴△PQR周长的最小值是2．即PQ+QR+RP的最小值是2故答案为：2．11．已知：在四边形ABCD中，∠ABC=∠ADC=90°，M、N分别是CD和BC上的点．求作：点M、N，使△AMN的周长最小．作法：如图2，（1）延长AD，在AD的延长线上截取DA´=DA；（2）延长AB，在AB的延长线上截取BA″=BA；（3）连接A′A″，分别交CD、BC于点M、N．则点M、N即为所求作的点．请回答：这种作法的依据是①线段垂直平分线的定义（或线段垂直平分线的判定，或轴对称的性质即对称点的连线段被对称轴垂直平分）②线段垂直平分线上的点到线段两个端点的距离相等（线段垂直平分线的性质）；③两点之间线段最短．解：根据线段垂直平分线的性质和两点之间线段最短作图；故答案为：①线段垂直平分线的定义（或线段垂直平分线的判定，或轴对称的性质即对称点的连线段被对称轴垂直平分）②线段垂直平分线上的点到线段两个端点的距离相等（线段垂直平分线的性质）；③两点之间线段最短12．如图，在四边形ABCD中，∠DAB=130°，∠D=∠B=90°，点M，N分别是CD，BC上两个动点，当△AMN的周长最小时，∠AMN+∠ANM的度数为100°．解：如图，作点A关于BC的对称点A′，关于CD的对称点A″，连接A′A″与BC、CD的交点即为所求的点M、N，∵∠BAD=130°，∠B=∠D=90°，∴∠A′+∠A″=180°﹣∠130°=50°，由轴对称的性质得：∠A′=∠A′AM，∠A″=∠A″AN，∴∠AMN+∠ANM=2（∠A′+∠A″）=2×50°=100°．故答案为：100°13．如图，△ABC中，∠A=15°，AB是定长．点D，E分别在AB，AC上运动，连结BE，ED．若BE+ED的最小值是2，则AB的长是4．解；作点B关于AC的对称点B'，过B作BF⊥AB'，∵点B关于AC的对称点B'，∴∠B'AE=∠CAB=15°，∵BF⊥AB'，∵BF即为BE+ED的最小值，即BF=2，∴AB=4，故答案为：414．如图，∠AOB=30°，∠AOB内有一定点P，且OP=12，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12解：设∠PO A=θ，则∠POB=30°﹣θ，作PM⊥OA与OA相交于M，并将PM延长一倍到E，即ME=PM．作PN⊥OB与OB相交于N，并将PN延长一倍到F，即NF=PN．连接EF与OA相交于Q，与OB相交于R，再连接PQ，PR，则△PQR即为周长最短的三角形．∵OA是PE的垂直平分线，∴EQ=QP；同理，OB是PF的垂直平分线，∴FR=RP，∴△PQR的周长=EF．∵OE=OF=OP=12，且∠EOF=∠EOP+∠POF=2θ+2（30°﹣θ）=60°，∴△EOF是正三角形，∴EF=12，即在保持OP=12的条件下△PQR的最小周长为12．故答案为：12三．解答题（共9小题）15．如图，A，B两村在河L的同侧，A，B到河L的距离分别为1.5km和2km，AB=1.3km，现要在河边建一供水厂，同时向A，B两村供水．若铺设水管的工程费用为每千米1.8万元，问水厂与A村的水平距离为多远时，能使铺设费用最省，并求出总费用约多少万元．解：连接AB，作AF⊥BD于点F，则BF=BD﹣AE=0.5km，∴AF=1.2，作A关于直线L的对称点A′，连接A′B到L交于点C，则C点为水厂所在地，如图，过B作BD⊥L于D，作A′G⊥BD于点G，∵BG=BD+DG=3.5，A′G=AF=1.2，CD=2÷3.5×1.2=，EC=1.2﹣=，∴AC+BC=A′C+BC=A′B=3.7km，∴总费用为3.7×1.8=6.66万元．16．如图，一个人从C点骑马出发到D点，但他必须先到河岸边l1的P1点去让马饮水，然后再到河岸边l2的P2点去，再次让马饮水，最后骑马到D点，他应如何选择饮水点P1，P2．才能使所走的路程CP1+P1P2+P2D最短？解：如图，作点C关于l1的对称点C′，点D关于l2的对称点D′，连接C′D′，交于l1，l2于点P1，点P2，连接CP1，P1P2，P2D，所以路程CP1+P1P2+P2D最短．17．八（二）班举行元旦文艺晚会，桌子摆成两条直线（如图中所示的AO，BO），AO桌面上摆满了桔子，OB桌面上摆满了糖果，坐在C处的小花先拿桔子再拿糖果，然后送给D处的小红，最后回到C处．请你帮助她设计一条行走路线，使其所走的总路程最短（尺规作图，并写出作法，不需说明理由）解：如图所示，小花所走的行走路线为：CM﹣MN﹣ND，所走的总路程最短．18．尺规作图：（1）如图①，江边A，B两个村庄准备集资建造一个自来水厂，请你确定一个厂址，使得从自来水厂到A，B两村所用的水管最短．（2）如图②，P是∠A0B内部一点，试在角的两边上各找一个点E，F，使△PEF 的周长最小．解：（1）如图①，过A点关于江边的对称点C，再连接CB，BC与江边的交点Q 即为自来水厂厂址；（2）如图②，作点P关于OA对称的点M，作点P关于OB对称的点N，连接MN，与OA交于点E，与OB交于点F，此时△PEF的周长最小．19．如图，为了做好2013年沈阳全运会起降的交通安全工作，某交警执勤小队从A处出发，先到公路l1上设卡检查，再到公路l2上设卡检查，最后再到B 地执行任务，他们应如何走才能使总路程最短？【解答】解：如图所示，交警小队沿A→C→D→B走才能使总路程最短．20．如图所示，A、B为公路l同旁的两个村庄，在l上找一点P．（1）当P到A、B等距离时，P在何处？（2）当P到两村距离之和最小时，P在何处？解：（1）因为点P到两个村庄A，B的距离相等，所以P应建在AB的垂直平分线和l的交点处，理由是到线段两个端点距离相等的点在线段的垂直平分线上，如图1：，（2）作点A关于直线l的对称点，连接A′B交直线于点P，点P就是设置的点，如图2：21．如图，A、B两城市之间有一条国道，国道的宽为a，现要在国道上修建一座垂直于国道的立交桥，使通过A、B两城市路程最近，请你设计建桥的位置，并说明理论依据．解：如图，过点B作BC垂直国道，且使BC等于国道宽a，连接AC交国道边缘与M，作MN∥BC即可．理由：两点之间线段最短．22．如图，A和B两地在一条河的两岸，现要在河上造一座桥MN．桥造在何处才能使从A到B的路径AMNB最短？在下图中画出路径，不写画法但要说明理由．（假定河的两岸是平行的直线，桥要与河垂直．）解：如图，作BB'垂直于河岸GH，使BB′等于河宽，连接AB′，与河岸EF相交于M，作MN⊥GH，则MN∥BB′且MN=BB′，于是MNBB′为平行四边形，故NB=MB′．根据“两点之间线段最短”，AB′最短，即AM+BN最短．故桥建立在MN处符合题意．23．如图，平面上有直线a及直线a外的三点A、B、P．（1）过点P画一条直线m，使得m∥a；（2）若直线a、m表示一条河的两岸，现要在这条河上建一座桥（桥与岸垂直），使得从村庄A经桥过河到村庄B的路程最短，试问桥应建在何处？画出示意图．解：（1）如图1所示，（2）如图2，作AA'垂直于河岸a，使AA′等于河宽，连接BA′，与另一条河岸相交于M，作MN⊥直线a，则MN∥AA′且MN=AA′，于是MNAA′为平行四边形，故MA′=NA．根据“两点之间线段最短”，BA′最短，即AN+BM最短．故桥建立在M、N处符合题意．。

最短路径经典练习题

最短路径经典练习题一、基础理论题1. 请简述迪杰斯特拉（Dijkstra）算法的基本原理。

2. 什么是贝尔曼福特（BellmanFord）算法？它适用于哪些类型的图？3. 请解释A搜索算法中启发式函数的作用。

4. 如何判断一个图中是否存在负权环？5. 简述弗洛伊德（Floyd）算法的基本步骤。

二、单选题A. 迪杰斯特拉算法B. 贝尔曼福特算法C. 弗洛伊德算法D. A搜索算法A. 初始化距离表B. 选择当前距离最小的顶点C. 更新相邻顶点的距离D. 重复步骤B和C，直到所有顶点都被访问A. 迪杰斯特拉算法B. 贝尔曼福特算法C. 弗洛伊德算法D. A搜索算法A. 启发式函数B. 起始节点C. 目标节点D. 图的规模三、多选题A. 迪杰斯特拉算法B. 贝尔曼福特算法C. 深度优先搜索算法D. 广度优先搜索算法A. 初始化距离矩阵B. 更新距离矩阵C. 查找负权环D. 输出最短路径A. 图的存储结构B. 顶点的数量C. 边的数量D. 起始顶点四、计算题A (3)>B (2)> D\ | ^ \ | | \(2)\ | (1)/C \|(4)A (1)>B (2)> D\ ^ |\(2)\ | (3)/C \ |(1)A (2)>B (3)> D\ | ^\(3)\ | (1)/C \ |(2)五、应用题1. 假设你是一名地图软件的开发者，请简述如何利用最短路径算法为用户提供导航服务。

2. 在一个网络游戏中，玩家需要从起点到达终点，途中会遇到各种障碍。

请设计一种算法，帮助玩家找到最佳路径。

六、判断题1. 迪杰斯特拉算法只能用于无向图的最短路径问题。

（）2. 贝尔曼福特算法可以检测图中是否存在负权环。

（）3. 在A搜索算法中，如果启发式函数h(n)始终为0，则算法退化为Dijkstra算法。

（）4. 弗洛伊德算法的时间复杂度与图中顶点的数量无关。

（）七、填空题1. 迪杰斯特拉算法中，用来存储顶点到源点最短距离的数组称为______。

最短路径问题专项练习

AB最短路径问题专项练习共13页;全面复习与联系最短路径问题一、具体内容包括：蚂蚁沿正方体、长方体、圆柱、圆锥外侧面吃食问题；线段之和最短问题；二、原理：两点之间;线段最短；垂线段最短..构建“对称模型”实现转化1．最短路径问题1求直线异侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题;只要连接这两点;与直线的交点即为所求．如图所示;点A;B分别是直线l异侧的两个点;在l上找一个点C;使CA＋CB最短;这时点C 是直线l与AB的交点．2求直线同侧的两点与直线上一点所连线段的和最小的问题;只要找到其中一个点关于这条直线的对称点;连接对称点与另一个点;则与该直线的交点即为所求．如图所示;点A;B分别是直线l同侧的两个点;在l上找一个点C;使CA＋CB最短;这时先作点B关于直线l的对称点B′;则点C是直线l与AB′的交点．为了证明点C的位置即为所求;我们不妨在直线上另外任取一点C′;连接AC′;BC′;B′C′;证明AC＋CB＜AC′＋C′B.如下：证明：由作图可知;点B和B′关于直线l对称;所以直线l是线段BB′的垂直平分线．因为点C与C′在直线l上;所以BC＝B′C;BC′＝B′C′.在△AB′C′中;AB′＜AC′＋B′C′;所以AC＋B′C＜AC′＋B′C′;所以AC＋BC＜AC′＋C′B.例1 在图中直线l上找到一点M;使它到A;B两点的距离和最小．分析：先确定其中一个点关于直线l的对称点;然后连接对称点和另一个点;与直线l的交点M即为所求的点．解：如图所示：1作点B关于直线l的对称点B′；2连接AB′交直线l于点M.3则点M即为所求的点．点拨：运用轴对称变换及性质将不在一条直线上的两条线段转化到一条直线上;然后用“两点之间线段最短”解决问题.2.运用轴对称解决距离最短问题运用轴对称及两点之间线段最短的性质;将所求线段之和转化为一条线段的长;是解决距离之和最小问题的基本思路;不论题目如何变化;运用时要抓住直线同旁有两点;这两点到直线上某点的距离和最小这个核心;所有作法都相同．警误区利用轴对称解决最值问题应注意题目要求根据轴对称的性质、利用三角形的三边关系;通过比较来说明最值问题是常用的一种方法．解决这类最值问题时;要认真审题;不要只注意图形而忽略题意要求;审题不清导致答非所问．3．利用平移确定最短路径选址选址问题的关键是把各条线段转化到一条线段上．如果两点在一条直线的同侧时;过两点的直线与原直线的交点处构成线段的差最大;如果两点在一条直线的异侧时;过两点的直线与原直线的交点处构成的线段的和最小;都可以用三角形三边关系来推理说明;通常根据最大值或最小值的情况取其中一个点的对称点来解决．解决连接河两岸的两个点的最短路径问题时;可以通过平移河岸的方法使河的宽度变为零;转化为求直线异侧的两点到直线上一点所连线段的和最小的问题．在解决最短路径问题时;我们通常利用轴对称、平移等变换把不在一条直线上的两条线段转化到一条直线上;从而作出最短路径的方法来解决问题．例2 如图;小河边有两个村庄A;B;要在河边建一自来水厂向A村与B村供水．1若要使厂部到A;B村的距离相等;则应选择在哪建厂2若要使厂部到A;B两村的水管最短;应建在什么地方分析：1到A;B两点距离相等;可联想到“线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等”;又要在河边;所以作AB的垂直平分线;与EF的交点即为符合条件的点．2要使厂部到A村、B村的距离之和最短;可联想到“两点之间线段最短”;作A或B点关于EF的对称点;连接对称点与B点;与EF的交点即为所求．解：1如图1;取线段AB的中点G;过中点G画AB的垂线;交EF于P;则P到A;B的距离相等．也可分别以A、B为圆心;以大于错误!AB为半径画弧;两弧交于两点;过这两点作直线;与EF的交点P即为所求．2如图2;画出点A关于河岸EF的对称点A′;连接A′B交EF于P;则P到A;B的距离和最短．例3 如图;从A地到B地经过一条小河河岸平行;今欲在河上建一座与两岸垂直的桥;应如何选择桥的位置才能使从A地到B地的路程最短思路导引：从A到B要走的路线是A→M→N→B;如图所示;而MN是定值;于是要使路程最短;只要AM＋BN最短即可．此时两线段应在同一平行方向上;平移MN到AC;从C到B应是余下的路程;连接BC的线段即为最短的;此时不难说明点N即为建桥位置;MN即为所建的桥．解：1如图2;过点A作AC垂直于河岸;且使AC等于河宽．2连接BC与河岸的一边交于点N.3过点N作河岸的垂线交另一条河岸于点M.则MN为所建的桥的位置．4．生活中的距离最短问题由两点之间线段最短或三角形两边之和大于第三边可知;求距离之和最小问题;就是运用等量代换的方式;把几条线段的和想办法转化在一条线段上;从而解决这个问题;运用轴对称性质;能将两条线段通过类似于镜面反射的方式转化成一条线段;如图;AO＋BO＝AC的长．所以作已知点关于某直线的对称点是解决这类问题的基本方法．例4 实际应用题茅坪民族中学八2班举行文艺晚会;桌子摆成如图a所示两直排图中的AO;BO;AO桌面上摆满了橘子;OB桌面上摆满了糖果;站在C处的学生小明先拿橘子再拿糖果;然后到D处座位上;请你帮助他设计一条行走路线;使其所走的总路程最短图a 图b解：如图b.1作C点关于OA的对称点C1;作D点关于OB的对称点D1;2连接C1D1;分别交OA;OB于P;Q;那么小明沿C→P→Q→D的路线行走;所走的总路程最短．5.运用轴对称解决距离之差最大问题利用轴对称和三角形的三边关系是解决几何中的最大值问题的关键．先做出其中一点关于对称轴的对称点;然后连接对称点和另一个点;所得直线与对称轴的交点;即为所求．根据垂直平分线的性质和三角形中两边之差小于第三边易证明这就是最大值．破疑点解决距离的最值问题的关键运用轴对称变换及三角形三边关系是解决一些距离的最值问题的有效方法．例5 如图所示;A;B两点在直线l的两侧;在l上找一点C;使点C到点A、B的距离之差最大．A B C D A B L分析：此题的突破点是作点A 或B 关于直线l 的对称点A ′或B ′;作直线A ′BAB ′与直线l 交于点C ;把问题转化为三角形任意两边之差小于第三边来解决．解：如图所示;以直线l 为对称轴;作点A 关于直线l 的对称点A ′;A ′B 的连线交l 于点C ;则点C 即为所求．理由：在直线l 上任找一点C ′异于点C ;连接CA ;C ′A ;C ′A ′;C ′B .因为点A ;A ′关于直线l 对称;所以l 为线段AA ′的垂直平分线;则有CA ＝CA ′;所以CA －CB ＝CA ′－CB ＝A ′B .又因为点C ′在l 上;所以C ′A ＝C ′A ′.在△A ′BC ′中;C ′A －C ′B ＝C ′A ′－C ′B ＜A ′B ;所以C ′A ′－C ′B ＜CA －C B .点拨：根据轴对称的性质、利用三角形的三边关系;通过比较来说明最值问题是常用的一种方法．三、例题：例1、①如右图是一个棱长为4的正方体木块;一只蚂蚁要从木块的点A 沿木块侧面爬到点B 处;则它爬行的最短路径是 .. ②如右图是一个长方体木块;已知AB=3;BC=4;CD=2;假设一只蚂蚁在点A 处;它要沿着木块侧面爬到点D 处;则蚂蚁爬行的最短路径是 .. 例2、①如图;要在河边修建一个水泵站;分别向张村、李庄送水;水泵站修在河边什么地方可使所用的水管最短..②如图;直线L 同侧有两点A 、B;已知A 、B 到直线L 的垂直距离分别为1和3;两点的水平距离为3;要在直线L 上找一个点P;使PA+PB 的和最小..请在图中找出点P 的位置;并计算PA+PB 的最小值..③要在河边修建一个水泵站;向张村、李庄铺设管道送水;若张村、李庄到河边的垂张村李庄A B C D D O C P 直距离分别为1Km 和3Km;张村与李庄的水平距离为3Km;则所用水管最短长度为 ..四、练习题巩固提高一1、如图是一个长方体木块;已知AB=5;BC=3;CD=4;假设一只蚂蚁在点A 处;它要沿着木块侧面爬到点D 处;则蚂蚁爬行的最短路径是 ..2、现要在如图所示的圆柱体侧面A 点与B 点之间缠一条金丝带金丝带的宽度忽略不计;圆柱体高为6cm;底面圆周长为16cm;则所缠金丝带长度的最小值为 ..3、如图是一个圆柱体木块;一只蚂蚁要沿圆柱体的表面从A 点爬到点B 处吃到食物;知圆柱体的高为5 cm;底面圆的周长为24cm;则蚂蚁爬行的最短路径为 ..4、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 ..第2题 A A B B 第1题第3题DPA CEB图(2)第4题第5题第6题第7题5、在菱形ABCD中;AB=2; ∠BAD=60°;点E是AB的中点;P是对角线AC上的一个动点;则PE+PB的最小值为 ..6、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____ ___..7、AB是⊙O的直径;AB=2;OC是⊙O的半径;OC⊥AB;点D在AC上;AD = 2CD;点P是半径OC上的一个动点;则AP+PD的最小值为____ ___..二8、如图;点P关于OA、OB的对称点分别为C、D;连接CD;交OA于M;交OB 于N;若CD＝18cm;则△PMN的周长为________..9、已知;如图DE是△ABC的边AB的垂直平分线;D为垂足;DE交BC于E;且AC ＝5;BC＝8;则△AEC的周长为__________..10、已知;如图;在△ABC中;AB＜AC;BC边上的垂直平分线DE交BC于点D;交AC 于点E;AC＝8;△ABE的周长为14;则AB的长..11、如图;在锐角△ABC中;AB＝4错误!;∠BAC＝45°;∠BAC的平分线交BC于点D;M、N分别是AD和AB上的动点;则BM+MN的最小值是____．12、在平面直角坐标系中;有A3;－2;B4;2两点;现另取一点C1;n;当n = 时;AC + BC的值最小．CDA BE FP第11题第14题第15题13、△ABC中;∠C = 90°;AB = 10;AC=6;BC=8;过AB边上一点P作PE⊥AC于E;PF ⊥BC于F;E、F是垂足;则EF的最小值等于．14、如图;菱形ABCD中;AB=2; ∠BAD=60°;点E、F、P分别是AB、BC、AC上的动点;则PE+PF的最小值为___________.15、如图;村庄A、B位于一条小河的两侧;若河岸a、b彼此平行;现在要建设一座与河岸垂直的桥CD;问桥址应如何选择;才能使A村到B村的路程最近16、一次函数y=kx+b的图象与x、y轴分别交于点A2;0;B0;4．1求该函数的解析式；2O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．三16、如图;已知∠AOB内有一点P;试分别在边OA和OB上各找一点E、F;使得△PEF的周长最小..试画出图形;并说明理由..17、如图;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A0;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B5;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结合以上三组点的坐标;你会发现：坐标平面内任一点Pa;b关于第一、三象限的角平分线l的对称点P′的坐标为；运用与拓广：3已知两点D1;－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．18、几何模型：条件：如图;A、B是直线L同旁的两个定点．问题：在直线L上确定一点P;使PA+PB 的值最小．方法：作点A关于直线l的对称点A';连结A B'交l于点P;则PA PB A B'+=的值最小不必证明．模型应用： 1如图1;正方形ABCD 的边长为2;E 为AB 的中点;P 是AC 上一动点．连结BD ;由正方形对称性可知;B 与D 关于直线AC 对称．连结ED 交AC 于P ;则PB PE +的最小值是___________； 2如图2;O ⊙的半径为2;点A B C 、、在O ⊙上;OA OB ⊥;60AOC ∠=°;P 是OB 上一动点;求PA PC +的最小值； 3如图3;∠AOB=45°;P 是∠AOB 内一点;PO=10;Q 、R 分别是OA 、OB 上的动点;求△PQR 周长的最小值． 19、问题探究 1如图①;四边形ABCD 是正方形; 10AB cm =;E 为边BC 的中点;P 为BD 上的一个动点;求PC PE +的最小值； 2如图②;若四边形ABCD 是菱形; 10AB cm =;45ABC ∠=°;E 为边BC 上的一个动点;P 为BD 上的一个动点;求PC PE +的最小值；问题解决3如图③;若四边形ABCD 是矩形; 10AB cm =;20BC cm =;E 为边BC 上的一个动点;P 为BD 上的一个动点;求PC PE +的最小值；20.如图;在直角坐标系中;点A 的坐标为-2;0;连结0A;将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120..;得到线段OB.1求点B 的坐标；2求经过A 、O 、B 三点的抛物线的解析式；3在2中抛物线的对称轴上是否存在点C;使△BOC 的周长最小若存在;求出点C 的坐标；若不存在;请说明理由.注意：本题中的结果均保留根号解：1过点B 作BD ⊥x 轴于点D;由已知可得：OB=OA=2;∠BOD=60...在Rt △OBD 中;∠ODB=90..;∠OBD=30...O A B P R Q 图3 A B E C B D 图1 O A B C 图2 P A B A 'P l A D B CA DBC E P A CD B∴OD=1;DB=3 ∴点B 的坐标是1;3. 2设所求抛物线的解析式为2y ax bx c =++;由已知可得：03420c a b c a b c =⎧⎪++=⎨⎪-+=⎩解得：323,,0.33a b c === ∴所求抛物线解析式为2323.33y x x =+ 3存在.由232333y x x =+配方后得：()233133y x =+- ∴抛物线的对称轴为x =－1.也写用顶点坐标公式求出∵OB=2;要使△BOC 的周长最小;必须BC+CO 最小.∵点O 与点A 关于直线x =－1对称;有CO=CA.△ BOC 的周长=OB+BC+CO=OB+BC+CA.∴当A 、C 、B 三点共线;即点C 为直线AB 与抛物线对称轴的交点时;BC+CA 最小;此时△BOC 的周长最小.设直线AB 的解析式为3,:20k b y kx b k b ⎧+=⎪=+⎨-+=⎪⎩则有解得：323,.33k b == ∴直线AB 的解析式为323.33y x =+ 当x =－1时; 3.3y =∴所求点C 的坐标为－1;33.1121、如图;抛物线2y ax bx c =++的顶点P 的坐标为4313⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭，;交x 轴于A 、B 两点;交y 轴于点(03)C -，． 1求抛物线的表达式．2把△ABC 绕AB 的中点E 旋转180°;得到四边形ADBC ．判断四边形ADBC 的形状;并说明理由．3试问在线段AC 上是否存在一点F ;使得△FBD 的周长最小;若存在;请写出点F 的坐标；若不存在;请说明理由．解：1由题意知解得33a =;233b =- -------------3分列出方程组给1分;解出给2分 ∴抛物线的解析式为2323333y x x =- -----------4分 2设点A 1x ;0;B 2x ;0;则23233033x x --=; 解得1213x x =-=， -------------5分 ∴∣OA ∣＝1;∣OB ∣＝3．又∵tan ∠OCB ＝||3||OB OC = ∴∠OCB ＝60°;同理可求∠OCA ＝30°．∴∠ACB ＝90° ----------6分由旋转性质可知AC ＝BD ;BC ＝AD∴四边形ADBC 是平行四边形 ----------------------------7分又∵∠ACB ＝90°．∴四边形ADBC 是矩形 --------------------------8分 3延长BC 至N ;使CN CB =．假设存在一点F ;使△FBD 的周长最小．即FD FB DB ++最小．∵DB 固定长．∴只要FD +FB 最小．又∵CA ⊥BNDOyBEPA C12∴FD +FB ＝FD +FN ．∴当N 、F 、D 在一条直线上时;FD +FB 最小．---------------------10分又∵C 为BN 的中点; ∴12FC AC =即F 为AC 的中点．又∵A －1;0;C 0;－错误! ∴ 点F 的坐标为F 12-;2-∴ 存在这样的点F 12-;使得△FBD 的周长最小．---12分22. 已知：直线112y x =+与y 轴交于A ;与x 轴交于D ;抛物线212y x bx c =++与直线交于A 、E 两点;与x 轴交于B 、C 两点;且B 点坐标为 1;0．1求抛物线的解析式；2动点P 在x 轴上移动;当△PAE 是直角三角形且以P 为直角顶点时;求点P 的坐标． 3在抛物线的对称轴上找一点M ;使||AM MC -的值最大;求出点M 的坐标．答案：1将A 0;1、B 1;0坐标代入212y x bx c =++得 1102c b c =⎧⎪⎨=++⎪⎩ 解得321b c ⎧=-⎪⎨⎪=⎩∴抛物线的解折式为213122y x x =-+． 3分 2设点E 的横坐标为m ;则它的纵坐标为213122m m -+;则E m ;213122m m -+．又∵点E 在直线112y x =+上;∴213111222m m m -+=+．解得10m =舍去;24m =．13∴E 的坐标为4;3． 4分过E 作EF x ⊥轴于F ;设Pb;0．由90OPA FPE ∠+∠=°;得OPA FEP ∠=∠．Rt Rt AOP PFE △∽△．由AO OP PF EF =得143bb =-．解得11b =;23b =．∴此时的点P 的坐标为1;0或3;0． 6分 3抛物线的对称轴为32x =． ∵B 、C 关于x =23对称;∴MC MB =．要使||AM MC -最大;即是使||AM MB -最大． 8分由三角形两边之差小于第三边得;当A 、B 、M 在同一直线上时||AM MB -的值最大．易知直线AB 的解折式为1y x =-+．∴由132y x x =-+⎧⎪⎨=⎪⎩ 得3212x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩ ∴M 23;－21． 10分。

最短路径练习题

最短路径练习题一、基础理论题1. 请简述迪杰斯特拉（Dijkstra）算法的基本原理。

2. 什么是贝尔曼福特（BellmanFord）算法？它与迪杰斯特拉算法有什么区别？3. 请解释弗洛伊德（Floyd）算法的核心思想。

4. A算法是如何工作的？它相较于其他最短路径算法有什么优势？5. 请列举几种常见的最短路径问题应用场景。

二、单项选择题A. 初始化距离表，将起点到其他点的距离设置为无穷大B. 每次从距离表中找出未确定最短路径的点中距离最小的点C. 更新距离表时，可以出现负权边D. 确定起点到所有点的最短路径后，算法结束A. 图中存在负权边B. 图中存在负权环C. 图中不存在负权环D. 图中存在多条边3. 在弗洛伊德算法中，path[i][j]表示的是？A. 从点i到点j的最短路径长度B. 从点i到点j的最短路径C. 从点j到点i的最短路径长度D. 从点j到点i的最短路径A. 当前点到终点的直线距离B. 当前点到终点的实际路径长度C. 当前点的邻接点数量D. 当前点的父节点三、填空题1. 在迪杰斯特拉算法中，用来存储起点到各点最短距离的数据结构是______。

2. 贝尔曼福特算法的时间复杂度为______。

3. 弗洛伊德算法的核心三重循环分别对应三个变量：______、______和______。

4. A算法的启发式函数f(n) = g(n) + h(n)，其中g(n)表示______，h(n)表示______。

四、应用题A 6 B| \ |1 2 3| \ |D 4 CA >B (2)^ || vC <D (1)A >B (4)^ || vC >D (2)4. 请简述如何使用A算法解决迷宫问题，并给出一个示例。

五、编程题1. 编写一个迪杰斯特拉算法的实现，输入为一个带权无向图和起点，输出为起点到其他各顶点的最短路径长度。

2. 编写一个贝尔曼福特算法的实现，输入为一个带权有向图和起点，输出为起点到其他各顶点的最短路径长度及是否存在负权环。

中考最短路径问题专题训练(将军饮马-胡不归-瓜豆原理-辅助圆-费马点)

最短路径问题专题训练一、将军饮马问题特征：定直线上找一动点到两定点距离之和最小. 解法:做不动点对称点如图，在直线上找一点P 使得P A +PB 最小？例1.（一动点两定点）如图，在等边△ABC 中，AB =6， N 为AB 上一点且BN =2AN ， BC 的高线AD 交BC 于点D ，M 是AD 上的动点，连结BM ，MN ，则BM +MN 的最小值是___________．例2.（一定点两动点）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___________．例3.（一定点两动点）已知P 为△AOB 内部一定点，在OA 、OB 上分别取M 、N 使得PM +MN 最小。

二、费马点问题若点P 满足∠PAB =∠BPC =∠CPA =120°，则PA +PB +PC 值最小，P 点称为该三角形的费马点．在∠ABC 内找一点P ，使得PA +PB +PC 最小．PBAP OBAMNP'M NAPOOPBMABCDMN例1.如图，在△ABC 中，△BAC =90°，AB =AC =1，P 是△ABC 内一点，求P A +PB +PC 的最小值．例2.如图，已知矩形ABCD ，AB =4，BC =6，点M 为矩形内一点，点E 为BC 边上任意一点，则MA +MD +ME 的最小值为______．三、胡不归问题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．ABCPCABCDME2驿道2MM【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．例1. 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 的最小值是_______．例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________．总结：在求形如“P A +kPB ”的式子的最值问题中，关键是构造与kPB 相等的线段，将“P A +kPB ”型问题转化为“P A +PC ”型．四、瓜豆原理引例：如图，P 是圆O 上一个动点，A 为定点，连接AP ，Q 为AP 中点．考虑：当点P 在圆O 上运动时，Q 点轨迹是？考虑到Q 点始终为AP 中点，连接AO ，取AO 中点M ，则M 点即为Q 点轨迹圆圆心，半径MQ 是OP 一半，ABCDEABCDP任意时刻，均有△AMQ △△AOP ，QM :PO =AQ :AP =1:2．【模型总结】为了便于区分动点P 、Q ，可称点P 为“主动点”，点Q 为“从动点”．此类问题的必要条件：两个定量主动点、从动点与定点连线的夹角是定量（∠P AQ 是定值）；主动点、从动点到定点的距离之比是定量（AP :AQ 是定值）．【结论】（1）主、从动点与定点连线的夹角等于两圆心与定点连线的夹角： ∠P AQ =∠OAM ；（2）主、从动点与定点的距离之比等于两圆心到定点的距离之比：AP :AQ =AO :AM ，也等于两圆半径之比．按以上两点即可确定从动点轨迹圆，Q 与P 的关系相当于旋转+伸缩．例1 如图，点P （3,4），圆P 半径为2，A （2.8,0），B （5.6,0），点M 是圆P 上的动点，点C 是MB 的中点，则AC 的最小值是_______．例2 如图，正方形ABCD 中，25AB ，O 是BC 边的中点，点E 是正方形内一动点，OE =2，连接DE ，将线段DE 绕点D 逆时针旋转90°得DF ，连接AE 、CF ．求线段OF 长的最小值．五、辅助圆（轨迹圆/隐圆）定直线对定角/四点共圆例1 如图，已知圆C 的半径为3，圆外一定点O 满足OC =5，点P 为圆C 上一动点，经过点O 的直线l 上有两点A 、B ，且OA =OB ，△APB =90°，l 不经过点C ，则AB 的最小值为________．例2 如图，在边长为2的菱形ABCD 中，△A =60°，M 是AD 边的中点，N 是AB 边上的一动点，将△AMN 沿MN 所在直线翻折得到△A’MN ，连接A ’C ，则A ’C 长度的最小值是__________．O yxA BCM POABCDEF例3 如图，在等腰Rt △ABC 中，∠BAC =90°，AB =AC ，BC =42 ，点D 是AC 边上一动点，连接BD ，以AD 为直径的圆交BD 于点E ，则线段CE 长度的最小值为__________．例4 如图，∠A O B =45°，边O A 、OB 上分别有两个动点C 、D ，连接C D ,以CD 为直角边作等腰Rt △CDE ，且CD =CE ，当CD 长保持不变且等于2cm 时，OE 最大值为__________．综合练习1. 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__________．2. 如图，在Rt △ABC 中，△C =90°，AB =17，AC =8，D 为AB 边上的一动点，E 、F 分别为AC 、BC 上两点，且DE △DF ，则EF 的最小值为__________．3. 如图，△MON =90°，矩形ABCD 的顶点A 、B 分别在边OM ，ON 上，当B 在边ON 上运动时，A 随之在OM 上运动，矩形ABCD 的形状保持不变，其中AB =2，BC =1，运动过程中，点D 到点O 的最大距离为__________．4. 已知正方形ABCD 内一动点E 到A 、B 、C 三点的距离之和的最小值为 2 +6,则正方形的边长 .5. 如图，在四边形ABCD 中，AB =2，BC =5，若AC =AD 且△ACD =60°，则当对角线BD 取得最大值时，对角线AC 的长是_________．lPO CBA A'NMABCD6. 在等边△ABC 中，AB =4，点D 是BC 的中点，连接AD ，P 为AD 上一动点，则CP +12BP 最小值为____．7. 如图，在等腰直角△ABC 中，BC =8，D 为BC 中点，E 为DC 中点，P 为AD 上一动点，则2PE +2AP 的最小值________．8. 如图，在△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 +55BD 的最小值为________．9.如图，已知正方形ABCD 的边长为4.点M 和N 分别从B 、C 同时出发，以相同的速度沿BC 、CD 方向向终点C 和D 运动.连接AM 和BN ，交于点P ，则PC 长的最小值为________．10. 如图，AC 为边长为4的菱形ABCD 的对角线，∠ABC =60°，点M 和N 分别从点B 、C 同时出发，以相同的速度沿BC 、CA 运动.连接AM 和BN ，交于点P ，则PC 长的最小值为________．11. 如图，E ，F 是正方形ABCD 的边AD 上两个动点，满足AE =DF .连接CF 交BD 于点G ，连接BE 交AG 于点H .若正方形的边长为2，则线段DH 长度的最小值是________．。

最短路径问题专项练习题(含解析)

∴ ．
故选．
11.【答案】C
【解答】
解：∵ ，
∴此时，
∵点与点关于对称，平分，
∴ ，
在中，．
即的最小值为．
故选．
12．解：在射线BC上取一点E′，使得BE′＝BE．过点A作AH⊥BC于H．
在Rt△ACH中，∵∠AHC＝90°，AC＝24，∠C＝30°，
∴AH＝ AC＝12，
∵BD平分∠ABC，
问题：某正方体盒子，如图左边下方处有一只蚂蚁，从处爬行到侧棱上的中点点处，如果蚂蚁爬行路线最短，请画出这条最短路线图．
34.如图，在△ABC中，已知AB＝AC，AB的垂直平分线交AB于点N，交AC于点M，连接MB．
（1）若∠ABC＝65°，则∠NMA的度数是度．
（2）若AB＝10cm，△MBC的周长是18cm．
（1）如图为，有点 , ，，则线段的“对称点”是________．（填“ ”" "或" "）
如图为线段的“完美对称点”，为线段的中点，为线段的一个“对称点”，则的最小值为________．
14.如图，在中，，，点在边上，且，，动点在边上，连接，，则的最小值是________．
A． B．
C． D．
3.如图，点，在直线的同侧，若要用尺规在直线上确定一点，使得最短，则下列作图正确的是（）
A. B. C. D .
4.如图，一圆柱高，底面半径为，一只蚂蚁从点爬到点处吃食，要爬行的最短路程是( )
A. B. C. D.
5．如图，在锐角△ABC中，∠ACB＝50°；边AB上有一定点P，M、N分别是AC和BC边上的动点，当△PMN的周长最小时，∠MPN的度数是（）

最短路径问题总动员（含答案）

最短路径问题总动员（含答案）最短路径问题专题练习1. 如图，长⽅体中，，，，⼀蚂蚁从点出发，沿长⽅体表⾯爬到点处觅⾷，则蚂蚁所⾏路程的最⼩值为A. B. C. D.2. 如图是⼀个三级台阶，它的每⼀级的长、宽和⾼分别是，，，和是这个台阶的两个相对的端点，点有⼀只壁虎，它想到点去吃可⼝的⾷物，请你想⼀想，这只壁虎从点出发，沿着台阶⾯爬到点，⾄少需爬A. B. C. D.3. 如图，个边长为的⼩正⽅形及其部分对⾓线所构成的图形中，如果从点到点只能沿图中的线段⾛，那么从点到点的最短距离的⾛法共有A. 种B. 种C. 种D. 种4. 如图所⽰，圆柱的底⾯周长为，是底⾯圆的直径，⾼，点是母线上⼀点且．⼀只蚂蚁从点出发沿着圆柱体的表⾯爬⾏到点的最短距离是A. B. C. D.5. 如图，是⼀个三级台阶，它的每⼀级的长、宽、⾼分别为，，，和是这个台阶两个相对的端点，点有⼀只蚂蚁，想到点去吃可⼝的⾷物，则蚂蚁沿着台阶⾯爬到点的最短路程是．A. B. C. D.6. 如图，已知，，，要在长⽅体上系⼀根绳⼦连接，绳⼦与交于点，当所⽤绳⼦最短时，绳⼦的长为A. B. C. D.7. 已知蚂蚁从长、宽都是，⾼是的长⽅形纸箱的点沿纸箱爬到点，那么它所⾏的最短路线的长是A. B. C. D.8. 如图所⽰，⼀圆柱⾼，底⾯半径长，⼀只蚂蚁从点爬到点处吃⾷，要爬⾏的最短路程（取）是A. B. C. D. ⽆法确定9. 如图圆柱底⾯半径为 cm，⾼为 cm，点，分别是圆柱两底⾯圆周上的点，且，在同⼀母线上，⽤⼀棉线从顶着圆柱侧⾯绕圈到，则棉线最短为A. cmB. cmC. cmD. cm10. 如图，点为正⽅体左侧⾯的中⼼，点是正⽅体的⼀个顶点，正⽅体的棱长为，⼀蚂蚁从点沿其表⾯爬到点的最短路程是A. B. C. D.11. 如图所⽰是⼀棱长为的正⽅体，把它分成个⼩正⽅体，每个⼩正⽅体的边长都是 .如果⼀只蚂蚁从点爬到点，那么，间的最短距离满⾜A. B. C. D. 或12. 如图所⽰，圆柱形玻璃杯的⾼为，底⾯周长为，在杯内离杯底的点处有⼀滴蜂蜜，此时⼀只蚂蚁正好在杯外壁离杯上沿与蜂蜜相对的点处，则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为A. B. C. D.13. 如图，点的正⽅体左侧⾯的中⼼，点是正⽅体的⼀个顶点，正⽅体的棱长为，⼀蚂蚁从点沿其表⾯爬到点的最短路程是A. B. C. D.14. 我国古代有这样⼀道数学问题：“枯⽊⼀根直⽴地上，⾼⼆丈周三尺，有葛藤⾃根缠绕⽽上，五周⽽达其顶，问葛藤之长⼏何?”，题意是如图所⽰，把枯⽊看作⼀个圆柱体，因⼀丈是⼗尺，则该圆柱的⾼为尺，底⾯周长为尺，有葛藤⾃点处缠绕⽽上，绕五周后其末端恰好到达点处．QQ群450116225则问题中葛藤的最短长度是尺．15. 如图，已知圆柱体底⾯的半径为，⾼为，，分别是两底⾯的直径．若⼀只⼩⾍从点出发，沿圆柱侧⾯爬⾏到点，则⼩⾍爬⾏的最短路线长度是（结果保留根号）．16. 如图，圆柱形容器⾼，底⾯周长为，在杯内壁离杯底的点处有⼀滴蜂蜜，此时⼀只蚂蚁正好在杯外壁，离杯上沿与蜂蜜相对的点处，则蚂蚁从外壁处到达内壁处的最短距离为 .17. 如图所⽰的正⽅体⽊块的棱长为，沿其相邻三个⾯的对⾓线（图中虚线）剪掉⼀⾓，得到如图②的⼏何体，⼀只蚂蚁沿着图②中的⼏何体表⾯从顶点爬⾏到顶点的最短距离为 .QQ群45011622518. 如图，长⽅体的底⾯边长分别为和，⾼为．如果⽤⼀根细线从点开始经过个侧⾯缠绕⼀圈到达点，那么所⽤细线最短需要．19. 如图，长⽅体的长为，宽为，⾼为，点距离点，⼀只蚂蚁如果要沿着长⽅体的表⾯从点爬到点，蚂蚁爬⾏的最短距离是．20. 我国古代有这样⼀道数学问题：“枯⽊⼀根直⽴在地上，⾼⼆丈，周三尺，有葛藤⾃根缠绕⽽上，五周⽽到其顶，问葛藤之长⼏何?”题意是：如图，把枯⽊看做⼀个圆柱体，因⼀丈是⼗尺，则该圆柱的⾼是尺，底⾯周长为尺，有葛藤⾃点处缠绕⽽上，绕五周后其末端恰好到达点处，则问题中的葛藤的最短的长度是尺．21. 如图，长⽅体的底⾯边长分别为和，⾼为，若⼀只蚂蚁从点开始经过个侧⾯爬⾏⼀圈到达点，则蚂蚁爬⾏的最短路径长为 .22. ⼀只蚂蚁从长、宽都是，⾼是的长⽅体纸箱的点沿纸箱爬到点，那么它爬⾏的最短路线的长是．23. 如图所⽰是⼀段三级台阶，它的每⼀级的长、宽和⾼分别为，，，和是这段台阶两个相对的端点. 点有⼀只蚂蚁，想到点去吃可⼝的⾷物，设蚂蚁沿着台阶⾯爬到点的最短路程为，则以为边长的正⽅形的⾯积为 .QQ群45011622524. 如图，长⽅体的底⾯边长分别为和，⾼为．如果⽤⼀根细线从点开始经过个侧⾯缠绕⼀圈到达点，那么所⽤细线最短需要；如果从点开始经过个侧⾯缠绕圈到达点，那么所⽤细线最短需要25. 在⼀个长为⽶，宽为⽶的矩形草地上，如图堆放着⼀根长⽅体的⽊块，它的棱长和场地宽平⾏且⼤于，⽊块的正视图是边长为⽶的正⽅形，⼀只蚂蚁从点处，到达处需要⾛的最短路程是⽶（精确到⽶）26. 如图为⼀圆柱体⼯艺品，其底⾯周长为，⾼为，从点出发绕该⼯艺品侧⾯⼀周镶嵌⼀根装饰线到点，则该装饰线最短长为．27. 如图，⼀个没有上盖的圆柱盒⾼为，底⾯圆的周长为，点距离下底⾯，⼀只位于圆柱盒外表⾯点处的蚂蚁想爬到盒内表⾯对侧中点处吃东西，则蚂蚁需爬⾏的最短路程的长为．28. 图1 所⽰的正⽅体⽊块棱长为，沿其相邻三个⾯的对⾓线（图中虚线）剪掉⼀⾓，得到如图 2 的⼏何体，⼀只蚂蚁沿着图 2 的⼏何体表⾯从顶点爬⾏到顶点的最短距离为．29. ⼀只蚂蚁沿棱长为的正⽅体表⾯从顶点爬到顶点，则它⾛过的最短路程为．30. 如图，圆锥的主视图是等边三⾓形，圆锥的底⾯半径为，假若点有⼀蚂蚁只能沿圆锥的表⾯爬⾏，它要想吃到母线的中点处的⾷物，那么它爬⾏的最短路程是．31. 如图，圆锥的母线长是，底⾯半径是，是底⾯圆周上⼀点，从点出发绕侧⾯⼀周，再回到点的最短的路线长是．QQ群45011622532. 如图，⼀个正⽅体⽊柜放在墙⾓处（与墙⾯和地⾯均没有缝隙），有⼀只蚂蚁从柜⾓处沿着⽊柜表⾯爬到柜⾓处．（1）请你在正⽅体⽊柜的表⾯展开图中画出蚂蚁能够最快达到⽬的地的可能路径；（2）当正⽅体⽊柜的棱长为时，求蚂蚁爬过的最短路径的长．33. 葛藤是⼀种植物，它⾃⼰腰杆不硬，为了争夺⾬露阳光，常常绕着树⼲盘旋⽽上，它还有⼀个绝招，就是它绕树盘升的路线，总是沿最短路线螺旋前进的．（1）如果树的周长为，绕⼀圈升⾼，则它爬⾏路程是多少?（2）如果树的周长为，绕⼀圈爬⾏，则爬⾏⼀圈升⾼多少?如果爬⾏圈到达树顶，则树⼲多⾼?34. 如图所⽰，长⽅体的长为，宽为，⾼为，点与点之间相距，⼀只蚂蚁如果要沿着长⽅体的表⾯从点爬到点，需要爬⾏的最短距离是多少?35. 图①，图②为同⼀长⽅体房间的⽰意图，图③为该长⽅体的表⾯展开图．（1）已知蜘蛛在顶点处；①苍蝇在顶点处时，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苍蝇在顶点处时，图②中画出了蜘蛛捉住苍蝇的两条路线，往天花板爬⾏的最近路线和往墙⾯爬⾏的最近路线，试通过计算判断哪条路线更近；（2）在图③中，半径为的与相切，圆⼼到边的距离为，蜘蛛在线段上，苍蝇在的圆周上，线段为蜘蛛爬⾏路线．若与相切，试求的长度的范围．QQ群45011622536. 如图，直四棱柱侧棱长为，底⾯是长为，宽为的长⽅形．⼀只蚂蚁从顶点出发沿棱柱的表⾯爬到顶点．求：（1）蚂蚁经过的最短路程；（2）蚂蚁沿着棱爬⾏（不能重复爬⾏同⼀条棱）的最长路程．37. 如图，观察图形解答下⾯的问题：（1）此图形的名称为．（2）请你与同伴⼀起做⼀个这样的物体，并把它沿剪开，铺在桌⾯上，则它的侧⾯展开图是⼀个．（3）如果点是的中点，在处有⼀只蜗⽜，在处恰好有蜗⽜想吃的⾷品，但它⼜不能直接沿爬到处，只能沿此⽴体图形的表⾯爬⾏．你能在侧⾯展开图中画出蜗⽜爬⾏的最短路线吗?（4）的长为，侧⾯展开图的圆⼼⾓为，请你求出蜗⽜爬⾏的最短路程．38. 如图，⼀只⾍⼦从圆柱上点处绕圆柱爬⼀圈到点处，圆柱的⾼为，圆柱底⾯圆的周长为，求⾍⼦爬⾏的最短路程．39. 如图，⼀个长⽅体形的⽊柜放在墙⾓处（与墙⾯和地⾯均没有缝隙），有⼀只蚂蚁从柜⾓处沿着⽊柜表⾯爬到柜⾓处.（1）请你画出蚂蚁能够最快到达⽬的地的可能路径；（2）当，，时，求蚂蚁爬过的最短路径的长；40. 如图⼀个长⽅体形的⽊柜放在墙⾓处（与墙⾯和地⾯均没有缝隙），有⼀只蚂蚁从柜⾓A处沿着⽊柜表⾯爬到柜⾓处．当＝，＝，＝时，求蚂蚁爬过的最短路径的长．41. ⼀只蚂蚁从长、宽都是，⾼是的长⽅体纸箱的点沿纸箱爬到点，如图，求它爬⾏的最短路线的长．42. 如图所⽰是⼀段楼梯，已知，，楼梯宽 .⼀只蚂蚁要从点爬到点，求蚂蚁爬⾏的最短路程.QQ群45011622543. 如图，⼀个长⽅体⽊柜放在墙⾓处（与墙⾯和地⾯均没有缝隙），有⼀只蚂蚁从柜⾓A处沿着⽊柜表⾯爬到柜⾓处．（1）请你画出蚂蚁能够最快到达⽬的地的可能路径．（2）当，，时，求蚂蚁爬过的最短路径的长．（3）求点到最短路径的距离．44. 已知圆锥的底⾯半径为，⾼，现在有⼀只蚂蚁从底边上⼀点出发．在侧⾯上爬⾏⼀周⼜回到点，求蚂蚁爬⾏的最短距离．45. 如图，是⼀个长⽅体盒⼦，长，宽，⾼．（1）⼀只蚂蚁从盒⼦下底⾯的点沿盒⼦表⾯爬到点，求它所⾏⾛的最短路线的长．（2）这个长⽅体盒⼦内能容下的最长⽊棒的长度为多少?46. 图1、图2为同⼀长⽅体房间的⽰意图，图 3为该长⽅体的表⾯展开图．（1）蜘蛛在顶点处．①苍蝇在顶点处时，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苍蝇在顶点处时，图2中画出了蜘蛛捉住苍蝇的两条路线，往天花板爬⾏的最近路线和往墙⾯爬⾏的最近路线，试通过计算判断哪条路线更近．（2）在图中，半径为的与相切，圆⼼到边的距离为，蜘蛛在线段上，苍蝇在的圆周上，线段为蜘蛛爬⾏路线，若与相切，试求长度的范围．47. 如图，长⽅体中，，，⼀只蚂蚁从点出发，沿长⽅体表⾯爬到点，求蚂蚁怎样⾛最短，最短路程是多少?48. 如图，平⾏四边形中，，，，将平⾏四边形沿过点的直线折叠，使点落到边上的点处，折痕交边于点．（1）求证：四边形是菱形；（2）若点时直线上的⼀个动点，请计算的最⼩值．49. 实践操作在矩形中，，，现将纸⽚折叠，点的对应点记为点，折痕为（点，是折痕与矩形的边的交点），再将纸⽚还原．QQ群450116225（1）初步思考若点落在矩形的边上（如图①）．①当点与点重合时，，当点与点重合时，；②当点在上，点在上时（如图②），求证：四边形为菱形，并直接写出当时菱形的边长．（2）深⼊探究若点落在矩形的内部（如图③），且点，分别在，边上，请直接写出的最⼩值．（3）拓展延伸若点与点重合，点在上，射线与射线交于点（如图④）．在各种不同的折叠位置中，是否存在某⼀种情况，使得线段与线段的长度相等?若存在，请直接写出线段的长度；若不存在，请说明理由．答案1. B2. C 【解析】将台阶⾯展开，连接，如图，线段即为壁虎所爬的最短路线．因为，，在中，根据勾股定理，得，所以．所以壁虎⾄少爬⾏．3. C 【解析】4. B5. D6. A 【解析】 .7. B 8. B 9. B 10. C11. B 12. A 13. C 【解析】将正⽅体的左侧⾯与前⾯展开，构成⼀个长⽅形，⽤勾股定理求出距离即可．如图，．14.15.【解析】将圆柱的侧⾯沿剪开并铺平得长⽅形，连接，如图．线段就是⼩⾍爬⾏的最短路线．根据题意得．在中，由勾股定理，得，．所以．16.17.18.19.【解析】只要把长⽅体的右侧表⾯剪开与前⾯这个侧⾯所在的平⾯形成⼀个长⽅形，如图 1：长⽅体的宽为，⾼为，点离点的距离是，，，在直⾓三⾓形中，根据勾股定理得：。

2022-2023学年人教版八年级数学上册《最短路径问题》专题练习(含答案)

最短路径问题专题练习1．如图，要在街道l设立一个牛奶站O，向居民区A，B提供牛奶，下列设计图形中使OA+OB值最小的是（）A．B．C．D．2．小颖的爸爸要在某条街道l上修建一个奶站P，向居民区A，B提供牛奶，要使点P到A，B的距离之和最短，则下列作法正确的是（）A．B．C．D．3．A和B两地在一条河的两岸，现要在河上造一座桥MN，使从A到B的路径AMNB最短的是（假定河的两岸是平行线，桥与河岸垂直）（）A．（BM垂直于a）B．（AM不平行BN）4．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（）A．9.6B．8C．6D．4.85．如图，在△AOB中，∠OAB＝∠AOB＝15°，OB＝6，OC平分∠AOB，点P在射线OC上，点Q为边OA上一动点，则P A+PQ的最小值是（）A．1B．2C．3D．46．如图，在△ABC中，AD是△ABC的角平分线，点E、F分别是AD、AB上的动点，若∠BAC＝50°，当BE+EF 的值最小时，∠AEB的度数为（）A．105°B．115°C．120°D．130°7．如图，四边形ABCD中，∠BAD＝130°，∠B＝∠D＝90°，在BC，CD上分别找一点M，N，使△AMN的周长最小时，则∠ANM+∠AMN的度数为（）A．80°B．90°C．100°D．130°8．在△ABC中，AB＝6，BC＝7，AC＝＝4，直线m是△ABC中BC边的垂直平分线，P是直线m．上的一动点，则△APC的周长的最小值为（）A．6B．10C．11D．139．如图，Rt △ABC 中，∠ACB ＝90°，AC ＝6，BC ＝8，AB ＝10，BD 平分∠ABC ，如果点M ，N 分别为BD ，BC上的动点，那么CM +MN 的最小值是（）A ．4B ．4.8C ．5D ．610．如图，OE 为∠AOB 的角平分线，∠AOB ＝30°，OB ＝6，点P ，C 分别为射线OE ，OB 上的动点，则PC +PB的最小值是（）A ．3B ．4C ．5D ．611．如图，△ABC 中，AD ⊥BC ，垂足为D ，AD ＝BC ，点P 为直线BC 上方的一个动点，△PBC 的面积等于△ABC的面积的12，则当PB +PC 最小时，∠PBD 的度数为（）A ．30°B ．45°C ．60°D ．90°12．如图，在锐角三角形ABC 中，AB ＝4，∠BAC ＝60°，∠BAC 的平分线交BC 于点D ，M ，N 分别是AD 和AB上的动点，当BM +MN 取得最小值时，AN ＝（）A ．2B ．4C ．6D ．813．如图，△ABC中，AD垂直BC于点D，且AD＝BC，BC上方有一动点P满足S△PBC=12S△ABC，则点P到B、C两点距离之和最小时，∠PBC的度数为（）A．30°B．45°C．60°D．90°14．如图，在等腰△ABC中，AB＝AC，BC＝8，作AD⊥BC于点D，AD=12AB，点E为AC边上的中点，点P为BC上一动点，则P A+PE的最小值为．15．如图，点P是∠AOB内任意一点，OP＝5cm，点M、N分别是OB、OA边上的点，当△PMN周长的最小值是5cm时，则∠AOB＝．16．如图，在△ABC中，AB＝AC，AC的垂直平分线交AC于点N，交AB于点M，AB＝12cm，△BMC的周长是20cm，若点P在直线MN上，则P A﹣PB的最大值为（）A．12cm B．8cm C．6cm D．2cm17．如图，AB＝AC＝8，∠BAC＝110°，AD是∠BAC内的一条射线，且∠BAD＝25°，P为AD上一动点，则|PB ﹣PC|的最大值是．思考题1．如图，∠AOB＝20°，点M、N分别是边OA、OB上的定点，点P、Q分别是边OB、OA上的动点，记∠MPQ ＝α，∠PQN＝β，当MP+PQ+QN最小时，则β﹣α的值为（）A．10°B．20°C．40°D．60°2．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的度数为（）A．15°B．22.5°C．30°D．47.5°最短路径问题专题练习（答案）1．如图，要在街道l设立一个牛奶站O，向居民区A，B提供牛奶，下列设计图形中使OA+OB值最小的是（D）A．B．C．D．2．小颖的爸爸要在某条街道l上修建一个奶站P，向居民区A，B提供牛奶，要使点P到A，B的距离之和最短，则下列作法正确的是（B）A．B．C．D．3．A和B两地在一条河的两岸，现要在河上造一座桥MN，使从A到B的路径AMNB最短的是（假定河的两岸是平行线，桥与河岸垂直）（D）A．（BM垂直于a）B．（AM不平行BN）4．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（）A．9.6B．8C．6D．4.8【解答】解：∵AB＝AC，AD是∠BAC的平分线，∴AD垂直平分BC，∴BP＝CP．过点B作BQ⊥AC于点Q，BQ交AD于点P，则此时PC+PQ取最小值，最小值为BQ的长，如图所示．∵S△ABC=12BC•AD=12AC•BQ，∴BQ=BC⋅ADAC=12×810=9.6．故选：A．5．如图，在△AOB中，∠OAB＝∠AOB＝15°，OB＝6，OC平分∠AOB，点P在射线OC上，点Q为边OA上一动点，则P A+PQ的最小值是（）A．1B．2C．3D．4【解答】解：作AH⊥OB于H，交OC于P，作PQ⊥OA于Q，∵∠OAB＝∠AOB＝15°，∴PH＝PQ，∴P A+PQ＝P A+PH＝AH，∴P A+PQ的最小值为AH，在Rt△ABH中，∵OB＝AB＝6，∠ABH＝30°，∴AH=12AB＝3，∴P A+PQ的最小值为3，故选：C．6．如图，在△ABC中，AD是△ABC的角平分线，点E、F分别是AD、AB上的动点，若∠BAC＝50°，当BE+EF 的值最小时，∠AEB的度数为（）A．105°B．115°C．120°D．130°【解答】解：过点B作BB′⊥AD于点G，交AC于点B′，过点B′作B′F′⊥AB于点F′，与AD交于点E′，连接BE′，如图，此时BE+EF最小．∵AD是△ABC的角平分线，∴∠BAD＝∠B′AD＝25°，∴∠AE′F′＝65°，∵BB′⊥AD，∴∠AGB＝∠AGB′＝90°，∵AG＝AG，∴△ABG≌△AB′G（ASA），∴BG＝B′G，∠ABG＝∠AB′G，∴AD垂直平分BB′，∴BE＝BE′，∴∠E′B′G＝∠E′BG，∵∠BAC＝50°，∴∠AB′F′＝40°，∴∠ABE＝40°，∴∠BE′F′＝50°，∴∠AE′B＝115°．故选：B．7．如图，四边形ABCD中，∠BAD＝130°，∠B＝∠D＝90°，在BC，CD上分别找一点M，N，使△AMN的周长最小时，则∠ANM+∠AMN的度数为（）A．80°B．90°C．100°D．130°【解答】解：作A点关于CD的对称点F，作A点关于BC的对称点E，连接EF交CD 于N，交BC于M，连接AM、AN，∵∠B＝∠D＝90°，∴AN＝NF，AM＝EM，∴△AMN的周长＝AM+AN+MN＝NF+MN+EM＝EF，此时△AMN的周长有最小值，∵∠F AN＝∠F，∠E＝∠EAM，∴∠E+∠F＝180°﹣∠BAD，∵∠BAD＝130°，∴∠E+∠F＝50°，∴∠BAM+∠F AN＝50°，∴∠MAN＝130°﹣50°＝80°，∴∠ANM+∠AMN＝180°﹣∠MAN＝100°，故选：C．8．在△ABC中，AB＝6，BC＝7，AC＝＝4，直线m是△ABC中BC边的垂直平分线，P是直线m．上的一动点，则△APC的周长的最小值为（）A．6B．10C．11D．13【解答】解：∵直线m是△ABC中BC边的垂直平分线，∴BP＝CP，∴△ACP的周长＝AP+PC+AC＝BP+AP+AC≥AB+AC，∴当A、B、P三点共线时，△ACP的周长最小，∵AB＝6，BC＝7，AC＝4，∴△ACP的周长6+4＝10，∴△ACP的周长最小值为10，故选：B．9．如图，Rt△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝6，BC＝8，AB＝10，BD平分∠ABC，如果点M，N分别为BD，BC上的动点，那么CM+MN的最小值是（）A．4B．4.8C．5D．6【解答】解：如图所示：过点C作CE⊥AB于点E，交BD于点M，过点M作MN⊥BC于点N，∵BD平分∠ABC，∴ME＝MN，∴CM+MN＝CM+ME＝CE．∵Rt△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝6，BC＝8，AB＝10，CE⊥AB，∴S△ABC=12•AB•CE=12•AC•BC，∴10CE＝6×8，∴CE＝4.8．即CM+MN的最小值是4.8，10．如图，OE 为∠AOB 的角平分线，∠AOB ＝30°，OB ＝6，点P ，C 分别为射线OE ，OB 上的动点，则PC +PB 的最小值是（）A ．3B ．4C ．5D ．6【解答】解：过点B 作BD ⊥OA 交于D 点，交OE 于点P ，过点P 作PC ⊥OB 交于C 点， ∵OE 为∠AOB 的角平分线，∴DP ＝CP ，∴PB +PC ＝PD +PB ＝BD ，此时PC +PB 的值最小，∵∠AOB ＝30°，OB ＝6，∴BD ＝3，故选：A ．11．如图，△ABC 中，AD ⊥BC ，垂足为D ，AD ＝BC ，点P 为直线BC 上方的一个动点，△PBC 的面积等于△ABC 的面积的12，则当PB +PC 最小时，∠PBD 的度数为（）A ．30°B ．45°C ．60°D ．90° 【解答】解：∵△PBC 的面积等于△ABC 的面积的12，∴P 在与BC 平行，且到BC 的距离为12AD 的直线l 上，作点B关于直线l的对称点B'，连接B'C交l于P，如图所示：则BB'⊥l，PB＝PB'，此时点P到B、C两点距离之和最小，作PM⊥BC于M，则BB'＝2PM＝AD，∵AD⊥BC，AD＝BC，∴BB'＝BC，BB'⊥BC，∴△BB'C是等腰直角三角形，∴∠B'＝45°，∵PB＝PB'，∴∠PBB'＝∠B'＝45°，∴∠PBC＝90°﹣45°＝45°；故选：B．12．如图，在锐角三角形ABC中，AB＝4，∠BAC＝60°，∠BAC的平分线交BC于点D，M，N分别是AD和AB上的动点，当BM+MN取得最小值时，AN＝（）A．2B．4C．6D．8【解答】解：作B点关于AD的对称点E，过E点作EN⊥AB交AB于点N，交AD于CM于点M，连结BM，∵∠BAC＝60°，AD平分∠BAC，∴E点在AC上，∵BM+MN＝EM+MN＝EN，此时BM+MN的值最小，由对称性可知，AE＝AB，∵AB＝4，在Rt △ABE 中，∠EAN ＝60°，∴∠AEN ＝30°，∴AN ＝2，故选：A ．13．如图，△ABC 中，AD 垂直BC 于点D ，且AD ＝BC ，BC 上方有一动点P 满足S △PBC =12S △ABC，则点P 到B 、C 两点距离之和最小时，∠PBC 的度数为（）A ．30°B ．45°C ．60°D ．90° 【解答】解：∵S △PBC =12S △ABC ，∴P 在与BC 平行，且到BC 的距离为12AD 的直线l 上， ∴l ∥BC ，作点B 关于直线l 的对称点B '，连接B 'C 交l 于P ，如图所示：则BB '⊥l ，PB ＝PB '，此时点P 到B 、C 两点距离之和最小，作PM ⊥BC 于M ，则BB '＝2PM ＝AD ，∵AD ⊥BC ，AD ＝BC ，∴BB '＝BC ，BB '⊥BC ，∴△BB 'C 是等腰直角三角形，∴∠B '＝45°，∵PB ＝PB '，∴∠PBB '＝∠B '＝45°，∴∠PBC ＝90°﹣45°＝45°；14．如图，在等腰△ABC中，AB＝AC，BC＝8，作AD⊥BC于点D，AD=12AB，点E为AC边上的中点，点P为BC上一动点，则P A+PE的最小值为4．【解答】解：∵AB＝AC，BC＝8，AD⊥BC，∴BD＝CD＝4，延长AD至A'，使AD＝A'D，连接A'E，交BC于P，此时P A+PE的值最小，就是A'E的长，∵AD=12AB，AA′＝2AD，∴AA'＝AB＝AC，∵AD＝A'D，AD⊥CD，∴AC＝A'C，∴△AA'C是等边三角形，∵E是AC的中点，∴A'E⊥AC，∴A'E＝CD＝4，即P A+PE的最小值是4，故答案为：4．15．如图，点P是∠AOB内任意一点，OP＝5cm，点M、N分别是OB、OA边上的点，当△PMN周长的最小值是5cm时，则∠AOB＝30°．【解答】解：分别作点P关于OA、OB的对称点D、C，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，∴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＝5，∠AOB=12∠COD，∵△PMN周长的最小值是5cm，∴PM+PN+MN＝5，∴DM+CN+MN＝5，即CD＝5，∴OC＝OD＝CD，即△OCD是等边三角形，∴∠COD＝60°，∴∠AOB＝30°；故答案为30°．16．如图，在△ABC中，AB＝AC，AC的垂直平分线交AC于点N，交AB于点M，AB＝12cm，△BMC的周长是20cm，若点P在直线MN上，则P A﹣PB的最大值为（）A．12cm B．8cm C．6cm D．2cm【解答】解：∵MN垂直平分AC，∴MA＝MC，又∵C△BMC＝BM+MC+BC＝20cm，BM+MA＝AB＝12cm，∴BC＝20﹣12＝8（cm），在MN上取点P，∵MN垂直平分AC连接P A、PB、PC∴P A＝PC∴P A﹣PB＝PC﹣PB在△PBC中PC﹣PB＜BC当P、B、C共线时，即P运动到与P'重合时，（PC﹣PB）有最大值，此时PC﹣PB＝BC＝8cm．故选：B．17．如图，AB＝AC＝8，∠BAC＝110°，AD是∠BAC内的一条射线，且∠BAD＝25°，P 为AD上一动点，则|PB﹣PC|的最大值是8．【解答】解：如图．作点B关于射线AD的对称点B'，连接AB'、CB'．则AB＝AB'，PB'＝PB，∠B'AD＝∠BAD＝25°，∠B'AC＝∠BAC﹣∠BAB'＝110°﹣25°﹣25°＝60°．∵AB＝AC＝8，∴AB'＝AC＝8，∴△AB'C是等边三角形，∴B'C＝8，在△PB'C中，|PB'﹣PC|≤B'C，当P、B'、C在同一直线上时，|PB'﹣PC|取最大值B'C，即为8．∴|PB﹣PC|的最大值是8．故答案为：8．思考题1．如图，∠AOB＝20°，点M、N分别是边OA、OB上的定点，点P、Q分别是边OB、OA上的动点，记∠MPQ＝α，∠PQN＝β，当MP+PQ+QN最小时，则β﹣α的值为（）A．10°B．20°C．40°D．60°【解答】解：如图，作M关于OB的对称点M′，N关于OA的对称点N′，连接M′N′交OA于Q，交OB于P，则MP+PQ+QN最小，∴∠OPM＝∠OPM′＝∠NPQ，∠OQP＝∠AQN′＝∠AQN，∴∠QPN=12（180°﹣α）＝∠AOB+∠MQP＝20°+12（180°﹣β），∴180°﹣α＝40°+（180°﹣β），∴β﹣α＝40°，故选：C．2．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的度数为（）A．15°B．22.5°C．30°D．47.5°【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°，故选：C．。

最短路径问题专项练习题

最短路径问题专项练习题最短路径问题专项练，包括蚂蚁沿正方体、长方体、圆柱、圆锥外侧面吃食问题以及线段最短问题。

原理是两点之间，线段最短；垂线段最短，可以通过构建“对称模型”实现转化。

最短路径问题指的是在给定的图中，找到从一个起点到达一个终点的最短路径。

其中，线段最短问题可以分为同侧和异侧两种情况。

对于异侧的情况，只需要连接这两点，与直线的交点即为所求；对于同侧的情况，需要找到其中一个点关于这条直线的对称点，连接对称点与另一个点，则与该直线的交点即为所求。

证明时可以利用轴对称变换及性质将不在一条直线上的两条线段转化到一条直线上，然后用“两点之间线段最短”解决问题。

解决最值问题时，利用轴对称的性质和三角形的三边关系是常用的方法。

但在应用中，要注意审题，不要只关注图形，而忽略题意要求，以免答非所问。

选址问题的关键是将各条线段转化为一条线段。

根据三角形的三边关系，如果两点在一条直线的同侧，则过两点的直线与原直线的交点处构成线段的差最大；如果两点在一条直线的异侧，则过两点的直线与原直线的交点处构成的线段的和最小。

根据最大值或最小值的情况，可以选择其中一个点的对称点来解决问题。

解决连接河两岸的两个点的最短路径问题时，可以通过平移河岸的方法使河的宽度变为零，转化为求直线异侧的两点到直线上一点所连线段的和最小的问题。

因此，在解决最短路径问题时，可以利用轴对称、平移等变换将不在一条直线上的两条线段转化为一条直线上，从而解决问题。

例2中，要使厂部到A、B两点距离相等，可以作AB的垂直平分线与EF的交点。

要使厂部到A、B两村的水管最短，可以作A（或B）点关于EF的对称点，连接对称点与B点，与EF的交点即为所求。

例3中，要使从A到B的路程最短，只要AM＋BN最短。

因此，可以将MN平移至AC，使两线段在同一平行方向上，连接BC的线段即为最短的，此时点N即为建桥位置，XXX即为所建的桥。

精品资料整理范文范例研究参考1.桥的建造如图2所示，建造一座桥，过点A作AC垂直于河岸，使AC等于河宽。

最短路径专题含答案

（1）如图，当点是；
垂足分别为 ‴，′，为斜边与点
是 Rt
‸ 斜边
的中点．
重合时， ‴ 与 ′ 的位置关系是
上一动点（不与，重合），分别过，向直线 ‸ 作垂线，， ‴ 与 ′ 的数量关系
（2）如图，当点明；
在线段
上不与点
重合时，试判断 ‴ 与 ′ 的数量关系，并给予证
（3）如图，当点
‴
和
‸ 相似，求点
的坐标．
25. 如图，已知抛物线经过原点，顶点为
过，且与直线
h
交于，‸ 两点．
（1）求抛物线的解析式及点 ‸ 的坐标；（2）求证：（3）若点为 ‸ 是直角三角形；轴上的一个动点，过点作轴与抛物线交于点，则是否存在以，，为顶点的三角形与 26. 阅读下面材料：连接 ‴′，则 ‴′ h ‴ ‸ 相似?若存在，请求出点的坐标；若不存在，请说明理由．
（1）求这条抛物线的解析式；（2）点是线段上的动点，过点的坐标；最大时，求点（3）探究：若点作 ‴∥ ‸，交 ‸ 于点 ‴，连接 ‸ ，当的坐标；若不存在，请说明理由． h
的坐标；若不存在，请说明理由．
，将矩形沿对角线 ‸ 剪开，请解决以下问题：
（1）将接与 30. 如图甲，在向点
，并求线段
‸‴ 绕点 ‸ 顺时针旋转高得到的长度；
‸‴ ，请在备用图中画出旋转后的高㤵㤵
‸‴ ，连
（2）在（1）的情况下，将 ‸ 中，
‸ 重叠部分的面积为，求由点，设运动时间为
（2）在图③中，半径为高 dm 的在线段试求上，苍蝇在的长度的范围． 20. 如图所示，长方体的长为

(完整版)勾股定理--最短距离问题蚂蚁爬行的最短路径好

第1页共2页 1A B A 1B 1DCD 1C 124勾股定理--最短距离问题蚂蚁爬行的最短路径正方体1．如图，一只蚂蚁从正方体的底面A 点处沿着表面爬行到点上面的B 点处，它爬行的最短路线是A ．A ⇒P ⇒BB ．A ⇒Q ⇒BC ．A ⇒R ⇒BD ．A ⇒S ⇒B2. 如图，边长为1的正方体中，一只蚂蚁从顶点A 出发沿着正方体的外表面爬到顶点B 的最短距离是 .3. 正方体盒子的棱长为2，BC 的中点为M ，一只蚂蚁从A 点爬行到M 点的最短距离为 .4．如图，点A 的正方体左侧面的中心，点B 是正方体的一个顶点，正方体的棱长为2，一蚂蚁从点A 沿其表面爬到点B 的最短路程是5．如图所示一棱长为3cm 的正方体，把所有的面均分成3×3个小正方形．其边长都为1cm ，假设一只蚂蚁每秒爬行2cm ，则它从下底面点A 沿表面爬行至侧面的B 点，最少要用秒钟．长方体10．（2009•恩施州）如图，长方体的长为15，宽为10，高为20，点B 离点C 的距离为5，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A 爬到点B ，需要爬行的最短距离是。

10题 11 12 1311. 如图，一只蚂蚁从实心长方体的顶点A 出发，沿长方体的表面爬到对角顶点C 1处（三条棱长如图所示），问怎样走路线最短？最短路线长为 .12．（2011•荆州）如图，长方体的底面边长分别为2cm 和4cm ，高为5cm ．若一只蚂蚁从P 点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q 点，则蚂奴爬行的最短路径长为 cm ．蚂蚁到B 处吃食，需要爬行的最短路径是多少？14、如图，长方体盒子（无盖）的长、宽、高分别12cm ,8cm,30cm.(1)在AB 中点C 处有一滴蜜糖，一只小虫从D 处爬到C 处去吃，有无数种走法，则最短路程是多少？(2)此长方体盒子(有盖)能放入木棒的最大长度是多少?15．如图所示：有一个长、宽都是2米，高为3米的长方体纸盒，一只小蚂蚁从A 点爬到B 点，那么这只蚂蚁爬行的最短路径为米。

初中数学最短路径问题专练习题附答案

最短路径问题专练学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图，点A ，B 的坐标分别为(2,0),(0,2)A B ，点C 为坐标平面内一点，1BC =，点M 为线段AC 的中点，连接OM ，则OM 的最大值为（）A1B 12C ．1D ．12【答案】B【解析】【分析】如图所示，取AB 的中点N ，连接ON ，MN ，根据三角形的三边关系可知OM ＜ON+MN ，则当ON 与MN 共线时，OM= ON+MN 最大，再根据等腰直角三角形的性质以及三角形的中位线即可解答．【详解】解：如图所示，取AB 的中点N ，连接ON ，MN ，三角形的三边关系可知OM ＜ON+MN ，则当ON 与MN 共线时，OM= ON+MN 最大，∵(2,0),(0,2)A B ，则∵ABO 为等腰直角三角形，N 为AB 的中点，∵ON=12AB = 又∵M 为AC 的中点，∵MN 为∵ABC 的中位线，BC=1，则MN=1212BC =，12，∵OM 12【点睛】本题考查了等腰直角三角形的性质以及三角形中位线的性质，解题的关键是确定当ON与MN共线时，OM= ON+MN最大．2．如图，在∵ABC中，AB＝2，∵ABC＝60°，∵ACB＝45°，D是BC的中点，直线l经过点D，AE∵l，BF∵l，垂足分别为E，F，则AE+BF的最大值为（）B．C．D．A【答案】A【解析】【分析】把要求的最大值的两条线段经过平移后形成一条线段，然后再根据垂线段最短来进行计算即可．【详解】解：如图，过点C作CK∵l于点K，过点A作AH∵BC于点H，在Rt∵AHB中，∵BH ＝1，AH在Rt∵AHC 中，∵ACB ＝45°，∵AC=∵点D 为BC 中点，∵BD ＝CD ，在∵BFD 与∵CKD 中，90BFD CKD BDF CDK BD CD ∠=∠=︒⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩，∵∵BFD∵∵CKD （AAS ），∵BF ＝CK ，延长AE ，过点C 作CN∵AE 于点N ，可得AE+BF ＝AE+CK ＝AE+EN ＝AN ，在Rt∵ACN 中，AN ＜AC ，当直线l∵AC，综上所述，AE+BF．故选：A ．【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定定理和性质定理及平移的性质，构建全等三角形是解答此题的关键．3．如图，在ABC 中，AB AC =，边AC 的垂直平分线MN 分别交AB ，AC 于点M ，N ，点D 是边BC 的中点，点P 是MN 上任意一点，连接PD ，PC ，若A α∠=，CPD β∠=，PCD 周长最小时，α，β之间的关系是（）A ．αβ>B ．αβ<C ．αβ=D ．90αβ=︒-【答案】C连接AP ，根据线段垂直垂直平分线的性质可知P A =PC ，PAC PCA ∠=∠．由PCD L DP PC CD =++，即得出PCD LDP PA CD =++，由此可知当A 、P 、D 在同一直线上时，PCD L 最小．再根据等腰三角形“三线合一”的性质可知AD 为BAC ∠的平分线，即1122PAC A α∠=∠=．最后根据三角形外角性质即得出PAC PCA β=∠+∠，由此即可判断αβ=．【详解】如图，连接AP ，∵直线MN 是线段AC 的垂直平分线，且P 在线段MN 上，∵P A =PC ，PAC PCA ∠=∠．∵PCD LDP PC CD =++, ∵PCDL DP PA CD =++．由图可知CD 为定值，当A 、P 、D 在同一直线上时，DP PA +最小，即为AD 的长， ∵此时PCD L 最小．∵D 是边BC 的中点，AB =AC ，∵AD 为BAC ∠的平分线， ∵1122PAC A α∠=∠=． ∵CPD PAC PCA ∠=∠+∠，即PAC PCA β=∠+∠，∵αβ=．本题考查线段垂直垂直平分线的性质，等腰三角形的性质，角平分线的定义以及三角形外角性质．根据题意理解当A 、P 、D 在同一直线上时PCD L 最小是解题关键． 4．如图，在ABC 中，3AB =，4AC =，AB AC ⊥，EF 垂直平分BC ，点P 为直线EF 上一动点，则ABP △周长的最小值是（）A ．6B ．7C ．8D ．128【答案】B【解析】【分析】根据题意知点B 关于直线EF 的对称点为点C ，故当点P 与点E 重合时，AP BP +的最小值，求出AC 长度即可得到结论．【详解】解：设AC 交EF 于点E ，连接CP ，EF 垂直平分BC ，B ∴、C 关于EF 对称，∵CP BP =，∵CP AP AC +≥∵BP AP AC +≥，∴当P 和E 重合时，AP BP +的值最小，最小值等于AC 的长，ABP ∴∆周长的最小值是437AC AB +=+=．故选：B ．【点睛】题的关键是找出P的位置．5．如图，透明的圆柱形容器（容器厚度忽略不计）的高为12cm，底面周长为10cm，在容器内壁离容器底部3cm的点B处有一饭粒，此时一只蚂蚁正好在容器外壁，且离容器上沿3cm的点A处，则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径是（）cmA B．13cm C．D．【答案】B【解析】【分析】将容器侧面展开，作A点关于EF的对称点A′，根据两点之间线段最短即可知A′B的长度即为最短距离．利用勾股定理求出A′B即可．【详解】如图：将容器侧面展开，作A关于EF的对称点A′，连接A′B，则A′B即为最短距离，∵高为12cm，底面周长为10cm，在容器内壁离容器底部3cm的点B处有一饭粒，此时蚂蚁正好在容器外壁，离容器上沿3cm与饭粒相对的点A处，∵A′D＝5cm，A′E=AE=3，BD＝12﹣3+A′E＝12cm，∵A′B13cm．故选：B．【点睛】和勾股定理进行求解是解题的关键．6．如图，等腰三角形ABC的底边BC长为4，面积是16，腰AC的垂直平分线EF分别交AC，AB边于E，F点．若点D为BC边的中点，点M为线段EF上一动点，则MC+MD的最小值为（）A．6B．8C．10D．12【答案】B【解析】【分析】连接AD，由于△ABC是等腰三角形，点D是BC边的中点，故AD∵BC，再根据三角形的面积公式求出AD的长，再再根据EF是线段AC的垂直平分线可知，点C关于直线EF的对称点为点A，故AD的长为CM+MD的最小值，由此即可得出结论．【详解】解：连接AD，∵∵ABC是等腰三角形，点D是BC边的中点，∵AD∵BC，∵S△ABC=12BC•AD=12×4×AD=16，解得AD=8，∵EF是线段AC的垂直平分线，∵点C关于直线EF的对称点为点A，∵AD的长为CM+MD的最小值，∵MC+MD的最小值为8．故选：B．【点睛】7．如图，在ABC 中，10AB AC BC ==，，60ABC S =△，AD BC ⊥于点D ，EF 垂直平分AB ，在EF 上确定一点P ，使PB PD +最小（）A ．10B ．11C ．12D ．13【答案】C【解析】【分析】根据三角形的面积公式得到6AD =，由EF 垂直平分AB ，得到点A ，B 关于直线EF 对称，于是得到AD 的长度PB PD =+的最小值，即可得到结论．【详解】解：∵AB AC =，10BC =，60ABC S =△，AD BC ⊥， ∵1=602BC AD ⨯， ∵12AD =，∵EF 垂直平分AB ，∵点A ，B 关于直线EF 对称，∵EF 与AD 的交点即为P 的，此时PA PB =，AD 的长度PB PD =+的最小值，即PB PD +的最小值为12，故选：C ．【点睛】本题考查了轴对称﹣最短路线问题，线段的垂直平分线的性质，等腰三角形的性质，知道AD 的长度PB PD =+的最小值是解题的关键．分别交AC，AB边于E，F点，若点D为BC边的中点，点M为线段EF上一动点，则∵CDM周长的最小值为（）A．6B．8C．10D．12【答案】C【解析】【分析】根据题意，点A，点C关于EF对称，连接AD，交EF于点M，则△CDM周长的最小值AD+DC，利用三角形面积公式计算AD即可．【详解】∵AC的垂直平分线EF分别交AC，AB边于E，F点，∵点A，点C关于EF对称，连接AD，交EF于点M，则△CDM周长的最小值是AD+DC，∵AB＝AC，BC＝4，△ABC的面积是16，点D为BC边的中点，∵AD∵BC，DC=2，11416 22BC AD AD=⨯⨯=，解得AD=8，∵△CDM周长的最小值为：AD+DC=8+2=10，故选C．【点睛】本题考查了线段的垂直平分线，等腰三角形的性质，将军饮马河原理，三角形的面积公式，熟练掌握等腰三角形的性质，将军饮马河原理是解题的关键．9．如图，菱形ABCD的边长为9，面积为P、E分别为线段BD、BC上的动点，则PE+PC的最小值为___．【答案】【解析】【分析】如图，连接AP，过点A作AH∵BC于H．说明P A=PC，再根据垂线段最短，解决问题即可．【详解】解：如图，连接AP，过点A作AH∵BC于H．∵四边形ABCD是菱形，∵A、C关于BD对称，∵P A=PC，∵PE+PC=AP+PE，∵AP+PE≥AH，∵S菱形ABCD=BC•AH，∵AH ，∵PE+PC∵PE+PC的最小值为故答案为：．垂线段最短解决最值问题，属于中考常考题型．三、解答题10．在平面直角坐标系xOy 中，点A 、B 分别在y 轴和x 轴上，已知点A （0，4）．以AB 为直角边在AB 左侧作等腰直角△ABC ，∵CAB ＝90°．(1)当点B 在x 轴正半轴上，且AB ＝8时∵求AB 解析式；∵求C 点坐标；(2)当点B 在x 轴上运动时，连接OC ，求AC +OC 的最小值及此时B 点坐标．【答案】(1)∵4y =+；∵C (4,4--(2)(2,0)B【解析】【分析】（1）∵根据(0,4)A ，8AB =，推出OB B ，0)，设直线AB 的解析式为4y kx =+，将A 、B 坐标代入即可求出AB 解析式；∵过点A 作x 轴的平行线，分别过点C 、B 作y 轴的平行线，交于G 、H ．则AHB CGA ∆∆，所以4AG HB ==，CG AH ==C (4,4--；（2）由AGC BHA ∆≅∆可知4AG =，点C 在直线4x =-上运动，作点O 关于直线4x =-的对称点O '，所以AC OC AC O C '+=+，AC OC +的最小值为AO '的长度，此时2OB AH CG ===，即可求出B 坐标．(1)解：∵(0,4)A ，8AB =，OB ∴B ∴0)，设直线AB 的解析式为4y kx =+，04∴=+，k =AB ∴解析式：4y x =+； ∵过点A 作x 轴的平行线，与分别过点C 、B 作y 轴的平行线交于G 、H ．则AHB CGA ∆∆()AAS4AG HB ∴==，CG AH ==C ∴(4,4--；(2)由AGC BHA ∆≅∆可知4AG =，(B 在x 轴负半轴同理可说明）点C 在直线4x =-上运动，作点O 关于直线4x =-的对称点O '，4OC O C '∴==，448OO '=+=，AC OC AC O C '∴+=+．AC OC +的最小值为AO '=此时2OB AH CG ===，(2,0)B ∴．【点睛】本题主要考查等腰直角三角形的性质、利用轴对称求最短线路．这里构造三角形全等找到点C的运动轨迹是关键．。

专题训练蚂蚁爬行的最短路径(含答案)

蚂蚁爬行的最短路径1．一只蚂蚁从原点0出发来回爬行，爬行的各段路程依次为：+5，-3，+10，-8，-9，+12，-10．回答下列问题：（1）蚂蚁最后是否回到出发点0；（2）在爬行过程中，如果每爬一个单位长度奖励2粒芝麻，则蚂蚁一共得到多少粒芝麻．解：（1）否，0+5-3+10-8-9+12-10=-3，故没有回到0；（2）（|+5|+|-3|+|+10|+|-8|+|-9|+|+12|+|-10|）×2=114粒2.如图，边长为1的正方体中，一只蚂蚁从顶点A 出发沿着正方体的外表面爬到顶点B 的最短距离是.解：如图将正方体展开，根据“两点之间，线段最短”知，线段AB 即为最短路线． AB =51222=+．3．（2006?茂名）如图，点A 、B 分别是棱长为2的正方体左、右两侧面的中心，一蚂蚁从点A 沿其表面爬到点B 的最短路程是cm．解：由题意得，从点A 沿其表面爬到点B 的最短路程是两个棱长的长，即2+2=4．4．如图，一只蚂蚁从正方体的底面A 点处沿着表面爬行到点上面的B 点处，它爬行的最短路线是（）A ．A ?P ?BB ．A ?Q ?BC ．A ?R ?BD ．A ?S ?B 解：根据两点之间线段最短可知选A ．故选A ．5．如图，点A 的正方体左侧面的中心，点B 是正方体的一个顶点，正方体的棱长为2，一蚂蚁从点A 沿其表面爬到点B 的最短路程是（）第6题解：如图，AB =()1012122=++．故选C ．6．正方体盒子的棱长为2，BC 的中点为M ，一只蚂蚁从A 点爬行到M 点的最短距离为（）解：展开正方体的点M 所在的面， ∵BC 的中点为M ，所以MC =21BC =1，在直角三角形中AM ==．7．如图，点A 和点B 分别是棱长为20cm 的正方体盒子上相邻面的两个中心，一只蚂蚁在盒子表面由A 处向B 处爬行，所走最短路程是cm 。

解：将盒子展开，如图所示：AB =CD =DF +FC =21EF +21GF =21×20+21×20=20cm．故选C ．8.正方体盒子的棱长为2，BC 的中点为M ，一只蚂蚁从A 点爬行到M 点的最短距离为. 解：将正方体展开，连接M 、D 1，根据两点之间线段最短， MD =MC +CD =1+2=3， MD 1=132322212=+=+DD MD ． 9．如图所示一棱长为3cm 的正方体，把所有的面均分成3×3个小正方形．其边长都为1cm ，假设一只蚂蚁每秒爬行2cm ，则它从下底面点A 沿表面爬行至侧面的B 点，最少要用2.5秒钟．解：因为爬行路径不唯一，故分情况分别计算，进行大、小比较，再从各个路线中确定最短的路线．（1）展开前面右面由勾股定理得AB ==cm ；第7题1ABA 1B 1D CD 1C 124（2）展开底面右面由勾股定理得AB ==5cm ；所以最短路径长为5cm ，用时最少：5÷2=2.5秒．10．（2009?恩施州）如图，长方体的长为15，宽为10，高为20，点B 离点C 的距离为5，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A 爬到点B ，需要爬行的最短距离是。

八年级数学上册最短路径问题(将军饮马)专项训练(含解析)

最短路径问题（将军饮马）专项训练一、单选题1．如图，在ABC 中，AB AC =，10BC =，60ABC S =△，D 是BC 中点，EF 垂直平分AB ，交AB 于点E ，交AC 于点F ，在EF 上确定一点P ，使PB PD +最小，则这个最小值为( )A ．10B ．11C ．12D ．132．如图方格纸中每个小正方形的边长均为1，线段AC 的两个端点均在小正方形的顶点上，点P 也在小正方形的顶点上．某人从点P 出发，沿图中已有的格点所连线段走一周（即不能直接走线段AC 且要回到P ），则这个人所走的路程最少是（）A ．7B ．14C ．10D ．不确定3．如图，在等边△ABC 中，AB ＝2，N 为AB 上一点，且AN ＝1，AD ＝3，∠BAC 的平分线交BC 于点D ，M 是AD 上的动点，连接BM 、MN ，则BM+MN 的最小值是（）A ．3B ．2C ．1D ．34．如图，在△ABC 中，∠C=90°，∠BAC=30°，AB=12，AD 平分∠BAC ，点PQ 分别是AB 、AD 边上的动点，则BQ+QP 的最小值是（）A．4 B．5 C．6 D．75．如图，在△ABC中，点D、E分别是边AB、AC的中点，∠B=50°，∠A=26°，将△ABC沿DE折叠，点A的对应点是点A′，则∠AEA′的度数是（）A．145°B．152°C．158°D．160°6．图1为某四边形ABCD纸片，其中∠B=70°，∠C=80°．若将CD迭合在AB上，出现折线MN，再将纸片展开后，M、N两点分别在AD、BC上，如图2所示，则∠MNB的度数为（）度.A．90 B．95 C．100 D．1057．如图，在△ABC中，∠ACB＝90°，以AC为底边在△ABC外作等腰△ACD，过点D作∠ADC的平分线分别交AB，AC于点E，F．若AC＝12，BC＝5，△ABC的周长为30，点P是直线DE上的一个动点，则△PBC周长的最小值为（）A．15 B．17 C．18 D．208．平面直角坐标系xOy中，已知A(－1，0)，B(3，0)，C(0，－1)三点，D(1，m)是一个动点，当△ACD 的周长最小时，则△ABD的面积为（）A．13B．23C．43D．839．如图，等边△ABC的边长为4，AD是边BC上的中线，F是边AD上的动点，E是边AC上一点，若AE=2，则EF+CF取得最小值时，∠ECF的度数为（）A ．15°B ．22.5°C ．30°D ．45°10．如图，在△ABC 中，∠C =90°，∠BAC =30°，AB =8，AD 平分∠BAC ，点PQ 分别是AB 、AD 边上的动点，则PQ +BQ 的最小值是A ．4B ．5C ．6D ．711．如图，锐角三角形ABC 中，∠C ＝45°，N 为BC 上一点，NC ＝5，BN ＝2，M 为边AC 上的一个动点，则BM ＋MN 的最小值是（）A ．29B ．21C ．74D ．4512．如图是一块长，宽，高分别是6cm ，4cm 和3cm 的长方体纸盒子，一只老鼠要从长方体纸盒子的一个顶点A 处，沿着长方体的表面到长方体上和A 相对的顶点B 处吃食物，那么它需要爬行的最短路径的长是（）A ．(3213cm +B 85cmC 97cmD 109cm13．如图，ABC ∆是等边三角形，2AB =，AD 是BC 边上的高，E 是AC 的中点，P 是AD 上的一个动点，则PE PC +的最小值为（）A ．1B ．2C ．3D ．2314．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（）A ．3B ．4C ．5D ．615．如图，A 、B 是两个居民小区，快递公司准备在公路l 上选取点P 处建一个服务中心，使P A +PB 最短．下面四种选址方案符合要求的是（）A ．B ．C ．D ．16．已知：如图，在Rt △ABC 中，∠ACB=90°，∠A ＜∠B ，CM 是斜边AB 上的中线，将△ACM 沿直线CM 折叠，点A 落在点A 1处，CA 1与AB 交于点N ，且AN=AC ，则∠A 的度数是（）A ．30°B ．36°C ．50°D ．60°17．如图，在ABC 中，90BCA ∠=︒，3BC =，4CA =，AD 平分BAC ∠，点M N 、分别为AD AC 、上的动点，则CM MN +的最小值是（）A ．1.2B ．2C ．2.4D ．518．在平面直角坐标系中，点A 、B 的坐标分别为（ 2，0 ），（4，0），点C 的坐标为（m ，3 m ）（m 为非负数），则CA ＋CB 的最小值是（）A ．6B ．37C ．27D ．5二、填空题 19．如图，在等边ABC ∆中，D 是BC 的中点，E 是AB 的中点，H 是AD 上任意一点．如果10AB AC BC ===，53AD =，那么HE HB +的最小值是．20．如图，在ABC 中，10AB AC cm ==，8BC cm =，AB 的垂直平分线交AB 于点M ，交AC 于点N ，在直线MN 上存在一点P ，使P 、B 、C 三点构成的PBC 的周长最小，则PBC 的周长最小值为______．21．如图，等腰三角形ABC 的底边BC 长为6，面积是36，腰AC 的垂直平分线EF 分别交AC ，AB 边于E ，F 点，若点D 为BC 边的中点，点M 为线段EF 上一动点，则CDM ∆周长的最小值____．22．如图，P 是AOB ∠内一定点，点M ，N 分别在边OA ，OB 上运动，若30AOB ∠=︒，3OP =，则PMN 的周长的最小值为___________.23．等边三角形ABC中，∠BPC＝150°，BP＝3，PC＝4，M、N分别为AB，AC上两点，且AM＝AN，则PM+PN的最小值为__．24．如图，在Rt△ABC中，∠C=90°，∠A=30°，AC=4，M是AB边上一动点，N是AC边上的一动点，则MN+MC的最小值为_____．25．如图，四边形ABCD中，∠BAD=130°，∠B=∠D=90°，在BC、CD上分别找一点M、N，使△AMN 周长最小时，则∠AMN+∠ANM的度数为____．26．如图所示，在边长为2的等边三角形ABC中，G为BC的中点，D为AG的中点，过点D作EF∥BC 交AB于E，交AC于F，P是线段EF上一个动点，连接BP，GP，则△BPG的周长的最小值是________．27．已知∠AOB=30°，点P、Q分别是边OA、OB上的定点，OP=3，OQ=4，点M、N是分别是边OA、OB上的动点，则折线P-N -M -Q长度的最小值是___________.28．如图，在等边三角形ABC中，BC边上的中线4AD=，E是AD上的一个动点，F是边AB上的一个动点，在点E、F运动的过程中，EB EF+的最小值是______．29．如图，∠AOB=30°，∠AOB内有一定点P，且OP=12，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_____30．如图，在△ABC中，AB＝AC＝5，BC＝6，AD是∠BAC的平分线，AD＝4．若P，Q分别是AD和AC上的动点，则PC+PQ的最小值是_____．31．如图，在Rt△ABC中，∠ACB=90°，∠ABC=60°，AB=4，点D是BC上一动点，以BD为边在BC 的右侧作等边△BDE，F是DE的中点，连结AF，CF，则AF+CF的最小值是_____.32．如图，∠AOB的边OB与x轴正半轴重合，点P是OA上的一动点，点N（6，0）是OB上的一定点，点M是ON的中点，∠AOB=30°，要使PM+PN最小，则点P的坐标为_____．33．某市为解决农村燃气困难，在P处建立了一个燃气站，从P站分别向A、B、C村铺设燃气管道。

专题1.3 勾股定理之最短路径问题专项训练(30道)(举一反三)(北师大版)(解析版)

专题1.3 勾股定理之最短路径问题专项训练（30道）【北师大版】考卷信息：本套训练卷共30题，题型针对性较高，覆盖面广，选题有深度，涵盖了平面直角坐标系中的规律问题所有类型！一．选择题（共12小题）1．（2022春•五华区期末）如图，正方体的棱长为2cm，点B为一条棱的中点．蚂蚁在正方体表面爬行，从点A爬到点B的最短路程是（）A B．4cm C D．5cm【分析】正方体侧面展开为长方形，确定蚂蚁爬行的起点和终点，根据两点之间线段最短，根据勾股定理可求出最短路径长，【解答】解：如图，它运动的最短路程AB==cm）．故选：C．2．（2022春•碑林区校级期末）如图，圆柱的底面周长为12cm，AB是底面圆的直径，在圆柱表面的高BC 上有一点D，且BC＝10cm，DC＝2cm．一只蚂蚁从点A出发，沿着圆柱体的表面爬行到点D的最短路程是（）cm．A．14B．12C．10D．8【分析】首先画出圆柱的侧面展开图，根据底面周长为12cm，求出AB的值；再在Rt△ABD中，根据勾股定理求出AD的长，AD即为所求．【解答】解：圆柱侧面展开图如图所示，∵圆柱的底面周长为12cm，∴AB＝6cm．∵BD＝8cm，在Rt△ABD中，AD2＝AB2+BD2，∴AD10（cm），即蚂蚁从A点出发沿着圆柱体的表面爬行到点D的最短距离是10cm．故选：C．3．（2022春•洛阳期中）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．A．15B C．12D．18【分析】将圆柱沿过A的母线剪开，由题意可知，需在杯口所在的直线上找一点F，使AF+CF最小，则先作出A关于杯口所在直线的对称点A'，连接A'C与杯口的交点即为F，此时AF+CF＝A'F+CF＝A'C，再利用勾股定理求A'C的长即可．【解答】解：如图所示，将圆柱沿过A的母线剪开，由题意可知，需在杯口所在的直线上找一点F，使AF+CF最小，故先作出A关于杯口所在直线的对称点A'，连接A'C与杯口的交点即为F，此时AF+CF＝A'F+CF＝A'C，根据两点之间线段最短，即可得到此时AF+CF最小，并且最小值为A'C的长度，如图所示，延长过C的母线，过A'作A'D垂直于此母线于D，由题意可知，A'D＝18÷2＝9（cm），CD＝12﹣4+4＝12（cm），由勾股定理得：A'C=15（cm），故蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为15cm，故选：A．4．（2022秋•高州市期末）国庆节期间，茂名市一广场用彩灯带装饰了所有圆柱形柱子．为了美观，每根柱子的彩灯带需要从A点沿柱子表面缠绕两周到其正上方的B点，如图所示，若每根柱子的底面周长均为2米，高均为3米，则每根柱子所用彩灯带的最短长度为（）A B C D．5米【分析】要求彩带的长，需将圆柱的侧面展开，进而根据“两点之间线段最短”得出结果，在求线段长时，借助于勾股定理．【解答】解：将圆柱表面切开展开呈长方形，则彩灯带长为2个长方形的对角线长，∵圆柱高3米，底面周长2米，∴AC2＝22+1.52＝6.25，∴AC＝2.5，∴每根柱子所用彩灯带的最短长度为5m．故选：D．5．（2022秋•沈阳期末）如图，长方体的长为3，宽为2，高为4，点B离点C的距离为1，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B，需要爬行的最短路程是（）A B．5C D【分析】要求长方体中两点之间的最短路径，最直接的作法，就是将长方体侧面展开，然后利用两点之间线段最短解答．【解答】解：只要把长方体的右侧表面剪开与前面这个侧面所在的平面形成一个长方形，如图1：∵长方体的宽为2，高为4，点B离点C的距离是1，∴AB=5；只要把长方体的右侧表面剪开与上面这个侧面所在的平面形成一个长方形，如图2：∵长方体的宽为2，高为4，点B离点C的距离是1，∴AB=只要把长方体的上表面剪开与后面这个侧面所在的平面形成一个长方形，如图3：∵长方体的宽为2，高为4，点B离点C的距离是1，∴AB=∵5∴蚂蚁爬行的最短距离是5．故选：B．6．（2022春•郾城区期末）如图，台阶阶梯每一层高20cm，宽30cm，长50cm，一只蚂蚁从A点爬到B点，最短路程是（）cm．A．B．C．120D．130【分析】先将图形平面展开，再用勾股定理根据两点之间线段最短进行解答．【解答】解：如图所示，∵它的每一级的长宽高为20cm，宽30cm，长50cm，∴AB=cm）．答：蚂蚁沿着台阶面爬行到点B的最短路程是，故选：B．7．（2022秋•揭阳校级月考）如图，一个棱长为3的正方体，把它分成3×3×3个小正方体，小正方体的棱长都是1．如果一只蚂蚁从点A爬到点B，那么估计A，B间的最短路程d的值为（）A．4B．5C．6D．7【分析】过B作BD⊥AC于D，根据勾股定理即可得到结论．【解答】解：过B作BD⊥AC于D，则AD＝4，BD＝3，∴A，B间的最短路程d=5，故选：B．8．（2022秋•牡丹区月考）如图是一个供滑板爱好者使用的U型池，该U型池可以看作是一个长方体去掉一个“半圆柱”而成，中间可供滑行的部分的截面是半径为2.5m的半圆，其边缘AB＝CD＝20m．小明要在AB上选取一点E，能够使他从点D滑到点E再滑到点C的滑行距离最短，则他滑行的最短距离约为（）（π取3）m．A．30B．28C．25D．22【分析】要求滑行的最短距离，需将该U型池的侧面展开，进而根据“两点之间线段最短”得出结果．【解答】解：其侧面展开图如图：作点C关于AB的对称点F，连接DF，∵中间可供滑行的部分的截面是半径为2.5m的半圆，∴BC＝πR＝2.5π≈7.5m，AB＝CD＝20m，∴CF＝15m，在Rt△CDF中，DF==25（m），故他滑行的最短距离约为25m．故选：C．9．（2022春•靖西市期中）如图是放在地面上的一个长方体盒子，其中AB＝7cm，BC＝4cm，BF＝6cm，点M在棱AB上，且AM＝1cm，点N是FG的中点，一只蚂蚁要沿着长方形盒子的外表面从点M爬行到点N，它需要爬行的最短路程为（）A．10cm B．C．D．【分析】利用平面展开图有2种情况，画出图形利用勾股定理求出MN的长即可．【解答】解：如图1中，MN=10（cm），如图2中，MN==10（cm），∴一只蚂蚁要沿着长方形盒子的外表面从点M爬行到点N，它需要爬行的最短路程为10cm，故选：A．10．（2022秋•芝罘区期中）某校“光学节”的纪念品是一个底面为等边三角形的三棱镜（如图）．在三棱镜的侧面上，从顶点A到顶点A′镶有一圈金属丝，已知此三棱镜的高为9cm，底面边长为4cm，则这圈金属丝的长度至少为（）A．8cm B．10cm C．12cm D．15cm【分析】画出三棱柱的侧面展开图，利用勾股定理求解即可．【解答】解：将三棱柱沿AA′展开，其展开图如图，则AA′=15（cm）．故选：D．11．（2022秋•青岛期末）棱长分别为8cm，6cm的两个正方体如图放置，点A，B，E在同一直线上，顶点G在棱BC上，点P是棱E1F1的中点．一只蚂蚁要沿着正方体的表面从点A爬到点P，它爬行的最短距离是（）A．+10)cm B．C D．+3)cm【分析】求出两种展开图PA的值，比较即可判断．【解答】解：如图，有两种展开方法：方法一：PA=，方法二：PA=．．故选：C．12．（2022•广饶县一模）如图，长方体的底面边长分别为2厘米和4厘米，高为5厘米．若一只蚂蚁从P 点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q点，则蚂蚁爬行的最短路径长为（）厘米．A．8B．10C．12D．13【分析】要求长方体中两点之间的最短路径，最直接的作法，就是将长方体展开，然后利用两点之间线段最短解答．【解答】解：如图所示：∵长方体的底面边长分别为2cm和4cm，高为5cm．∴PA＝4+2+4+2＝12（cm），QA＝5cm，∴PQ=13cm．故选：D．二．填空题（共8小题）13．（2022春•德城区期末）如图，长方体的长为15cm，宽为10cm，高为20cm，点B离点C的距离是5cm，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B，需要爬行的最短路程是　25　cm．【分析】画出长方体的侧面展开图，根据勾股定理求出AB的长即可．【解答】解：只要把长方体的右侧表面剪开与前面这个侧面所在的平面形成一个长方形，如第1个图：∵长方体的宽为10cm，高为20cm，点B离点C的距离是5cm，∴BD＝CD+BC＝10+5＝15（cm），AD＝20cm，在直角三角形ABD中，根据勾股定理得：∴AB=25（cm）；只要把长方体的右侧表面剪开与上面这个侧面所在的平面形成一个长方形，如第2个图：∵长方体的宽为10cm，高为20cm，点B离点C的距离是5cm，∴BD＝CD+BC＝20+5＝25（cm），AD＝10cm，在直角三角形ABD中，根据勾股定理得：∴AB=cm）；只要把长方体的上表面剪开与后面这个侧面所在的平面形成一个长方形，如第3个图：∵长方体的宽为10cm，高为20cm，点B离点C的距离是5cm，∴AC＝CD+AD＝20+10＝30（cm），在直角三角形ABC中，根据勾股定理得：∴AB==cm）；∵25＜∴蚂蚁爬行的最短距离是25cm．故答案为：25．14．（2022•潍城区一模）云顶滑雪公园是北京2022年冬奥会7个雪上竞赛场馆中唯一利用现有雪场改造而成的，如图左右两幅图分别是公园内云顶滑雪场U型池的实景图和示意图，该场地可以看作是从一个m，其边缘AB＝CD＝24m，点E在CD 长方体中挖去了半个圆柱而成，它的横截面图中半圆的半径为12π上，CE＝4m，一名滑雪爱好者从点A滑到点E，他滑行的最短路线长为．【分析】根据题意可得，AD＝12，DE＝CD﹣CE＝24﹣4＝20，线段AE即为滑行的最短路线长．在Rt△ADE中，根据勾股定理即可求出滑行的最短路线长．【解答】解：将半圆面展开可得：AD＝12m，DE＝DC﹣CE＝20m，在Rt△ADE中，AE==m），即滑行的最短路线长为，故答案为：15．（2022春•仁怀市月考）如图，要在河边l上修建一个水泵站，分别向A村和B村送水，已知A村、B 村到河边的距离分别为2km和7km，且AB两村庄相距13km，则铺设水管的最短长度是　15　km．【分析】作点A关于河边所在直线l的对称点A′，连接A′B交l于P，则点P为水泵站的位置；利用了轴对称的性质可得AP＝A′P，在Rt△AEB中利用勾股定理可以算出AE的长，再在Rt△A′CB中利用勾股定理算出A′B的长，根据两点之间线段最短的性质即可求解．【解答】解：作点A关于河边所在直线l的对称点A′，连接A′B交l于P，则点P为水泵站的位置，此时，（PA+PB）的值最小，即所铺设水管最短；过B点作l的垂线，过A′作l的平行线，设这两线交于点C，过A作AE⊥BC于E，则四边形AA′CE和四边形AMNE是矩形，∴EN＝AM＝2，EC＝AA′＝2+2＝4，A′C＝AE，在Rt△ABE中，依题意得：BE＝BN﹣EN＝7﹣2＝5，AB＝13，根据勾股定理可得：AE=12，在Rt△B A′C中，BC＝BE+EC＝5+4＝9，A′C＝12，根据勾股定理可得：A′B=15，∵PA＝PA′，∴PA+PB＝A′B＝15（km），故答案为：15．16．（2022秋•锦江区校级期末）在一个长4米的长方形草地上，如图堆放着一根三棱柱的木块，它的侧棱长平行且大于场地宽AD，一只蚂蚁从点A处到C处需要走的最短路程是米．【分析】解答此题要将木块展开，然后根据两点之间线段最短解答．【解答】解：由题意可知，将木块展开，相当于是AB+等腰直角三角形的两腰，∴长为2+2﹣10（米）；宽为4米．=故答案为：17．（2022秋•高新区校级期末）如图，教室的墙面ADEF与地面ABCD垂直，点P在墙面上．若PA＝AB＝5米，点P到AD的距离是3米，有一只蚂蚁要从点P爬到点B【分析】可将教室的墙面ADEF与地面ABCD展开，连接P、B，根据两点之间线段最短，利用勾股定理求解即可．【解答】解：如图，过P作PG⊥BF于G，连接PB，∵AG＝3米，AP＝AB＝5米，∴PG＝4米，∴BG＝8米，∴PB==故这只蚂蚁的最短行程应该是故答案为：18．（2022春•德州期中）如图，点A是正方体左侧面的中心，点B是正方体的一个顶点，正方体的棱长为2，一蚂蚁从点A沿其表面爬到点B【分析】根据题意画出图形，过A作EA⊥CD于E，连接AB，则AB长为最短距离，求出OD＝OC，∠DAC＝90°，根据直角三角形斜边上中线性质求出AE＝DE＝EC＝1，根据勾股定理求出即可．【解答】解：如图展开：过A作EA⊥CD于E，连接AB，则AB长为最短距离，∵四边形DFGC是正方形，DC＝BC＝2，∴OD＝OC，∠DAC＝90°，∴∠ADE＝∠ECA＝45°，∵AE⊥DC，∴DE＝EC，∵∠DAC＝90°，DC＝1，∴AE＝DE＝EC=12在△AEB中，∠AEB＝90°，BE＝1+2＝3，EA＝1，由勾股定理得：AB19．（2022秋•中原区校级期末）如图，一个三棱柱盒子底面三边长分别为3cm，4cm，5cm，盒子高为9cm，一只蚂蚁想从盒底的点A沿盒子的表面爬行一周到盒顶的点B，蚂蚁要爬行的最短路程是　15　cm．【分析】将三棱柱侧面展开得出矩形，求出矩形对角线的长度即可．【解答】解：如图，右侧为三棱柱的侧面展开图，AA′＝3+4+5＝12cm，A′B＝9cm，∠AA′B＝90°，∴AB==15cm，故答案为：15．20．（2022秋•凤城市期中）如图所示的长方体透明玻璃鱼缸，假设其长AD＝80cm，高AB＝60cm，水深AE＝40cm．在水面上紧贴内壁G处有一块面包屑，G在水面线EF上，且EG＝60cm，一只蚂蚁想从鱼缸外的A点沿鱼缸壁爬进鱼缸内的G处吃面包屑．则蚂蚁爬行的最短路线为　100　cm．【分析】作出A关于BC的对称点A′，连接A′G，与BC交于点Q，此时AQ+QG最短；A′G为直角△A′EG的斜边，根据勾股定理求解即可．【解答】解：如图所示作点A关于BC的对称点A′，连接A′G交BC与点Q，小虫沿着A→Q→G的路线爬行时路程最短．在直角△A′EG中，A′E＝80cm，EG＝60cm，∴AQ+QG＝A′Q+QG＝A′G=100cm．∴最短路线长为100cm．故答案为：100．三．解答题（共10小题）21．（2022春•宜城市期末）如图，某小区有两个喷泉A，B，两个喷泉的距离长为125m．现要为喷泉铺设供水管道AM，BM，供水点M在小路AC上，供水点M到AB的距离MN的长为60m，BM的长为75m．（1）求供水点M到喷泉A，B需要铺设的管道总长；（2）求喷泉B到小路AC的最短距离．【分析】（1）根据勾股定理解答即可；（2）根据勾股定理的逆定理和垂线段解答即可．【解答】解：（1）在Rt△MNB中，BN==45（m），∴AN＝AB﹣BN＝125﹣45＝80（m），在Rt△AMN中，AM100（m），∴供水点M到喷泉A，B需要铺设的管道总长＝100+75＝175（m）；（2）∵AB＝125m，AM＝100m，BM＝75m，∴AB2＝BM2+AM2，∴△ABM是直角三角形，∴BM⊥AC，∴喷泉B到小路AC的最短距离是BM＝75m．22．（2022秋•原阳县期末）如图，一个正方体木箱子右边连接一个正方形木板，甲蚂蚁从点A出发，沿a，b，d三个面走最短路径到点B；同时，乙蚂蚁以相同的速度从点B出发，沿d，c两个面走最短路径到点A．请你通过计算判断哪只蚂蚁先到达目的地？【分析】将正方体展开，根据两点之间线段最短，构造出直角三角形，进而求出最短路径的长．【解答】解析展开a，b，c与d在同一平面内，如图所示．由题意可知，甲蚂蚁走的路径为A1B，A1B=cm）．乙蚂蚁走的路径为A2B，A2B==cm）．所以A1B＞A2B，故乙蚂蚁先到达目的地．23．（2022秋•江北区期末）在立方体纸盒的顶点A处有一只蚂蚁，在另一顶点E处有一粒糖，你能为这只蚂蚁设计一条最短路线，使它沿着立方体表面上的这一条路线爬行，最快捷吃到糖吗？以下提供三个方案：①A→B→C→E；②A→C→E；③A→D→E．（1）三种方案①、②、③中爬行路线最短的方案是　③　；最长的方案是　①　．（2）请根据数学知识说明理由．【分析】（1）根据“化曲面为平面”，且利用“两点之间线段最短”可知，爬行路线最短的方案是③；最长的方案是①；（2）分别求出三种方案蚂蚁爬行的路程，比较即可求解．【解答】解：（1）三种方案①、②、③中爬行路线最短的方案是③；最长的方案是①．故答案为：③；①；（2）爬行路线最短的方案是③；最长的方案是①．理由如下：‘’设立方体纸盒的棱长为a，则a＞0．方案：①A→B→C→E蚂蚁爬行的路程为：AB+BC+CE＝a+a+a＝3a；方案；②A→C→E蚂蚁爬行的路程为：AC+CE=a+1）a；方案；③A→D→E．1）a＜3a，∴爬行路线最短的方案是③；最长的方案是①．24．（2022秋•二道区期末）如图，已知线段BC是圆柱底面的直径，圆柱底面的周长为10，圆柱的高AB＝12，在圆柱的侧面上，过点A、C两点嵌有一圈长度最短的金属丝．（1）现将圆柱侧面沿AB剪开，所得的圆柱侧面展开图是　C　；（2）求该金属丝的长．【分析】（1）由平面图形的折叠及立体图形的表面展开图的特点解题；（2）要求丝线的长，需将圆柱的侧面展开，进而根据“两点之间线段最短”得出结果，在求线段长时，根据勾股定理计算即可．【解答】解：（1）因为圆柱的侧面展开面为长方形，AC展开应该是两线段，且有公共点C．故答案为：C；（2）如图，把圆柱的侧面展开，得到矩形，则这圈金属丝的周长最小为2AC的长度．∵圆柱底面的周长为10，圆柱的高AB＝12，∴该长度最短的金属丝的长为2AC＝=26．25．（2022秋•随县期末）如图1所示，长方形是由两个正方形拼成的，正方形的边长为a，对角线为b，长方形对角线为c．一只蚂蚁从A点爬行到C点．（1）求蚂蚁爬行的最短路线长（只能按箭头所示的三条路线走），并说明理由；（2）如果把右边的正方形EFBC沿EF翻转90°得到如图2所示的正方体相邻的两个面（实线表示），则蚂蚁从A点到C点的最短路线长是多少？请在图2中画出路线图，若与图中的线段有交点，则要标明并说明交点的准确位置．（可测量猜想判断）【分析】（1）根据两点之间线段最短求解；（2）把正方体相邻的两个面展开成平面，连接A，C即是最短路线．【解答】解：（1）从A﹣B﹣C路线长：a+a+a＝3a，从A﹣D﹣C路线长：a+a+a＝3a，从A﹣E﹣C路线长：a+b．（3分）根据两点之间，线段最短．可得AD+DE＞AE，即a+a＞b，（6分）所以a+a+a＞a+b，即3a＞a+b（7分）（说明：只要写出理由“两点之间，线段最短”即给6分）故从A到C的最短路线长为a+b；（8分）（2）从A到C的最短路线长为C，（10分）图中的点M为线段EF的中点．（11分）位置如图．（13分）26．（2022秋•罗湖区期中）（1）如图1，长方体的长为4cm，宽为3cm，高为12cm．求该长方体中能放入木棒的最大长度；（2）如图2，长方体的长为4cm，宽为3cm，高为12cm．现有一只蚂蚁从点A处沿长方体的表面爬到点G处，求它爬行的最短路程．（3）若将题中的长方体换成透明圆柱形容器（容器厚度忽略不计）的高为12cm，底面周长为10cm，在容器内壁离底部3cm的点B处有一饭粒，此时一只蚂蚁正好在容器外壁且离容器上沿3cm的点A处．求蚂蚁吃到饭粒需要爬行的最短路程是多少？【分析】（1）利用勾股定理直接求出木棒的最大长度即可．（2）将长方体展开，利用勾股定理解答即可；（3）将容器侧面展开，建立A关于EF的对称点A′，根据两点之间线段最短可知A′B的长度即为所求．【解答】解：（1）由题意得：该长方体中能放入木棒的最大长度是：=13（cm）．（2）分三种情况可得：AG=＞AG＞AG=，；（3）∵高为12cm，底面周长为10cm，在容器内壁离容器底部3cm的点B处有一饭粒，此时蚂蚁正好在容器外壁，离容器上沿3cm与饭粒相对的点A处，∴A′D＝5cm，BD＝12﹣3+AE＝12cm，∴将容器侧面展开，作A关于EF的对称点A′，连接A′B，则A′B即为最短距离，A′B=13（Cm）．27．（2022秋•元宝区校级期中）一根长90cm的灯管上，缠满了彩色丝带，已知可近似地将灯管看作圆柱体，且底面周长为4cm，彩色丝带均匀地缠绕了30圈，问：丝带共有多长？【分析】根据题意抽象出直角三角形，利用勾股定理求得彩色丝带的长即可．=150cm，答：丝带共有150cm．28．（2022秋•东明县期中）东明县是鲁西南的化工基地，有东明石化集团，洪业化工集团，玉皇化工集团等企业，化学工业越来越成为东明县经济的命脉，化工厂里我们会经常看到如图储存罐，根据需要，在圆柱形罐的外围要安装小梯子，如果油罐的底面半径为6米，高24米，梯子绕罐体半圆到达罐顶，则梯子至少要多长？【分析】把立体图形转化为平面图形，利用勾股定理即可解决问题．【解答】解：如图，根据题意，BC＝24m，AB=1•2π•6≈18m，2在Rt△ABC中，AC30m，答：梯子至少要30m．29．（2022秋•福田区期末）如图，是一个圆柱形的饼干盒，在盒子外侧下底面的点A处有甲、乙两只蚂蚁，它们都想要吃到上底面外侧B′处的食物：甲蚂蚁沿A→A′→B′的折线爬行，乙蚂蚁沿圆柱的侧面爬行：若∠AOB＝∠A′O′B′＝90°（AA′、BB′都与圆柱的中轴线OO′平行），圆柱的底面半径是12cm，高为1cm，则：（1）A′B，甲蚂蚁要吃到食物需爬行的路程长l1+1　cm；（2）乙蚂蚁要吃到食物需爬行的最短路程长l2（π取3）；（3）若两只蚂蚁同时出发，且爬行速度相同，在乙蚂蚁采取最佳策略的前提下，哪只蚂蚁先到达食物处？请你通过计算或合理的估算说明理由．（参考数据：π取3≈1.4）【分析】（1）由∠A′O′B′＝90°，可知△B′A′O′为等腰直角三角形，故此A′B′=′O ′，然后根据l1＝A′B′+AA′求解即可；（2）先求得弧A′B′的长，然后根据勾股定理求得矩形AA′B′B的对角线的长度即可；（3 1.4代入从而可求得l1、l2的近似值，从而可作出判断．【解答】解：（1）∵∠A′O′B′＝90°，O′A′＝O′B′，∴A′B′＝A′B′=′O′＝∴l1＝A′B′+AA′＝1．故答案为：1．=6π＝18．（2）A′B′=90°×2π×12360°将圆柱体的侧面展开得到如图1所示矩形AA′B′B．∵A′B′=18，∴A′B′＝18．在Rt△ABB′中，AB′=故答案为：（3）∵l1＝1≈12×1.4+1＝17.8∴l21=316.84．∵l22=2=325，∴l21＜l22．∴l1＜l2．∴甲蚂蚁先到达食物处．30．（2022秋•安岳县期末）勾股定理是解决直角三角形很重要的数学定理．这个定理的证明的方法很多，也能解决许多数学问题．请按要求作答：（1）选择图1或图2中任一个图形来验证勾股定理；（2）利用勾股定理来解决下列问题：如图3，圆柱形玻璃杯高为12cm，底面周长为16cm，在杯外离杯底3cm的点C处有一滴蜂蜜，此时一只蚂蚁正好在杯外壁且与蜂蜜C相对的点A处，点A离杯口3cm．则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为多少？【分析】（1）根据正方形的面积等于四个直角三角形的面积与正方形面积的即可得出结论；（2）蚂蚁实际上是在圆柱的半个侧面上爬行，如果将这半个侧面展开，根据：“两点之间，线段最短“，所求的最短路程就是这一个展开图AC的长．在R t△ABC中，AB＝底面周长的一半＝8cm，BC＝12﹣3﹣3＝6cm．，所以由勾股定理得：AC＝10cm，所以蚂蚁爬行的最短路程为10cm．ab+c2，【解答】解：（1）若选图1，则由图形可知：（a+b）2＝4×12整理得：a2+b2＝c2；ab+（b﹣a）2＝c2，若选图2，则由图形可知：4×12整理得：a2+b2＝c2．（2）如图所示，∵在Rt△ABC中，AB＝底面周长的一半＝8cm，BC＝12﹣3﹣3＝6cm，∴由勾股定理得：AC=10cm，∴蚂蚁爬行的最短路程为10cm．。

13.4最短路径问题将军饮马专题训练人教版八年级上册2024—2025学年八年级上册

13.4最短路径问题将军饮马专题训练人教版八年级上册2024—2025学年八年级上册一．将军饮马：线段和的最小值例1．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．如图1所示，诗中将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发，走到河旁边的C点饮马后再到B点宿营．请问怎样走才能使总的路程最短？请你用所学的数学知识在图2中画出．例2．已知x+y＝7，且x，y均为正数，则的最小值是．变式1．如图，在平面直角坐标系中，点A（﹣2，2），B（2，1），点P（x，0）是x轴上的一个动点．结合图形得出式子的最小值是（）A．3B．C．5D．变式2．如图，正方形ABCD的边长为8，M在CD上，且DM＝2，N是AC上的一个动点，则DN+MN的最小值为（）A．6B．8C．10D．8变式3．如图，牧童在A处牧马，牧童的家在B处，A，B处到河岸的距离分别是AC＝300m，BD＝500m，且C，D两地之间的距离为600m．牧童从A处将马牵到河边去饮水，再牵回家，他至少要走的路程是（）A．1400m B．（500+300）mC．1000m D．（300+100）m变式4．如图，在△ABC中，AB⊥AC，AB＝3，BC＝5，AC＝4，EF垂直平分BC，点P为直线EF上的任意一点，则△ABP周长的最小值是（）A．12B．6C．7D．8变式5．如图，在△ABC中，AB＝7，BC＝5，AC的垂直平分线分别交AB，AC于点D，E，点F是DE上任意一点，△BCF的周长的最小值是（）A．2B．12C．5D．7二．选址造桥例3．如图，A和B两地在一条河的两岸，现要在河上造一座桥MN，使从A到B的路径AMNB最短的是（假定河的两岸是平行直线，桥要与河岸垂直）（）A．B．C．D．变式1．河的两岸成平行线，A，B是位于河两岸的两个车间（如图），要在河上造一座桥，使桥垂直于河岸，并且使A，B间的路程最短确定桥的位置的方法是：作从A到河岸的垂线，分别交河岸PQ，MN于F，G．在AG上取AE＝FG，连接EB，EB交MN于D．在D处作到对岸的垂线DC，垂足为C，那么DC就是造桥的位置．请说出桥造在CD位置时路程最短的理由，也就是（AC+CD+DB）最短的理由．变式2．如图，在平面直角坐标系中，O为原点，点A，C，E的坐标分别为（0，4），（8，0），（8，2），点P，Q是OC边上的两个动点，且PQ＝2，要使四边形APQE的周长最小，则点P的坐标为（）A．（2，0）B．（3，0）C．（4，0）D．（5，0）三．线段差最大例4．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（）A．2B．3C．D．变式1．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|P A﹣PB|的最大值为．变式2．如图，在△ABC中，AB＝AC，AC的垂直平分线交AC于点N，交AB于点M，AB＝12cm，△BMC的周长是20cm，若点P在直线MN上，则P A﹣PB的最大值为（）A．12cm B．8cmC．6cm D．2cm四．角中对称问题例5．如图所示，OB是一条河流，OC是一片菜田，张大伯每天从家（A点处）去河边挑水，然后把水挑到菜田处，最后回到家中．请你帮他设计一条路线，使张大伯每天行走的路线最短．下列四个方案中你认为符合要求的是（）A．B．C．D．变式1．如图，点P是∠AOB内任意一点，OP＝8cm，点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点，若PN+PM+MN的最小值是8cm，求∠AOB的度数．变式2．如图所示，点P为∠AOB内一点，分别作出点P关于OA、OB的对称点P1、P2．连接P1P2交OA于M，交OB于N，若P1P2＝6，求则△PMN的周长．变式3．如图，∠AOB＝60°，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，求MP+PQ+QN的最小值课后练习1．如图，已知正方形ABCD的边长是4，点E是AB边上一动点，连接CE，过点B作BG ⊥CE于点G，点P是AB边上另一动点，则PD+PG的最小值为．2．如图，在Rt△ABC中，∠A＝90°，AB＝4，AC＝3，M、N、P分别是边AB、AC、BC 上的动点，连接PM、PN和MN，则PM+PN+MN的最小值是．3．如图，在矩形ABCD中，AB＝3，AD＝6，AE＝4，AF＝2，G，H分别是边BC，CD上的动点，则四边形EFGH周长的最小值为．4．如图，在边长为4的正方形ABCD中，E为BC的中点，P为对角线BD上的一个动点，则线段CP+EP的最小值为．5．如图，正方形ABCD的边长为6，∠DAC的平分线交DC于点E．若点P，Q分别是AD 和AE上的动点，则DQ+PQ的最小值是．6．如图，过边长为2的等边三角形ABC的顶点C作直线l ⊥BC，然后作△ABC关于直线l对称的△A′B′C，P为线段A′C上一动点，连接AP，PB，则AP+PB的最小值是（）A．4B．3C．2D．2+7．如图，∠AOB＝30°，点P是∠AOB内的定点且OP＝3，若点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．3B．C．D．65．如图，已知正方形ABCD的边长为3，点E是AB边上一动点，连接ED，将ED绕点E顺时针旋转90°到EF，连接DF，CF，则当DF+CF之和取最小值时，△DCF的周长为（）A．B．C．D．6．如图，四边形ABCD中，∠BAD＝130°，∠B＝∠D＝90°，在BC，CD上分别找一点M，N，使△AMN的周长最小时，则∠ANM+∠AMN的度数为（）A．80°B．90°C．100°D．130°7．如图，△ABC中，AD⊥BC，垂足为D，AD＝BC，P为直线BC 上方的一个动点，△PBC的面积等于△ABC的面积的，则当PB+PC最小时，∠PBC的度数为（）A．30°B．45°C．60°D．90°8．如图，直线y＝x+8分别与x轴、y轴交于点A和点B，点C，D分别为线段AB，OB的中点，点P为OA上一动点，当PC+PD值最小时，点P的坐标为（）A．（﹣4，0）B．（﹣3，0）B．C．（﹣2，0）D．（﹣1，0）9．如图，等边△ABC中，BD⊥AC于D，QD＝15，点P、Q分别为AB、AD上的两个定点且BP＝AQ＝20，在BD上有一动点E使PE+QE最短，则PE+QE的最小值为（）A．35B．40C．50D．6010．如图，在△ABC中，∠A＝90°，AB＝6，BC＝10，EF是BC 的垂直平分线，P是直线EF上的任意一点，则P A+PB的最小值是（）A．6B．8C．10D．1213．如图，在正方形ABCD中，点E，F在对角线AC上，AC＝12，若点E，F是AC的三等分点，点P在正方形ABCD的边上从点A开始按逆时针方向运动一周，直至返回点A，则在此过程中PE+PF的最小值为（）A．4B．4C．6D．614．如图，在锐角三角形ABC中，AB＝4，∠BAC＝60°，∠BAC 的平分线交BC于点D，M，N分别是AD和AB上的动点，当BM+MN取得最小值时，AN＝（）A．2B．4C．6D．815．如图，P为∠AOB内一定点，M，N分别是射线OA，OB上的点，当△PMN的周长最小时，∠MPN＝100°，求∠AOB．16．如图，在锐角△ABC中，∠C＝40°；点P是边AB上的一个定点，点M、N分别是AC 和BC边上的动点，当△PMN的周长最小时，求∠MPN的度数17．如图，∠AOB＝30°，点P在OB上且OP＝2，点M、N分别是OA、OB上的动点，求PM+MN的最小值18．如图，在Rt△ABC中，∠C＝90°，∠B＝60°，点D在BC上且BD＝1，AD＝4，点E、F分别为边AC、AB上的动点，求△DEF的周长的最小值为．19．如图，在锐角△ABC中，∠ACB＝30°，点P为边AB上的一定点，连接CP，CP＝4，M，N分别为边AC和BC上的两动点，连接PM，PN，MN，则△PMN周长的最小值为；当△PMN周长的最小值时，∠MPN的度数为．20．如图，在△ABC中，AC＝BC＝4，∠ACB＝120°，点M在边BC上，且BM＝1，点N 是直线AC上一动点，点P是边AB上一动点，求PM+PN的最小值.21．如图，边长为a的等边△ABC中，BF是AC上中线且BF＝b，点D是线段BF上的动点，连接AD，在AD的右侧作等边△ADE，连接BE，求△ABE周长的最小值。