在学习了作轴对称图形之后,人教版八年级上册P42,有这样一个问题: 这种模型就是著名的“将军饮马”问题: 解决方法如上面图(2),作点B(点A也行)关于直线l的对称点B′,连接A B′交直线l于点C,则点C就是要找的使输气管道最短的位置。其原理就是“三角形任意两边之和大于第三边”(北师大版七下第五章123页第5题类似)。 求两线段之和最小是最值问题中很基本的一个模型,一般已知两定点一动点,动点在某条定线上,两定点在定线同侧。求解步骤为:①利用轴对称作其中任一定点关于定线的对称点;②连接对称点和另外一个定点,交定直线于某点,此点即为所求;③利用勾股定理等知识求解算出答案。 这一类问题也是当今中考的热点题型之一,通常会以角、三角形、四边形、圆、坐标轴、抛物线为载体出题。 还有一种类型是固定长度线段MN在直线l上滑动,求AM MN BN的最小值。这时需平移BN(或AM),转化为求解决,如下图所示. 本文讲练结合,对线段和最小值问题的原理、常见题型及解法思路层层剖析,后面附有练习题和配套答案,力求能使大家熟练掌握这种求最值的方法。 【典例】 1、如下图,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_______。 解析:如下图,过点C作CO⊥AB于O,延长CO到C′,使OC′=OC,连接DC′,交AB于E,连接CE,此时DE CE=DE EC′=DC′的值最小. 连接BC′,由对称性可知∠C′BE=∠CBE=45°,∴∠CBC′=90°,∴BC′⊥BC,∠BCC′=∠BC′C=45°, ∴BC=BC′=2,∵D是BC边的中点,∴BD=1,根据勾股定理可得DC′=√5,故答案为:√5. 2、如下图,在边长为2㎝的正方形ABCD中,点Q为BC边的中点,点P为对角线AC上一动点,连接PB、PQ,则△PBQ周长的最小值为____________㎝(结果不取近似值). 解析:因为BQ是定值,所以求△PBQ周长的最小值就是在AC上求一点P,使PB PQ的值最小即可,依然是标准的轴对称模型,如果你能这样考虑,恭喜你答对了,下面就按照此类模型的标准解法做就行了。 如下图,因为点B关于AC的对称点是D点,所以连接DQ,与AC的交点P就是满足条件的点DQ = PD PQ = PB PQ,故DQ的长就是PB PQ的最小值,在直角△CDQ中,CQ = 1 ,CD = 2,根据勾股定理,得,DQ = √5 3、如下图,两条公路OA、OB相交,在两条公路的夹角中有一个油库,设为点P,如在两条公路上各设置一个加油站,,请你设计一个方案,把两个加油站设在何处,可使运油车从油库出发,经过一个加油站,再到另一个加油站,最后回到油库所走的路程最短。 解析: 这是一个实际问题,需要把它转化为数学问题,经过分析,知道此题是求运油车所走路程最短,OA与OB相交,点P在∠AOB内部,通常我们会用轴对称模型,分别做点P关于直线OA和OB的对称点P₁、P₂ ,连结P₁P₂分别交OA、OB于C、D,C、D两点就是使运油车所走路程最短的地点. 4、如下图,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? (类似的问题在北师大版8下第三章90页第18题,课本上还多一问:桥建在何处才能使A、B到桥的距离相等?你怎么回答?) 作法:设a、b的距离为h。 ①把点B竖直向上平移h个单位得到点B'; ②连接AB'交a于C; ③过C作CD⊥b垂足为D; ④连接BD。 证明:∵BB'∥CD且BB'=CD, ∴四边形BB'CD是平行四边形,∴CB'=BD ∴AC+CD+DB=AC+CB'+B'B=AB'+B'B 在a上任取一点C',作C'D',连接AC'、D'B,C'B' 同理可得AC'+C'D'+D'B=AC'+C'B'+B'B 而AC'+C'B'>A B' ∴AC+CD+DB最短。 点评:本题是研究AC+CD+DB最短时的C、D的取法,而CD是定值,所以问题集中在研究AC+DB最小上。但AC、DB不能衔接,可将BD平移B'C处,则AC+DB可转化为AC+CB',要使AC+CB'最短,显然,A、C、B'三点要在同一条直线上。 讲这么多了,该一试身手了 【强化练习】 1、如下图,在等边△ABC中,AB = 6,AD⊥BC,E是AC上的一点,M是AD上的一点,且AE = 2,求ME MC的最小值。 2、如下图,在平面直角坐标系中,有A(3,-2),B(4,2)两点,现另取一点C(1,n),当n =______时,AC BC的值最小. 3、如下图,一次函数y=kx b的图象与x、y轴分别交于点A(2,0),B(0,4). (1)求该函数的解析式; (2)O为坐标原点,设OA、AB的中点分别为C、D,P为OB上一动点,求PC+PD的最小值,并求取得最小值时P点坐标. 4、如下图,A、B是直线a同侧的两定点,定长线段PQ在a上平行移动,问PQ移动到什么位置时,AP PQ QB的长最短? 【答案】 1、因为点C关于直线AD的对称点是点B,所以连接BE,交AD于点M,则ME MD最小,如下图,过点B作BH⊥AC于点H,则EH = AH – AE = 3 – 2 = 1,根据勾股定理可得BH = 3√3,在直角△BHE中,可求得BE = 2√7 2、点C(1,n),说明点C在直线x=1上,所以作点A关于直线x=1的对称点A',连接A'B,交直线x=1于点C,则AC BC的值最小,设直线A'B的解析式为y=kx b,则-2=-k b, 2=4k b,解:k = (4/5) b = - (6/5) 所以:y = (4/5)x-(6/5) 当x = 1时,y = -(2/5) 故当n = -(2/5)时,AC BC的值最小 3、(1)由题意得:0 = 2x b 4 = b 解得 k = -2,b= 4,所以 y = -2x 4 (2)如下图,作点C关于y轴的对称点C',连接C'D,交y轴于点P,则C'D = C'P PD = PC PD C'D就是PC PD的最小值,连接CD,则CD = 2,CC' = 2,在直角△C'CD中,根据勾股定理 C'D = 2√2 求直线C'D的解析式,由C'(-1,0),D(1,2) 所以,有0 = -k b 2 = k b 解得 k = 1,b = 1,所以 y = x 1 当x = 0时,y =1,则P(0,1) 4、作法:(假设P'Q'就是在直线L上移动的定长线段) 1)过点B作直线L的平行线,并在这条平行线上截取线段BB',使它等于定长P'Q'; 2)作出点A关于直线L的对称点A',连接A'B',交直线L于P; 3)在直线L上截取线段PQ=P'Q.. 则此时AP PQ BQ最小. 略证:由作法可知PQ=P'Q'=BB',四边形PQBB'与P'Q'BB'均为平行四边形. 下面只要说明AP BQ 点A与A'关于直线L对称,则AP=A'P,AP'=A'P'. 故:AP BQ=A'P B'P=A'B'; AP' BQ'=A'P' B'P'. 显然,A'B' |
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