试题呈现 思路初探 拿到本题,估计很多同学一时都会懵的,点P,点E,点F的位置都不确定,三个动点,还要求三条不定线段和的最值,太难了吧. 怎么办,我们要学会把未知问题与已学知识联系起来!不知同学们在碰到此题时,是否会想起初二学习轴对称内容时肯定遇到过的这样一个问题: 如图,在∠MON的内部有一点A,在OM上找一点B,在ON上找一点C,使得△BAC周长最短. 分析: 这是在学习完将军饮马问题后的一道经典题,点A确定,点B,点C未确定,是典型的一定两动问题. 我们可以这样思考,若点C位置确定,要求AB+BC最短,同学们肯定已经知道,作点A关于OM的对称点A',连接A'C即可;而若点B位置确定,要求AC+BC最短,则作点A关于ON的对称点A'',连接A''B即可.而现在点B,点C位置都不确定,怎么办? 作两次对称!分别作点A关于OM,ON的对称点,问题不就迎刃而解了吗? 解答: 如图,作点A关于OM的对称点A', 作点A关于ON的对称点A'',连接A'A'',与OM交于点B,与ON交于点C,连接AB,AC,△ABC即为所求. 继续思考 假如题目再变!怎么做? 如图,连接OA,若∠MON=30°,OA=4,求△ABC周长的最小值. 解析: 要求△ABC周长的最小值,你自然会想到就是求A'A''的长度,怎么考虑?如何把∠MON=30°,OA=4的条件用起来? 既然是轴对称,再找找有没有和OA有联系的线段呢?马上想到连接OA',OA'',因为OA=OA'=OA'',而∠MON=∠MOA+∠NOA=30°,由对称性知,∠MOA'=∠MOA,∠NOA''=∠NOA,∴∠A'OA''=60°,则△A'OA''是等边三角形,A'A''=4,即所求△ABC周长的最小值为4. 解答: 恍然大悟 那么,回到文章开头的这道题,显然的,本题只需要作点P关于AB的对称点P',关于AC的对称点P'',连接P'P'',与AB交于点E,与AC交于点F,连接PE,PF,AP,AP',AP'',PE+EF+FP=P'P'', 如何求其最小值呢?我们先来看一个动态图演示: 点P是圆弧上的动点,点A是定点,要求定点与动点相连线段的最值,我们可以尝试再找一个定点,看看其能不能与已知的定点,动点构造定线段,利用定线段长度之和或之差求解,此时,自然想到点P所在圆弧所对的圆心,我们不妨设为点O.顺便把这个辅助圆补出来,如下图! 显然,AP≥AO-PO,当A,P,O三点共线时,可取等号,即此时AP最短. 解答: 反思总结 题目解完了,我们回顾整个过程,发现其中经历了几次思路的变化: 第一次,由角内部一点到角的两边各取一点构成三角形周长的最小值,想到作两次对称,连接两个对称点的线段即为较短线段. 第二次,联想到点P变化过程中的不变量,AP不变,则分别将两个对称点与点A连接,想到这是一个顶角120°已确定的等腰三角形,求其底边的最值. 第三次,联想到,只需求腰的最值,即只要求AP长的最值,自然而然想到将隐形圆补全,利用三角形三边关系去求解. 这三次思路的变化,环环相扣,一旦有哪里没想到,就做不下去了,不愧是一道难题! 当然,如果你暑假已经开始刷中考卷的话,那么也许你会看到此题的原型,本题改编自2018年陕西省中考试题的压轴题的压轴问!现将题目与解答贴出来,大家有兴趣不妨做个研究! 未完待续 但是标题既然是初二初三特辑,三线段最值问题,有没有适合初二学生做的呢? 有,我们来看这样一道尺规作图题. 如图,∠AOB<30°,点P是∠AOB的边OA上一点,在射线OA上找一点N,在射线OB上找点M和点Q,使PM+MN+NQ最小,要求:尺规作图,保留作图痕迹. 尝试解答 分析: 本题的点P确定,M,N,Q不定,这又是一个一定三动问题,怎么办呢? 继续从已做过的题找灵感,不知这题你是否还记得?笔者曾把它放在初二期中复习的专题《【八上期中】 专题复习: 将军饮马类题型全覆盖》中! 如图,∠AOB=30°,OC=5,OD=12,点E,F分别是射线OA,OB上的动点,求CF+EF+DE的最小值. 解析: 这里的点C,点D是定点,F,E是动点,属于两定两动的将军饮马模型,依旧可以用“定点定线作对称”来考虑. 作点C关于OB的对称点C',点D关于OA的对称点D',连接C'D'. CF+EF+DE=C'F+EF+D'E,当C',F, E,D'四点共线时,CF+EF+DE=C'D'最短.易知∠D'OC'=90°,OD'=12,OC'=5,C'D'=13,CF+EF+DE最小值为13. 大彻大悟 回到这道尺规作图题,点P既然在OA上,必然是要作对称的,而且只能作其关于OB的对称点P',而最后点Q要在OB上,只能作关于OA的对称点Q',马上就应该想到连接P'Q',则显然N,M就是其与OB,OA的交点,此时,三线段之和较短,而要使其最短,则需再满足P'Q'与OB关于OA的对称射线OB'垂直! 解答: 期中考试已经落下帷幕,无论考的如何,都已成为过去,接下来,继续努力吧! |
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