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利用轴对称求距离之和最短(1)

 FX_WBQ 2018-12-28

在初中数学题中,距离之和最短问题是常见题型,以下和大家分享的是利用轴对称的性质结合“两点之间,线段最短”来解决的一类问题.

 

  几何模型1:


已知:如下图,AB两点是直线l同旁的两个定点

问题:在直线l上求一点P,使得PA+PB的值最小.

 

分析:作点A关于直线l的对称点A’,连结AB,交直线于点P,此时PA+PB=A’B最小.证明过程很简单,在直线上再任取一点P’,PA=PA’,PA+PB=P’A’+PBAB,所以点P是所求.

模型应用:

(1)如图,正方形ABCD边长为2,点E是边AB中点,点P是对角线AC上一点.则PE+PB的最小值是            

 

(2)如图,⊙O的半径为2,点ABC在⊙O上,OAOB,∠AOC=60°,POB上一点,则PA+PC的最小值是             

 

(3)如图,直线AB与x轴交于点A(2,0),与y轴交于点B(0,4),点CD分别是OAAB的中点,POB上一点,求△PCD周长的最小值. 

 

以上几题是模型1在不同题型中的运用,同学们如果能练成“火眼金睛”,善于在变化的条件中找到不变的数学模型,“以不变应万变”,就可以像孙悟空一样成为考场上的“斗战胜佛”.如果把模型1中的条件稍作调整,又可以得到它的一些推广模型.

答案: 

 

推广1:

已知:如图,点P是∠AOB内一定点.

问题:分别在OAOB边上找点MN,使△PMN的周长最小. 

 

分析:△PMN的周长=PM+MN+NP,可以利用作轴对称,把这三条线段转化为同一直线上的线段.如图,分别作点P关于OAOB的对称点P’、P’’,连结PP’’,分别交OAOB于点MN,连结PMPN,此时PM=PMPN=PN,△PMN的周长=PM+MN+NP=PP’’,此时周长最小. 

 

模型应用:如图,点C(1,0),直线y=-x+7与两坐标轴分别交于AB两点,DE分别是ABOA上的动点,则△CDE周长的最小值是                  . 

 

答案:10

推广2:

已知:点PQ是∠AOB内部两定点.

问题:分别在直线OAOB上找点MN,使四边形PMNQ的周长最小. 

 

分析:因为PQ的长度是定值,要使四边形PMNQ的周长最小,就是要使PM+MN+NQ的值最小.作点P关于OA的对称点P’,作点Q关于OB的对称点Q’,连结PQ’,分别交直线OAOB于点MN,连结PMMNNQ,因为PM=PMQN=QN,所以四边形PMNQ的周长=PM+MN+NQ+QP=PQ’+PQ,因为PQ是定值,而PM+MN+NQ的最小值为PQ’的长度,所以此时四边形PMNQ的周长最小. 

 

模型应用:在平面直角坐标系中,点A(-8,3),点B(-4,5),点C(0,n),点D(m,0),当四边形ABCD周长最短时,求mn的值. 

 

答案:

 

在变化万千的已知条件下,能够找到不变的规律,这与《易经》中阐述的“变与不变”的智慧相吻合.人类最高的智慧,就是“以不变应万变”,这也是数学学习的无敌法宝.

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