將軍飲馬模型
“將軍飲馬”問題主要利用構(gòu)造對稱圖形解決求兩條線段和差、三角形周長、四邊形周長等一類最值問題,會與直線、角、三角形、四邊形、圓、拋物線等圖形結(jié)合,在近年的中考和競賽中經(jīng)常出現(xiàn),而且大多以壓軸題的形式出現(xiàn).
模型1:直線與兩定點
模型實例
例1:如圖,正方形ABCD的面積是12,△ABE是等邊三角形,點E在正方形ABCD內(nèi),在對角線AC上有一點P,則PD+PE最小值是 .
解答:如圖所示,∵點B與點D關(guān)于AC對稱,
∴當(dāng)點P為BE與AC的交點時,PD+PE最小,且線段BE的長.
∵正方形ABCD的面積為12,∴其邊長為
∵△ABE為等邊三角形,∴BE=AB=.∴PD+PE的最小值為.
例2:如圖,已知△ABC為等腰直角三角形,AC=BC=4,∠BCD=15°,P為CD上的動點,則 的最大值是多少?
解答:
如圖所示,作點A關(guān)于CD的對稱點A′,連接A′C,連接A′B并延長交CD于點P,則點P就是的值最大時的點,=A′B.
∵△ABC為等腰直角三角形,AC=BC等于4,∴∠ACB=90°.
∵∠BCD=15°,∴∠ACD=75°.
∵點A、A′關(guān)于CD對稱,∴AA′⊥CD,AC=CA′,
∵∠ACD=∠DCA′=75°,∴∠BCA′=60°.
∵CA′=AC=BC=4,∴△A′BC是等邊三角形,∴A′B=BC=4.∴的最大值為4.
練習(xí)
1.如圖,在△ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,D是BC邊的中點,E是AB邊上一動點,則EC+ED的最小值是 .
解:過點C作CO⊥AB于O,延長CO到,使O=OC,連接D,交AB于E,連接B,此時DE+CE=DE+E=D的值最小.連接B,由對稱性可知∠BE=∠CBE=45°,∴∠CB=90°,∴B⊥BC,
∠BC=∠BC=45°,∴BC=B=2,∵D是BC邊的中點,∴BD=1,根據(jù)勾股定理可得:
D=
,故EC+ED的最小值是
模型2兩動點一定長
模型 | 作法 | 結(jié)論 |
點P在∠AOB內(nèi)部,在OB邊上找點D,OA邊上找點C,使得△PCD周長最?。?/span> | 分別作點P關(guān)于OA、OB的對稱點P′、P″,連接P′P″,交OA、OB于點C、D,點C、D即為所求. | △PCD周長的最小值為P′P″ |
點P在∠AOB內(nèi)部,在OB邊上找點D,OA邊上找點C,使得PD+CD最?。?/span> | 作點P關(guān)于OB的對稱點P′,過P′作P′C⊥OA交OB于D,點C、點D即為所求. | PD+CD的最小值為P′C |
點P、Q在∠AOB內(nèi)部,在OB邊上找點D,OA邊上找點C,使得四邊形PQDC周長最?。?/span> | 分別作點P、Q關(guān)于OA、OB的對稱點P′、Q′,連接P′Q′,分別交OA、OB于點C、D,點C、D即為所求. | PC+CD+DQ的最小值為P′Q′,所以四邊形PQDC周長的最小值為PQ+P′Q′ |
模型實例
如圖,∠AOB=30°,∠AOB內(nèi)有一定點,且.在上有一點,上
一點.若立△周長最小,則最小周長是多少?
模型3兩定點一定長
模型 | 作法 | 結(jié)論 |
如圖,在直線l上找M、N兩點 (M在左),使得AM+MN+NB最 小,且MN=d. | 將A向右平移d個單位到A′,作A′ 關(guān)于l的對稱點A',連接A'B與直線l交于點N,將點N向左平移d個單位即為M,點M,N即為所求. | AM+MN+NB的最小值為A'B+d |
如圖,l1∥l2,l1、l2間距離為d, 在l1、l2分別找M、N兩點,使 得MN⊥l1,且AM+MN+NB最?。?/span> | 將A向下平移d個單位到A,連接A′B交直線l2于點N,過點N作MN⊥l1,連接AM.點M、N即為所求. | AM+MN+NB的最小值為A'B+d. |
例題:在平面直角坐標(biāo)系中,矩形OABC如圖所示,點A在x軸正半軸上,點C在y軸正半軸上,且OA=6,OC=4,D為OC中點,點E、F在線段OA上,點E在點F左側(cè),EF=2.當(dāng)四邊形BDEF的周長最小時,求點E的坐標(biāo).
練習(xí)
1.在平面直角坐標(biāo)系中,矩形OACB的頂點O在坐標(biāo)原點,頂點A、B分別在x軸、y軸的正半軸上,A(3,0),B(0,4),D為邊OB的中點.
(1)若E為邊OA上的一個動點,求△CDE的周長最小值;
(2)若E、F為邊OA上的兩個動點,且EF=1,當(dāng)四邊形CDEF的周長最小時,求點E、F的坐標(biāo).
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