“将军饮马”模型详解与拓展
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将军饮马问题的11个模型及例题将军饮马问题是一个经典的逻辑问题,涉及到将军如何用有限数量的马和酒到达目的地。
本文将介绍将军饮马问题的11个模型及相应的例题。
1. 直线模型将军与目的地之间没有障碍物,可以直线前进。
此时,将军只需将马拉到目的地即可。
例题1:将军与目的地之间距离为10公里,马的速度为每小时5公里,将军能否在2小时内到达目的地?2. 单个障碍物模型在将军与目的地之间存在一个障碍物,将军可以绕过该障碍物。
例题2:将军与目的地之间距离为15公里,马的速度为每小时4公里,障碍物位于距离将军起点5公里处,将军能否在3小时内到达目的地?3. 多个障碍物模型在将军与目的地之间存在多个障碍物,将军需要逐一绕过这些障碍物。
例题3:将军与目的地之间距离为20公里,马的速度为每小时6公里,障碍物位于距离将军起点分别为5公里、10公里和15公里的位置,将军能否在4小时内到达目的地?4. 跳跃模型将军可以让马跳过障碍物,从而直接到达目的地。
例题4:将军与目的地之间距离为12公里,马的速度为每小时8公里,将军在距离起点6公里处设置一个障碍物,将军能否在2小时内到达目的地?5. 限时模型将军需要在规定的时间内到达目的地。
例题5:将军与目的地之间距离为30公里,马的速度为每小时10公里,将军需要在3小时内到达目的地,是否可能?6. 守备模型目标地点有守备军,将军需要巧妙规避守备军。
例题6:将军与目的地之间距离为25公里,马的速度为每小时7公里,目的地有一支守备军位于距离目标地点10公里处,将军能否在4小时内到达目的地?7. 短平快模型将军不借助马匹,直接徒步走到目的地。
例题7:将军与目的地之间距离为8公里,将军的步行速度为每小时2公里,将军能否在4小时内到达目的地?8. 时间窗模型将军只能在规定时间范围内到达目的地。
例题8:将军与目的地之间距离为18公里,马的速度为每小时6公里,将军需要在3小时到4小时之间到达目的地,是否可能?9. 兵变模型将军需要利用敌军马匹达到目的地。
将军饮马问题16大模型将军饮马问题是一个经典的数学问题,被广泛应用于算法设计和逻辑推理。
在这个问题中,有一个有限数量的将军和马,将军们需要同时饮马,而且马的数量要足够多,以保证每个将军都能骑到马上。
然而,问题的难点在于,如果将军们不约定时间,他们同时骑上马的可能性很小。
为解决这个问题,已经提出了许多解决方案,下面我将介绍16种解决这个问题的模型。
1. 广播模型将军们可以通过广播的方式进行通信,每个将军都可以听到其他将军的广播信号。
在某个固定时间,将军们开始广播他们已准备好骑马的消息,并等待其他将军的回应。
只有当每个将军都收到了其他将军的回应信号,他们才会同时骑上马。
2. 协商模型将军们可以通过协商的方式进行通信,每个将军都可以与其他将军直接交流。
在某个固定时间,将军们开始与其他将军交流他们已准备好骑马的消息,并等待其他将军的回应。
只有当每个将军都收到了其他将军的回应信息,他们才会同时骑上马。
3. 仲裁者模型将军们委任一个仲裁者作为中介来传递消息。
每个将军将自己已准备好骑马的消息告诉仲裁者,仲裁者负责将该消息传递给所有其他将军。
只有当每个将军都收到其他将军的消息,他们才会同时骑上马。
4. 时钟模型在固定的时间间隔内,每个将军都可以检查时钟的状态。
他们会设定一个目标时间,当时钟的时间达到目标时间时,将军们会同时骑上马。
这样,他们可以通过同步的方式来保证同时骑马。
5. 群体模型将军们通过形成一个群体来解决这个问题。
在一个固定时间,将军们同时进入群体,并在一起饮马。
这种方式需要所有将军都同意进入群体,并时刻保持一致,才能保证同时骑马。
将军们依次传递一个令牌表示自己已准备好骑马。
当每个将军都收到了令牌并且已经骑上马时,他们才会将令牌传递给下一个将军。
这种方式需要将军们按照一定的规则来传递令牌,以保证同时骑马。
7. 树模型将军们通过构建一棵树来解决这个问题。
树的根节点是一个仲裁者,每个将军是树的叶子节点。
当仲裁者收到所有将军的准备好骑马的消息时,他会通知所有将军同步骑马。
初中数学解题模型专题讲解专题10 “将军饮马”模型详解与拓展平面几何中涉及最值问题的相关定理或公理有:① 线段公理:两点之间,线段最短. 并由此得到三角形三边关系; ② 垂线段的性质:从直线外一点到这条直线上各点所连的线段中,垂线段最短. 在一些“线段和最值”的问题中,通过翻折运动,把一些线段进行转化即可应用 ①、② 的基本图形,并求得最值,这类问题一般被称之为“将军饮马”问题。
问题提出:唐朝诗人李欣的诗《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,走到河边饮马后再到B 点宿营.请问怎样走才能使总的路程最短?模型提炼:模型模型【【1】一定直线、异侧两定点直线l 和l 的异侧两点A、B,在直线l 上求作一点P,使PA+PB 最小解答:根据“两点之间,线段距离最短”,所以联结AB 交直线l 于点P,点P 即为所求点模型模型【【2】一定直线、同侧两定点直线l 和l 的同侧两点A、B,在直线l 上求作一点P,使PA+PB 最小解答:第一步:画点A 关于直线l 的对称点A'(根据“翻折运动”的相关性质,点A、A'到对称轴上任意点距离相等,如图所示,AP=A'P,即把一定直线同侧两定点问题转化为一定直线异侧两定点问题)第二步:联结A'B 交直线l 于点Q,根据“两点之间,线段距离最短”,此时“A'Q+QB”最短即“AQ+QB”最短模型模型【【3】一定直线、一定点一动点已知直线l 和定点A,在直线k 上找一点B (点A、B 在直线l 同侧),在直线l 上找点P,使得AP+PB 最小解答:第一步:画点A 关于直线l 的对称点A'第二步:过点A'做A'B⊥k 于点B 且交直线l 于点P,根据“从直线外一点到这条直线上各点所连的线段中,垂线段最短”,可知A'P+PB 最小即AP+PB 最小模型模型【【4】一定点、两定直线点P 是∠MON 内的一点,分别在OM,ON 上作点A,B,使△PAB的周长最小解答:策略:两次翻折第一步:分别画点P 关于直线OM、ON 的对称点P1、P2第二步:联结P1P2,交OM、ON 于点A、点B(根据“翻折运动”的相关性质,AP=AP1,BP=BP2;根据“两点之间,线段距离最短”可知此时AP1+BP2+AB 最短即△ABP 周长最短)拓展如果两定点、两定直线呢?“如图,点P,Q为∠MON 内的两点,分别在OM,ON 上作点A,B。
将军饮马五大模型七类题型(模型梳理与题型分类讲解)第一部分【知识点归纳】【理论依据】路径最短、线段和最小、线段差最大、周长最小等一系列最值问题。
【方法原理】1.两点之间,线段最短;2.三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;3.中垂线上的点到线段两端点的距离相等;4.垂线段最短.【基本模型】【模型一:两定交点型】如图1,直线l和l的异侧两点A.B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小;图1【模型二:两定一动型】如图2,直线l和l的同侧两点A.B,在直线l上求作一点P,使P A+PB最小(同侧转化为异侧);图2【模型三:一定两动型】如图3,点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B。
使△P AB 的周长最小。
图3【模型四:两定两动型】如图4,点P,Q为∠MON内的两点,分别在OM,ON上作点A,B。
使四边形P AQB的周长最小。
图4【模型五:一定两动(垂线段最短)型】如图5,点A是∠MON外的一点,在射线ON上作点P,使P A 与点P到射线OM的距离之和最小。
图5【模型六:一定两动,找(作)对称点转化型】如图6,点A是∠MON内的一点,在射线ON上作点P,使P A与点P到射线OM的距离之和最小。
图6【题型目录】【题型1】两定一动型.......................................................3;【题型2】一定两动(两点之间线段最短)型...................................6;【题型3】一定两动(垂线段最短)型.........................................9;【题型4】两定两动型.......................................................12;【题型5】一定两动(等线段)转化型.........................................14;【题型6】直通中考.........................................................18;【题型7】拓展延伸.........................................................21;第二部分【题型展示与方法点拨】【题型1】两定一动型;1.(23-24八年级上·河北廊坊·期中)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=12,AC=16,BC=20,将△ABC沿射线BM折叠,使点A与BC边上的点D重合.(1)线段CD的长是;(2)若点E是射线BM上一动点,则△CDE周长的最小值是.【答案】824【分析】本题主要考查了的折叠的性质、两点之间线段最短,熟练掌握折叠的性质是解此题的关键.(1)由折叠的性质可得BD=AB=12,再由CD=BC-BD进行计算即可得到答案;(2)设BM与AC的交点为点F,连接AE,由折叠的性质可得:DF=AF,DE=AE,∠BDF=∠BAF,再根据两点之间线段最短可得当点E与点F重合时,AE+CE取最小值,最小值为AC,由此即可得到答案.解:(1)由折叠的性质可得:BD=AB=12,∴CD=BC-BD=20-12=8,故答案为:8;(2)如图,设BM与AC的交点为点F,连接AE,由折叠的性质可得:DF=AF,DE=AE,∠BDF=∠BAF,由(1)得:CD=8,∴△CDE的周长=CD+DE+CE=8+AE+CE,要是△CDE的周长最小,只需AE+CE最小,由两点之间线段最短可知,当点E与点F重合时,AE+CE取最小值,最小值为AC,∴△CDE的周长=8+AC=8+16=24,故答案为:24.2.(22-23八年级上·广西南宁·期末)如图,点E在等边△ABC的边BC上,BE=4,射线CD⊥BC,垂足为点C,点P是射线CD上一动点,点F是线段AB上一动点,当EP+FP的值最小时,BF=5,则AB 的长为.【答案】7【分析】本题考查最短路径问题、等边三角形的性质、含30度角的直角三角形的性质,熟练掌握利用轴对称性质求最短距离的方法是解答的关键.作点E 关于射线CD 的对称点E ,过E 作E F ⊥AB 于F ,交射线CD 于P ,连接PE ,此时EP +FP 的值最小,利用等边三角形的性质和三角形的内角和定理求得∠E =90°-∠B =30°,然后利用含30度角的直角三角形的性质求得BE =2BF =10,进而求得CE =3即可求解.解:作点E 关于射线CD 的对称点E ,过E 作E F ⊥AB 于F ,交射线CD 于P ,连接PE ,如图,则E P =EP ,∴EP +FP =E P +FP =E F ,此时EP +FP 的值最小,则BF =5,∵△ABC 是等边三角形,∴∠B =60°,AB =BC ,在Rt △BFE 中,∠E =90°-∠B =30°,∴BE =2BF =10,∵BE =4,CE =CE ,∴2CE +4=10,∴CE =3,∴AB =BC =3+4=7,故答案为:7.3.(23-24八年级下·河南郑州·阶段练习)如图,在△ABC 中,AB =AC .在AB 、AC 上分别截取AP 、AQ ,使AP =AQ .再分别以点P ,Q 为圆心,以大于12PQ 的长为半径作弧,两弧在∠BAC 内交于点R ,作射线AR ,交BC 于点D .已知BC =5,AD =6.若点M 、N 分别是线段AD 和线段AB 上的动点,则BM +MN 的最小值为.【答案】6013【分析】本题考查作图-复杂作图,角平分线的定义,等腰三角形的性质等知识,解题关键是读懂图形信息,灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.过点B 作BH ⊥AC 于点H ,交AD 于点M ,根据等腰三角形的性质和勾股定理求出AC ,然后根据S ΔABC =12⋅BC ⋅AD =12⋅AC ⋅BH ,可得BH =6013.作点H 关于解:如图,过点B 作BH ⊥AC 于点H ,交AD 于点M ,由作图可知,AD 平分∠BAC ,∵AB =AC ,∴AD ⊥BC ,∴BD =CD =12BC =52,∵AD =6.∴AC =AD 2+DC 2=62+52 2=132,∵S ΔABC =12⋅BC ⋅AD =12⋅AC ⋅BH ,∴5×6=132BH ,∴BH =6013.∵AB =AC ,AD ⊥BC ,作点H 关于AD 的对称点交AB 于点N ,连接M N ,当M 与M 重合时,此时BM +MN 最小,∴M H =M N ,∴BH =BM +M H =BM +M N ,则BM +MN 的最小值为6013.故答案为:6013【题型2】一定两动(两点之间线段最短)型;4.(23-24七年级下·陕西西安·期末)如图,在锐角△ABC 中,∠ABC =30°,AC =4,△ABC 的面积为5,P 为△ABC 内部一点,分别作点P 关于AB ,BC ,AC 的对称点P 1,P 2,P 3,连接P 1P 2,PP 3,则2P 1P 2+PP 3的最小值为.【答案】5【分析】首先由△ABC 的面积为5,12AC ⋅BM =5,求出BM =52,然后由∠ABC =30°和对称构造正三角形,将P 1P 2转化成BP ,将2P 1P 2+PP 3提取系数2,最终转化成垂线段最短.解:设PP3与AC 交于点Q ,则PQ =12PP 3,连接BP 、BQ 、BP 1、BP 2,作BM ⊥AC ,垂足为M ,AC =4,△ABC 的面积为5,∴12AC ⋅BM =5,即12×4BM =5∴BM =5,根据对称性得BP=BP1=BP2,∠ABP=∠ABP1,∠CBP=∠CBP2,∴∠P1BP2=2∠ABC=60°,∴△P1BP2是正三角形,∴P1P2=BP1=BP,∴2P1P2+PP3=2P1P2+12PP3=2(BP+PQ)≥2BQ≥2BM=5,故答案为:5.【点拨】本题考查了轴对称、正三角形、三角形面积、垂线段最短等知识,解题的关键是将P1P2转化成BP,将2P1P2+PP3提取系数2,最终转化成垂线段最短.形式上易与胡不归混淆.5.(23-24八年级上·北京海淀·期中)如图,已知∠MON=30°,在∠MON的内部有一点P,A为OM上一动点,B为ON上一动点,OP=a,当△P AB的周长最小时,∠APB=度,△P AB的周长的最小值是.【答案】120a【分析】分别作出点P关于OM,ON两条射线的对称点,连接两个对称点的线段与OM,ON的交点即为所确定的点;连接OP,OP ,OP ,由轴对称的性质得:OP=OP =OP =a,∠P OA=∠POA,∠P OB=∠POB,证得△P OP 是等边三角形,即可得到结论.解:①分别作点P关于OM,ON的对称点P ,P ;连接P ,P ,分别交OM,ON于点A、点B,则此时△P AB的周长最小.连接OP,OP ,OP ,由轴对称的性质得:OP=OP =OP =a,∠P OA=∠POA,∠P OB=∠POB,∵∠MON=30°,∴∠P OP =2∠MON=60°,∴△P OP 是等边三角形,∴P P =OP=a,∠AP O=∠APO,∠BP O=∠BPO,∴∠APB=∠AP O+∠BP O=120°,∴△P AB的周长=P P =a,故答案为:120,a.【点拨】此题主要考查了轴对称-最短路径问题,解决本题的关键是理解要求周长最小问题可归结为求线段最短问题,通常是作已知点关于所求点所在直线的对称点.6.(22-23八年级上·新疆乌鲁木齐·期末)如图,已知∠AOB的大小为α,P是∠AOB内部的一个定点,且OP=5,点E、F分别是OA、OB上的动点,若△PEF周长的最小值等于5,则α=()A.30°B.45°C.60°D.90°【答案】A【分析】设点P关于OA的对称点为C,关于OB的对称点为D,当点E、F在CD上时,△PEF的周长为PE+ EF+FP=CD,此时周长最小,根据CD=5可求出α的度数.解:如图,作点P关于OA的对称点C,关于OB的对称点D,连接CD,交OA于E,OB于F.此时,△PEF 的周长最小.连接OC,OD,PE,PF.∵点P与点C关于OA对称,∴OA垂直平分PC,∴∠COA=∠AOP,PE=CE,OC=OP,同理,可得∠DOB=∠BOP,PF=DF,OD=OP.∴∠COA+∠DOB=∠AOP+∠BOP=∠AOB=α,OC=OD=OP=5,∴∠COD=2α.又∵△PEF的周长为:PE+EF+FP=CE+EF+FD=CD=5,∴OC=OD=CD=5,∴△COD是等边三角形,∴2α=60°,∴α=30°.故选:A.【点拨】此题主要考查了最短路径问题,本题找到点E和F的位置是解题的关键.要使△PEF的周长最小,通常是把三边的和转化为一条线段,运用三角形三边关系解决.【题型3】一定两动型(垂线段最短);7.(2024八年级上·全国·专题练习)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,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.2.4B.3C.4D.5【答案】A【分析】本题考查了轴对称最短路径问题,角平分线定义,勾股定理,作点Q关于AD的对称点Q ,连接PQ ,股定理求出AB 的长,再利用三角形面积求出CH 的长即可得到结果.解:如图,作点Q 关于AD 的对称点Q ,连接PQ ,CQ ,过点C 作CH ⊥AB 于点H ,∵AD 是△ABC 的角平分线,Q 与Q 关于AD 对称,∴点Q 在AB 上,PC +PQ =PC +PQ ≥CH ,∵AC =3,BC =4,∴AB =AC 2+BC 2=5,12⋅AC ⋅BC =12⋅AB ⋅CH 即12×3×4=12×5×CH ,∴CH =2.4,∴CP +PQ ≥2.4,∴PC +PQ 的最小值为2.4,故选:A .8.(23-24七年级下·广东深圳·期末)如图,在等腰三角形ABC 中,AB =AC ,AD ⊥BC ,点D 为垂足,E 、F 分别是AD 、AB 上的动点.若AB =6,△ABC 的面积为12,则BE +EF 的最小值是()A.2B.4C.6D.8【答案】B 【分析】本题考查等腰三角形的性质,轴对称-最短路线问题,垂线段最短.解此题的关键是正确作出辅助线.作点F 关于AD 的对称点M ,连接BM 、EM ,过点B 作BN ⊥AC 于点N ,从而可确定BE +EF ≥BM ,即BM 最小时,BE +EF 最小.再根据垂线段最短可知BN 的长即为BM 最小时,最后根据三角形面积公式求出BN 的长即可.解:如图,作点F 关于AD 的对称点M ,连接BM 、EM ,过点B 作BN ⊥AC 于点N ,∴EF =EM ,∴BE +EF =BE +EM ≥BM ,∴BM 最小时,BE +EF 最小.当BM ⊥AC 时BM 最小,即为BN 的长,∵S △ABC =12AC ⋅BN =12,AB =AC =6,∴BN =2×12÷6=4,∴BE +EF 的最小值是4.故选B .9.(23-24八年级·江苏·假期作业)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.【答案】9.6【分析】本题考查了轴对称--最短路线问题、等腰三角形的性质以及三角形的面积,线段垂直平分线的性质.连接PB ,PQ ,根据线段垂直平分线的性质可得BP =CP ,从而得到当点B ,P ,Q 三点共线时,PC +PQ 取得最小值,最小值为BQ 的长,且当BQ ⊥AC 时,BQ 最小,再由S △ABC =12BC ⋅AD =12AC ⋅BQ ,求出BQ 的长,即可.解:如图,连接PB ,PQ ,∵AB =AC ,AD 是∠BAC 的平分线,∴AD 垂直平分BC ,∴BP =CP ,∴PC +PQ =PB +PQ ≥PQ ,∴当点B ,P ,Q 三点共线时,PC +PQ 取得最小值,最小值为BQ 的长,且当BQ ⊥AC 时,BQ 最小,∵S △ABC =12BC ⋅AD =12AC ⋅BQ ,∴12×12×8=12×10BQ ,∴BQ =9.6.故答案为:9.6【题型4】两定两动型;10.(22-23八年级上·湖北武汉·期末)如图,∠AOB =20°,M ,N 分别是边OA ,OB 上的定点,P ,Q 分别是边OB ,OA 上的动点,记∠OPM =α,∠OQN =β,当MP +PQ +QN 最小时,则关于α,β的数量关系正确的是()A.β-α=30°B.β+α=210°C.β-2α=30°D.β+α=200°【答案】D 【分析】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,易知∠OPM =∠OPM ′=∠NPQ ,∠OQP =∠AQN ′=∠AQN ,∠OQN =180°-20°-∠ONQ ,∠OPM =∠NPQ =20°+∠OQP ,∠OQP =∠AQN =20°+∠ONQ ,由此即可解决问题.PQ +QN 最小,解:由轴对称的性质得∠OPM =∠OPM ′=∠NPQ ,∠OQP =∠AQN ′=∠AQN ,∠OQN =180°-20°-∠ONQ ,∠OPM =∠NPQ =20°+∠OQP ,∠OQP =∠AQN =20°+∠ONQ ,∴α+β=180°-20°-∠ONQ +20°+20°+∠ONQ =200°.故选:D .【点拨】本题考查轴对称-最短问题、三角形的内角和定理.三角形的外角的性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.【变式】(20-21八年级上·天津·期末)如图,∠AOB =25°,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 的值最小时,β-α的大小=_______(度).【答案】50【分析】本题主要考查最短路径问题、轴对称的性质,三角形外角的性质,作M 关于OB 的对称点M ,N 关于OA 的对称点N ,连接M N ,交OB 于点P ,交OA 于点Q ,连接MP ,QN ,可知此时MP +PQ +QN 最小,此时∠OPM =∠OPM =QPN ,∠OQP =∠AQN =∠AQN ,再根据三角形外角的性质和平角的定义即可得出结论.解:作M 关于OB 的对称点M ,N 关于OA 的对称点N ,连接M N ,交OB 于点P ,交OA 于点Q ,连接MP ,QN ,如图所示.根据两点之间,线段最短,可知此时MP +PQ +QN 最小,即MP +PQ +QN =M N ,∴∠OPM =∠OPM =QPN ,∠OQP =∠AQN =∠AQN ,∵∠MPQ =α,∠PQN =β,∴∠QPN =12180°-α ,∠OQP =12180°-β ,∵∠QPN =∠AOB +∠OQP ,∠AOB =25°,∴12180°-α =25°+12180°-β ,∴β-α=50°,故答案为:50.【题型5】一定两动(等线段)转化型;11.(23-24九年级下·广西南宁·开学考试)如图,△ABC 是等边三角形,AB =4.过点A 作AD ⊥BC 于点D ,点P 是直线AD 上一点,以CP 为边,在CP 的下方作等边△CPQ ,连接DQ ,则DQ 的最小值为.【答案】1【分析】连接BQ ,先证△ACP ≌△BCQ (SAS ),则可得∠CBQ =∠CAP =30°,由此可知Q 点在过B 点且与BC 成30°角的直线上运动.根据垂线段最短可知,当DQ ⊥BQ 时,DQ 最小,求出DQ 的值即可.本题主要考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,以及垂线段最短.熟练掌握以上知识,找出Q 点的运动轨迹是解题的关键.解:连接BQ ,∵△ABC 和△CPQ 都是等边三角形,∴AC =BC ,PC =QC ,∠ACB =∠PCQ =60°,∴∠ACB -∠PCB =∠PCQ -∠PCB ,即∠ACP =∠BCQ ,∴△ACP ≌△BCQ (SAS ),∴∠CBQ =∠CAP ,∵△ABC 是等边三角形,AB =4,∴BC =AB =4,∠BAC =60°,∵AD ⊥BC ,∴BD =DC =12BC =2,∠CAP =12∠BAC =30°,∴∠CBQ =30°,∴Q 点在过B 点且与BC 成30°角的直线上运动.当DQ ⊥BQ 时,DQ 最小,此时DQ =12BD =1,∴DQ 的最小值为1.故答案为:1.12.(23-24八年级下·湖北武汉·阶段练习)如图,在Rt △ABC 中,∠BAC =90°,AC =6,BC =10,D 、E 分别是AB 、BC 上的动点,且CE =BD ,连接AE 、CD ,则AE +CD 的最小值为.【答案】234【分析】本题主要考查了全等三角形的判定及性质,勾股定理,两点之间,线段最短,过点C 作CN ∥AB 且使CN =BC ,连接EN ,AN ,证明△CEN ≌△BDC SAS ,得EN =DC 进而可得AE +CD =AE +EN ,再由两点之间线段最短可得:AE +EN ≥AN ,所以当点E 在AN 上时,AE +EN 有最小值,即AE +CD 有最小值为AN ,利用勾股定理计算即可,熟练掌握相关知识点是解题的关键.解:过点C 作CN ∥AB 且使CN =BC ,连接EN ,AN ,∵CN ∥AB ,∴∠ECN =∠ABC ,∠ACN =180°-∠BAC =90°,在△CEN 和△BDC 中,EC =BD∠ECN =∠DBC CN =BC,∴△CEN ≌△BDC SAS ,∴EN =DC ,∴AE +CD =AE +EN ,由两点之间线段最短可得:AE +EN ≥AN ,所以当点E 在AN 上时,AE +EN 有最小值,即AE +CD 有最小值为AN ,∵AC =6,BC =CN =10,∴Rt △ACN 中,AN =AC 2+CN 2=62+102=234,∴AE +CD 最小值为:234,故答案为:234.13.(2024·安徽合肥·二模)如图,△ABC 和△ADE 都是等腰三角形,且∠BAC =∠DAE =120°,AB =8,O 是AC 的中点,若点D 在直线BC 上运动,连接OE ,则在点D 运动过程中,OE 的最小值为()A.42B.433C.32D.2【答案】D 【分析】设AB 的中点为Q ,连接DQ ,过点Q 作QH ⊥BC 于H ,证△AQD 和△AOE 全等得QD =OE ,因此当QD 为最小时,OE 为最小,根据“垂线段最短”得QD ≥QH ,故点D 与点H 重合时,QD 为最小,最小值为QH 的长,然后在Rt △BQH 中求出QH 的长即可.解:设AB 的中点为Q ,连接DQ ,过点Q 作QH⊥BC 于H ,如下图所示:∵△ABC 和△ADE 都是等腰三角形,且∠BAC =∠DAE =120°,∴AB =AC ,AD =AE ,∠QAD +∠DAC =∠DAC +∠OAE =120°,∴∠QAD =∠OAE ,∵点Q 是AB 的中点,点O 是AC 的中点,AB =AC ,∴AQ =AO ,在△AQD 和△AOE 中,AQ =AO∠QAD =∠OAE AD =AE,∴△AQD ≌△AOE (SAS ),∴QD =OE ,∴当QD 为最小时,OE 为最小,∵点Q 为AB 的中点,AB =8,点D 在直线BC 上运动,∴根据“垂线段最短”得:QD ≥QH ,∴当点D 与点H 重合时,QD 为最小,最小值为QH 的长,在△ABC 中,AB =AC =8,∠BAC =120°,∴∠B =∠C =12(180°-∠BAC )=30°,在Rt △BQH 中,∠B =30°,BQ =12AB =4,∴QH =12BQ =2,∴QD 的最小值为2,即OE 的最小值为2.故选:D .【点拨】此题主要考查了等腰三角形的性质,直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,垂线段的性质,熟练掌握等腰三角形的性质,直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,理解垂线段最短是解决问题的关键,难点是正确地作出辅助线构造全等三角形和直角三角形.第三部分【中考链接与拓展延伸】【题型6】直通中考14.(2023·辽宁锦州·中考真题)如图,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,∠ABC =30°,AC =4,按下列步骤作图:①在AC 和AB 上分别截取AD 、AE ,使AD =AE .②分别以点D 和点E 为圆心,以大于12DE 的长为半径作弧,两弧在∠BAC 内交于点M .③作射线AM 交BC 于点F .若点P 是线段AF 上的一个动点,连接CP ,则CP +12AP 的最小值是.【答案】23【分析】过点P 作PQ ⊥AB 于点Q ,过点C 作CH ⊥AB 于点H ,先利用角平分线和三角形的内角和定理求出∠BAF =30°,然后利用含30°的直角三角的性质得出PQ =12AP ,则CP +12AP =CP +PQ ≥CH ,当C 、P 、Q 三点共线,且与AB 垂直时,CP +12AP 最小,CP +12AP 最小值为CH ,利用含30°的直角三角的性质和勾股定理求出AB ,BC ,最后利用等面积法求解即可.解:过点P 作PQ ⊥AB 于点Q ,过点C 作CH ⊥AB 于点H ,由题意知:AF 平分∠BAC ,∵∠ACB =90°,∠ABC =30°,∴∠BAC =60°,∴∠BAF =12∠BAC =30°,∴PQ =12AP ,∴CP +12AP =CP +PQ ≥CH ,∴当C 、P 、Q 三点共线,且与AB 垂直时,CP +12AP 最小,CP +12AP 最小值为CH ,∵∠ACB =90°,∠ABC =30°,AC =4,∴AB =2AC =8,∴BC =AB 2-AC 2=43,∵S △ABC =12AC ⋅BC =12AB ⋅CH ,∴CH =AC ⋅BC AB =4×438=23,1故答案为:23.【点拨】本题考查了尺规作图-作角平分线,含30°的直角三角形的性质,勾股定理等知识,注意掌握利用等积法求三角形的高或点的线的距离的方法.15.(2020·新疆·中考真题)如图,在△ABC 中,∠A =90°,∠B =60°,AB =4,若D 是BC 边上的动点,则2AD+DC 的最小值为.【答案】12【分析】过点C 作射线CE ,使∠BCE =30°,再过动点D 作DF ⊥CE ,垂足为点F ,连接AD ,在Rt △DFC 中,∠DCF =30°,DF =12DC ,2AD +DC =2AD +12DC =2(AD +DF )当A ,D ,F 在同一直线上,即AF ⊥CE 时,AD +DF 的值最小,最小值等于垂线段AF 的长.解:过点C 作射线CE ,使∠BCE =30°,再过动点D 作DF ⊥CE ,垂足为点F ,连接AD ,如图所示:在Rt △DFC 中,∠DCF =30°,∴DF =12DC ,∵2AD +DC =2AD +12DC =2(AD +DF ),∴当A ,D ,F 在同一直线上,即AF ⊥CE 时,AD +DF 的值最小,最小值等于垂线段AF 的长,此时,∠B =∠ADB =60°,∴△ABD 是等边三角形,∴AD =BD =AB =4,在Rt △ABC 中,∠A =90°,∠B =60°,AB =4,∴BC =8,∴DC =4,∴DF =12DC =2,∴AF =AD +DF =4+2=6,∴2(AD +DF )=2AF =12,∴2AD +DC 的最小值为12,故答案为:12.【点拨】本题考查垂线段最短、等边三角形的判定和性质,含30度的直角三角形等知识,解题的关键是学会添加辅助线,构造数学模型,学会用转化的思想思考问题,属于中考填空题中的压轴题.【题型7】拓展延伸16.(2024·辽宁葫芦岛·二模)在△ABC 中,∠ABC =60°,BC =4,AC =5,点D ,E 在AB ,AC 边上,且AD=CE ,则CD +BE 的最小值是.【答案】61【分析】本题考查两点之间线段最短、勾股定理,全等三角形的性质和判定等知识,学会构造全等三角形解决问题是解题的关键.如图作CK∥AB,使得CK=CA.作BG⊥KC交KC的延长线于G.首先证明EK=CD,可得CD+BE =EK+EB≥BK,推出CD+BE的最小值为BK的长.解:如图作CK∥AB,使得CK=CA.作BG⊥KC交KC的延长线于G.∵CK∥AB,∴∠KCE=∠A,∵CK=CA,CE=AD,∴△CKE≌△CAD SAS,∴CD=KE,∵CD+BE=EK+EB≥BK,∴CD+BE的最小值为BK的长,∵KG∥AB,∴∠GCB=∠ABC=60°,∴∠CBG=90°-∠GCB=30°,在Rt△BCG中,∵∠G=90°,BC=4,∴CG=12BC=2,BG=BC2-CG2=23,∴GK=KC+CG=AC+CG=5+2=7,在Rt△KBG中,BK=GK2+BG2=72+(23)2=61.故答案为:61.17.(23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习)如图,等腰△ABC中,∠BAC=100°,BD平分∠ABC,点N为BD上一点,点M为BC上一点,且BN=MC,若当AM+AN的最小值为4时,AB的长度是.【答案】4【分析】由等腰△ABC中,∠BAC=100°,可得∠ABC=∠ACB=180°-∠BAC2=40°,由BD平分∠ABC,可得∠ABD=12∠ABC=20°,如图,作∠BCE=∠ABD=20°,使CE=AB,连接EM,则∠ACE=∠ACB+E三点共线时,AM+AN最小,即AE=4,证明△ACE是等边三角形,则AC=AE=4,进而可求AB.解:∵等腰△ABC中,∠BAC=100°,=40°,∴∠ABC=∠ACB=180°-∠BAC2∵BD平分∠ABC,∠ABC=20°,∴∠ABD=12如图,作∠BCE=∠ABD=20°,使CE=AB,连接EM,∴∠ACE=∠ACB+∠BCE=60°,∵CE=AB,∠BCE=∠ABD,MC=BN,∴△CEM≌△BAN SAS,∴ME=AN,CE=AB,∴AM+AN=AM+ME,∴当A、M、E三点共线时,AM+AN最小,即AE=4,∵CE=AC,∠ACE=60°,∴△ACE是等边三角形,∴AC=AE=4,∴AB=4,故答案为:4.【点拨】本题考查了等腰三角形的性质,角平分线,全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质等知识.熟练掌握等腰三角形的性质,角平分线,全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质是解题的关键.。
当两淀点A 、R 在克罐/何侧时,在亞线』上携一点几便|阳一户创最大°将军饮马”三种模型"将军饮马"问题主要利用构造对称图形解决求两条线段和差、三角形周长、四边形周长等一类最值问题,会与直线、角、三角形、四边形、圆、抛物线等图形结合,在近年的中考和竞赛中经常出现,而且大多以压轴题的形式出现。
晋两定点A.U 在点线F 异創时-在肖践f 上找一点Pt 使PA+PB 锻小*述接也交h 纱/于点P.点卩閒为所求作的点.肖两远点上B 在直雜I 同测时,在直刻上拥一点P,使PA+PB 最小'作庖U 芸于宜线F 的对称点V ■连楼AB'交直线于点P.点P 即为用求作的点"―二I \PA-P^\荊卩址大值洵丽。
连接班并延长交直戦』十点几点卩即为所求作的点。
当两定点仏k 在直找门司侧时,在直线』上找一点人使PA-PB\^扎作点B 关于直统』的对称点B'h 谨接恋’井延快交宜鏡于点巴点F 即为所求作的点。
皓论PAPI1的颯小°PA-PB 的盘小值为AB'□冋-卿的最大值为上的动点,则户创的圮大值是多少?A ■B ■\A\PA-PB\的 1当两定点限廿在宜线/同删时,在直线丿上找--点片使f4-砂|最小“ 叫连接馭作■-朋的垂直平分钱交直线f 于点P ,点卩即沟所求作的点-最小值为叽模型实例例1一如图"止厅形的面积是1氛是等边三博形,点E 在止方刑ABCI )内“在对角纯蚯上有一点卩*则PD+FE 的艮小值为°^12.如圜已S11AABC 为辱展宜角匸角形…怔-氏=4”ZBCD 15".P 拘匚D热搜掃练I.如虱^AABC 中「ZACB-fJO 3,乃是就边的中点,II 是屈边b -动直+则LCIED 的最小悄是°])2・如图.点C的坐标为(3,y),当△ABC的周长最短时,求丿的值。
3.如图.正方形ABCD中,AB-7,M是DCI:的一点,且DM-3,N是AC上的一动点.求|DN-MN|的嚴小值与战大值.△PCD 周氏最小为点P 在ZAOB 的内部,在0B 上找点D,在0A 上找点C,使得△PCD 周长最小。
第1讲将军饮马模型➢知识点睛一、“将军饮马”问题主要利用构造对称图形解决两条线段和差、三角形周长、四边形周长等一类问题, 会与直线、角、三角形、四边形、圆、抛物线等图形结合, 在近年的中考和竞赛中经常出现, 而且大多以压轴题的形式出现。
二、定直线与两定点模型作法结论当两定点在直线异侧时, 在直线上找上点, 使最小.当两定点在直线同侧时, 在直线上找上点, 使最小.当两定点在直线同侧时, 在直线上找上点, 使最大.当两定点在直线异侧时, 在直线上找上点, 使最大.当两定点在直线同侧时, 在直线上找上点, 使最小.二、角到定点模型作法结论点在的内部, 在上找一点, 在上找一点,使得周长最小.点在的内部, 在上找一点, 在上找一点,使得最小.点在的内部, 在上找一点, 在上找一点,使得四边形周长最小.点在的外部, 在射线上找一点, 使与点到射线的距离和最小.点在的内部, 在射线上找一点, 使与点到射线的距离和最小.点分别在的边是, 在上找一点, 在上找一点,使得最小.三、两定点一定长模型作法结论如图在直线上找上两点(在左), 使最小,且.如图, , 之间的距离为, 在上分别找两点, 使, 且最小.如图, , ,之间的距离为, 之间的距离为, 在上分别找两点, 使, 在上分别找两点, 使且最小.如图, 在⊙上找一点, 在直线找一点,使得最小.➢精讲精练例1: 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.例2: 如图, 正方形ABCD 的边长是4, M 在DC 上, 且DM=1, N 是AC 边上的一动点, 则△DMN 周长的最小值.A .例3: 如图, 在Rt △ABO 中, ∠OBA=90°, A (4,4), 点C 在边AB 上, 且AC:CB=1:3, 点D 为OB 的中点, 点P 为边OA 上的动点, 当点P 在OA 上移动时, 使四边形PDBC 周长最小的点P 的坐标为 B. ,C .,D .第3题图 第4题图 第5题图例4: 如图, 在△ABC 中, AC=BC, ∠ACB=90°, 点D 在BC 上, BD=3, DC=1, 点P 是AB 上的动点, 则PC+PD 的最小值为 A. 4 B. 5 C. 6 D. 7例5: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___________.A BCDMN例6: 如图, 在Rt △ABD 中, AB=6, ∠BAD=30°, ∠D=90°, N 为AB 上一点且BN=2AN, M 是AD 上的动点, 连结BM, MN, 则BM+MN 的最小值.例7: 如图, 在Rt △ABC 中, ∠ACB=90°, AC=6. AB=12, AD 平分∠CAB, 点F 是AC 的中点, 点E 是AD 上的动点, 则CE+EF 的最小值为 A. 3 B. 4 C.D.第7题图 第8题图 第9题图A .例8: 如图, 在锐角三角形ABC 中, BC=4, ∠ABC=60°, BD 平分∠ABC, 交AC 于点D, M 、N 分别是BD, BC 上的动点, 则CM+MN 的最小值是B. 2C.D. 4例9: 如图, 在菱形ABCD 中, AC=, BD=6, E 是BC 的中点, P 、M 分别是AC.AB 上的动点, 连接PE 、PM, 则PE+PM 的最小值是A. 6B.C.D. 4.5E AFCDBNM DCBAEPDCBAMA .例10: 如图, 矩形ABOC 的顶点A 的坐标为(-4,5), D 是OB 的中点, E 是OC 上的一点, 当△ADE 的周长最小时, 点E 的坐标是B. C. D.第10题图 第11题图 第12题图例11: 如图, 在矩形ABCD 中, AB=6, AD=3, 动点P 满足, 则点P 到A.B 两点距离之和PA+PB 的最小值为A. B. C. D.例12: 如图, 矩形ABCD 中, AB=10, BC=5, 点E 、F 、G 、H 分别在矩形ABCD 各边上, 且AE=CG, BF=DH, 则四边形EFGH 周长的最小值为A. B. C. D.例13: 如图, ∠AOB=60°, 点P 是∠AOB 内的定点且OP=, 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. B. C. 6 D. 3第13题图 第14题图CBH FGEDCB AABMOPN例14: 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 (3,0)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 .例15:如图, 已知正比例函数y=kx (k>0)的图像与x 轴相交所成的锐角为70°, 定点A 的坐标为(0, 4), P 为y 轴上的一个动点, M 、N 为函数y=kx (k>0)的图像上的两个动点, 则AM+MP+PN 的最小值为___________.第15题图例16: 如图, 在平面直角坐标系中, 矩形ABCD 的顶点B 在原点, 点A.C 在坐标轴上, 点D 的坐标为(6, 4), E 为CD 的中点, 点P 、Q 为BC 边上两个动点, 且PQ=2, 要使四边形APQE 的周长最小, 则点P 的坐示应为______________.例17:如图, 矩形ABCD 中, AD=2, AB=4, AC 为对角线, E 、F 分别为边AB 、CD 上的动点, 且EF ⊥AC 于点M,连接AF 、CE, 求AF+CE 的最小值.x例18: 如图, 正方形ABCD的面积是12, △ABE是等边三角形, 点E在正方形ABCD内, 在对角线AC上有一点P, 求PD+PE的最小值。
专题14将军饮马问题模型的概述: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:将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,走到河边让战马饮水后再到B点宿营。
问如何行走才能使总的路程最短。
模型一(两点在河的异侧):将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,走到河边让战马饮水后再到B点宿营,将在何处渡河使行走距离最短并求最短距离。
方法:如右图,连接AB,与线段L交于点M,在M处渡河距离最短,最短距离为线段AB的长。
模型二(两点在河的同侧):将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,需先走到河边让战马饮水后再到B 点宿营,将在何处渡河使行走距离最短并求最短距离。
方法:如右图,作点B关于直线L的对称点B’,连接AB’,与直线L的交点即为所求的渡河点,最短距离为线段AB’的长。
模型三:如图,将军同部队行驶至P处,准备在此驻扎,但有哨兵发现前方为两河AB、BC的交汇处,为防止敌军在对岸埋伏需派侦察兵到河边观察,再返回P处向将军汇报情况,问侦察兵在AB、BC何处侦查才能最快完成任务并求最短距离。
数学描述:如图在直线AB、BC上分别找点M、N,使得∆PMN周长最小。
方法:如右图,分别作点P关于直线AB、BC的对称点P’、P’’,连接P’P’’,与两直线的交点即为所求点M、N,最短距离为线段P’P’’的长。
模型四如图,深夜为防止敌军在对岸埋伏,将军又派一队侦察兵到河边观察,并叮嘱观察之后先去存粮位置点Q处查看再返回P处向将军汇报情况,问侦察在AB、BC何处侦查才能最快完成任务并求最短距离。
数学描述:如图在直线AB、BC上分别找点M、N,使得四边形PQNM周长最小。
方法:如右图,分别作点P、点Q关于直线AB、BC的对称点P’、Q’,连接P’Q’,与两直线的交点即为所求点M、N,最短距离为线段(PQ+P’Q’)的长。
模型一-模型四的理论依据:两点之间线段最短。
模型五:已知点P在直线AB、BC的外侧,在直线AB和BC上分别取一点M、N,求PM+PN的最小值方法:如右图,过点P作PN⊥BC,垂足为点N,PN与AB相交于点M,与两直线的交点即为所求点M、N,最短距离为线段PN的长。
华东师大版八年级数学下册“将军饮马模型”专题讲义及解析华东师大版八年级数学下册“将军饮马模型”专题讲义及解析一、背景知识:据传说,古罗马时代有一位名叫XXX的学者,他精通数学和物理。
有一天,一位罗马将军前来请教他一个难题:每天他从军营A出发,先到河边饮马,然后再去河岸同侧的军营B开会,应该怎样走才能使路程最短?这个问题被称为“将军饮马”问题,据说XXX很快解决了它,从此这个问题流传至今。
二、将军饮马问题常见模型1.两定一动型:两个定点到一个动点的距离和最小例1:在一条定直线l上找一个动点P,使动点P到两个定点A和B的距离之和最小,即PA+PB最小。
作法:连接AB,与直线l的交点Q即为所求点,当动点P跑到点Q处时,PA+PB最小,且最小值等于AB。
原理:两点之间线段最短。
证明:连接AB,与直线l的交点Q,P为直线l上任意一点,在三角形PAB中,由三边关系可知:AP+PB≧AB(当且仅当PQ重合时取等)。
例2:在一条定直线l上找一个动点P,使动点P到两个定点A和B的距离之和最小,即PA+PB的和最小。
关键:找对称点。
作法:作定点B关于定直线l的对称点C,连接AC,与直线l的交点Q即为所求点,当动点P跑到点Q处时,PA+PB和最小,且最小值等于AC。
原理:两点之间,线段最短。
证明:连接AC,与直线l的交点Q,P为直线l上任意一点,在三角形PAC中,由三边关系可知:AP+PC≧AC(当且仅当PQ重合时取等)。
2.两动一定型例3:在∠XXX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。
作法: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,△XXX即为所求。
原理:两点之间,线段最短。
例4:在∠XXX的内部有点A和点B,在OM上找一点C,在ON上找一点D,使得四边形ABCD周长最短。
作法:首先,我们作点A关于OM的对称点A',作点B关于ON的对称点B',然后连接A'B',交OM于点C,交ON于点D,最后连接AC和BD,四边形ABCD即为所求。
“将军饮马”模型详解与拓展平面几何中涉及最值问题的相关定理或公理有:① 线段公理:两点之间,线段最短. 并由此得到三角形三边关系;② 垂线段的性质:从直线外一点到这条直线上各点所连的线段中,垂线段最短. 在一些“线段和最值”的问题中,通过翻折运动,把一些线段进行转化即可应用①、② 的基本图形,并求得最值,这类问题一般被称之为“将军饮马"问题.问题提出:唐朝诗人李欣的诗《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,走到河边饮马后再到B点宿营.请问怎样走才能使总的路程最短?模型提炼:模型【1】一定直线、异侧两定点直线l和l的异侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使PA+PB最小解答:根据“两点之间,线段距离最短”,所以联结AB交直线l于点P,点P即为所求点模型【2】一定直线、同侧两定点直线l和l的同侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使PA+PB最小解答:第一步:画点A关于直线l的对称点A’(根据“翻折运动”的相关性质,点A、A’到对称轴上任意点距离相等,如图所示,AP=A'P,即把一定直线同侧两定点问题转化为一定直线异侧两定点问题)第二步:联结A'B交直线l于点Q,根据“两点之间,线段距离最短”,此时“A’Q+QB”最短即“AQ+QB”最短模型【3】一定直线、一定点一动点已知直线l和定点A,在直线k上找一点B(点A、B在直线l同侧),在直线l上找点P,使得AP+PB最小解答:第一步:画点A关于直线l的对称点A’第二步:过点A'做A'B⊥k于点B且交直线l于点P,根据“从直线外一点到这条直线上各点所连的线段中,垂线段最短",可知A’P+PB最小即AP+PB最小模型【4】一定点、两定直线点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B,使△PAB的周长最小解答:策略:两次翻折第一步:分别画点P关于直线OM、ON的对称点P1、P2第二步:联结P1P2,交OM、ON于点A、点B(根据“翻折运动”的相关性质,AP=AP1,BP=BP2;根据“两点之间,线段距离最短”可知此时AP1+BP2+AB最短即△ABP周长最短)拓展如果两定点、两定直线呢?“如图,点P,Q为∠MON内的两点,分别在OM,ON上作点A,B。
将军饮马问题,掌握这⼗个数学模型就够了“将军饮马”问题是初中数学中⾮常重要的数学知识和⼏何模型,也是求线段最值问题的最常⽤数学模型。
将军饮马问题是⼀个有故事的数学问题,故事⼤意如下: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。
传说亚历⼭⼤城有⼀位精通数学和物理的学者,名叫海伦,⼀天,⼀位罗马将军专程去拜访他,向他请教⼀个百思不得其解的问题。
将军每天从军营A出发,先到河边饮(yìn)马,然后再去河岸同侧的B地开会,应该怎样⾛才能使路程最短?从此,这个被称为'将军饮马'的问题⼴泛流传。
将军饮马问题的最基础模型探究:这个问题的解决并不难,据说海伦略加思索就解决了它。
抽象为数学模型:直线l同侧有两个定点A、B,请在直线l上找⼀点C,使AC+BC最⼩。
假设点A、B在直线l的异侧就好了,这样我们就可以利⽤【点到点最值模型:两点之间线段最短】找到点C的位置了。
即连接AB交直线l于点C。
因此,我们可以找点A关于直线l的对称点,连接A’B交直线l于点C,点C即为所求!如果将军在河边的另外任⼀点C'饮马,所⾛的路程就是AC'+C'B,但是AC'+C'B=A'C'+C'B>A'B=A'C+CB=AC+CB.故在点C处饮马,路程最短。
要点概述:1.初中数学线段最值问题可以总结为三类,点与点、点与线和线与线之间的最值,⼀般需要⽤到以下知识点:2.将军饮马问题的核⼼思想,它的核⼼思想是“化折为直”,“化折为直”是初中数学最重要的⼀个解题思想,将军饮马,费马点,胡不归,阿⽒圆等最值问题,都⽤到“折化直”的数学转换思想。
化折为直的⽅法有轴对称,平移,构造⼦母相似三⾓形,三⾓函数转换等等,将军饮马问题⼤都采⽤的是轴对称来实现“折化直”的⽬标。
最值模型之将军饮马模型模型一两定一动型(线段和差的最值问题)【模型解读】在一条直线m上,求一点P,使PA与PB的和最小;题目在一条直线m上,求一点P,使PA+PB最小;分类(1)点A、B在直线m两侧(2)点A、B在直线同侧原图辅助线作法连接AB交直线m于点P,此点P即为所求,PA+PB最小值为AB 作A关于直线m的对称点A',连接A'B交直线m于点P,此点P即为所求,PA+PB最小值为A'B原理三角形两边之和大于第三边【模型解读】在一条直线m上,求一点P,使PA与PB的差最大;题目在一条直线m上,求一点P,使|PA-PB|最大;分类(1)点A、B在直线m同侧:(2)点A、B在直线m异侧原图辅助线作法延长AB交直线m于点P,此点P即为所求,|PA-PB|最大值为AB 过点B作关于直线m的对称点B',连接AB'交点直线m于P,此点P即为所求,|PA-PB|最大值为AB'原理三角形两边之差小于第三边。
例题解析1如图,正方形ABCD的边长为4,点E在边BC上,且BE=1,F为对角线BD上一动点,连接CF,EF,则CF+EF的最小值为.【答案】17【分析】连接AE交BD于一点F,连接CF,根据正方形的对称性得到此时CF+EF=AE最小,利用勾股定理求出AE即可.【详解】解:如图,连接AE交BD于一点F,连接CF,∵四边形ABCD是正方形,∴点A与点C关于BD对称,∴AF=CF,∴CF+EF=AF+EF=AE,此时CF+EF最小,∵正方形ABCD的边长为4,∴AD=4,∠ABC=90°,∵点E在AB上,且BE=1,∴AE=AB2+BE2=42+12=17,即CF+EF的最小值为17故答案为:17.2如图,在菱形ABCD中,∠ABC=120°,对角线AC、BD交于点O,BD=8,点E为OD的中点,点F为AB上一点,且AF=3BF,点P为AC上一动点,连接PE、PF,则PF-PE的最大值为.【答案】2【分析】作E的对称点E',连接FE'并延长交AC于点P',根据三角形三边关系可得到PF-PE=PF-PE≤E F,最后根据等边三角形的性质及菱形的性质即可解答.【详解】解:作E的对称点E ,连接FE'并延长交AC于点P ,∴PE=PE ,∴PF-PE≤E F,=PF-PE当F、E 、P 在同一条直线上时,PF-PE有最大值E F,∵在菱形ABCD中,∠ABC=120°,∴∠DAB=60°,AD=AB,∴△ABD是等边三角形,∴∠DAB=∠DBA=∠ADB=60°,,AD=AB=BD,∵BD=8,∴AB=8,∵AF=3BF,∴BF=2,∵点E为OD的中点,∴E 为OB的中点,∴BE =1BD=2,4∴BF=BE ,∴△BE F是等边三角形,∴E F=BF=2,故答案为2;变式训练1如图,菱形ABCD,点A、B、C、D均在坐标轴上,∠ABC=120°,点A-3,0,点E是CD的中点,点P是OC上的一动点,则PD+PE的最小值是()3A.3B.5C.22D.32【答案】A【分析】直线AC上的动点P到E、D两定点距离之和最小属“将军饮马”模型,由D关于直线AC的对称点B,连接BE,则线段BE的长即是PD+PE的最小值.【详解】如图:连接BE,∵菱形ABCD,∴B、D关于直线AC对称,,∵直线AC上的动点P到E、D两定点距离之和最小∴根据“将军饮马”模型可知BE长度即是PD+PE的最小值.∵菱形ABCD,∠ABC=120°,点A-3,0,∴∠CDB=60°,∠DAO=30°,OA=3,∴OD=3,AD=DC=CB=23∴△CDB是等边三角形∴BD=23∵点E是CD的中点,∴DE=1CD=3,且BE⊥CD,∴BE=BD2-DE2=3故选:A.22如图,正方形ABCD的对角线交于点O,点E是直线BC上一动点.若AB=4,则AE+OE的最小值是()A.42B.25+2C.213D.210【答案】D【分析】本题为典型的将军饮马模型问题,需要通过轴对称,作点A关于直线BC的对称点A ,再连接A O,运用两点之间线段最短得到A O为所求最小值,再运用勾股定理求线段A O的长度即可.【详解】解:如图所示,作点A关于直线BC的对称点A ,连接A O,其与BC的交点即为点E,再作OF⊥AB交AB于点F,∵A与A关于BC对称,∴AE=A E,AE+OE=A E+OE,当且仅当A ,O,E在同一条线上的时候和最小,如图所示,此时AE+OE=A E+OE=A O,∵正方形ABCD,点O为对角线的交点,AB=2,∴OF=FB=12∵对称,∴AB=BA =4,∴FA =FB+BA =2+4=6,在Rt△OFA 中,OA =FO2+FA 2=210,故选:D.3如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠ABC=60°,M是对角线BD上的一个动点,CF=BF,则MA+ MF的最小值为()A.1B.2C.3D.2【答案】C【分析】连接AF,则AF的长就是AM+FM的最小值,证明△ABC是等边三角形,AF是高线,利用三角函数即可求解.【详解】解:连接AF,则AF的长就是AM+FM的最小值.∵四边形ABCD 是菱形,∴AB =BC ,又∵∠ABC =60°,∴△ABC 是等边三角形,∵CF =BF ∴F 是BC 的中点,∴AF ⊥BC .则AF =AB •sin60°=2×32=3.即MA +MF 的最小值是3.故选:C4如图,已知△ABC 为等腰直角三角形,AC =BC =6,∠BCD =15°,P 为直线CD 上的动点,则|PA -PB |的最大值为.【答案】6【分析】作A 关于CD 的对称点A ′,连接A ′B 交CD 于P ,则点P 就是使|PA -PB |的值最大的点,|PA -PB |=A ′B ,连接A ′C ,根据等腰直角三角形的性质得到∠CAB =∠ABC =45°,∠ACB =90°,根据角的和差关系得到∠ACD =75°,根据轴对称的性质得到A ′C =AC =BC ,∠CA ′A =∠CAA ′=15°,推出△A ′BC 是等边三角形,根据等边三角形的性质即可得到结论.【详解】如图,作A 关于CD 的对称点A ′,连接A ′B 并延长交CD 延长线于点P ,则点P 就是使PA -PB 的值最大的点,PA -PB =A ′B ,连接A ′C ,∵△ABC 为等腰直角三角形,AC =BC =6,∴∠CAB =∠ABC =45°,∠ACB =90°,∵∠BCD =15°,∴∠ACD =75°,∵点A 与A ′关于CD 对称,∴CD ⊥AA ′,AC =A ′C ,∠CA ′A =∠CAA ′,∴∠CAA ′=15°,∵AC =BC ,∴A ′C =BC ,∠CA ′A =∠CAA ′=15°,∴∠ACA ′=150°,∵∠ACB =90°,∴∠A ′CB =60°,∴△A ′BC 是等边三角形,∴A ′B =BC =6.故答案为:65如图,MN 是⊙O 的直径,MN =6,点A 在⊙O 上,∠AMN =30°,B 为AN的中点,P 是直径MN 上一动点,则PA +PB 的最小值是.【答案】32【分析】首先利用在直线L 上的同侧有两个点A 、B ,在直线L 上有到A 、B 的距离之和最短的点存在,可以通过轴对称来确定,即作出其中一点关于直线L 的对称点,对称点与另一点的连线与直线L 的交点就是所要找的点P 的位置,然后根据弧的度数发现一个等腰直角三角形计算.【详解】作点B 关于MN 的对称点C ,连接AC 交MN 于点P ,连接OB ,则P 点就是所求作的点.此时PA +PB 最小,且等于AC 的长.连接OA ,OC ,∵∠AMN =30°,∴∠AON =60°,∵B 为AN的中点,∴AB =BN∴∠AOB =∠BON =30°,∵MN ⊥BC ,∴CN=BN,∴∠CON =∠NOB =30°,则∠AOC =90°,又OA =OC =3,则AC =32.故答案为:32.6如图,在矩形ABCD 中,AB =3,BC =5.动点P 满足S △PBC =13S 矩形ABCD.则点P 到B ,C 两点距离之和PB +PC 的最小值为。
专题07.将军饮马模型将军饮马模型在考试中,无论是解答题,还是选择、填空题,都是学生感觉有困难的地方,也恰是学生能力区分度最重要的地方,主要考查转化与化归等的数学思想。
在各类考试中都以中高档题为主。
在解决几何最值问题主要依据是:①两点之间,线段最短;②垂线段最短,涉及的基本方法还有:利用轴对称变换化归到“三角形两边之和大于第三边”、“三角形两边之差小于第三边”等。
希望通过本专题的讲解让大家对这类问题有比较清晰的认识。
··模型1、将军饮马--两定一动求线段和的最小值【模型探究】A,B为定点,m为定直线,P为直线m上的一个动点,求AP+BP的最小。
(1)如图1,点A、B在直线m两侧:辅助线:连接AB交直线m于点P,则AP+BP的最小值为AB.(2)如图2,点A、B在直线同侧:辅助线:过点A作关于定直线m的对称点A’,连接A’B交直线m于点P,则AP+BP的最小值为A’B.图1图2例1.(2022·江苏·八年级专题练习)要在街道旁修建一个奶站,向居民区A、B提供牛奶,小聪根据实际情况,以街道旁为x轴,测得A点的坐标为(0,3),B点的坐标为(6,5),则从A、B两点到奶站距离之和的最小值是____.【答案】10【分析】作A点关于x轴的对称点A',连接A'B与x轴交于点P,连接AP,则A'B即为所求.【详解】解:作A点关于x轴的对称点A',连接A'B与x轴交于点P,连接AP,∵AP=A'P,∴AP+BP∵A(0,3),∴A'(0∴P点到A、B的距离最小值为【点睛】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称求最短距离的方法,会根据两点坐标求两点间距离例2.(2022·江苏·八年级专题练习)如图,等边△ABC的边长为6,AD是BC边上的中线,M是AD上的动点,E是边AC上一点,若AE=2,则EM+CM的最小值为()C.D.A B.【点睛】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称求最短距离的方法,灵活运用勾股定理是解题关键.例3.(2022·江苏·八年级专题练习)如图所示,在ABC 中,AB AC =,直线EF 是AB 的垂直平分线,D 是BC 的中点,M 是EF 上一个动点,ABC 的面积为12,4BC =,则BDM 周长的最小值是_________.【点睛】本题主要考查了线段垂直平分线的性质,三线合一定理,解题的关键在于能够根据题意得到当A、M、D三点共线时,AM+DM最小,即为AD.例4.(2023·湖北洪山·八年级期中)如图,将△ABC沿AD折叠使得顶点C恰好落在AB边上的点M处,D 在BC上,点P在线段AD上移动,若AC=6,CD=3,BD=7,则△PMB周长的最小值为___.【答案】18【分析】首先明确要使得△PMB周长最小,即使得PM+PB最小,再根据翻折的性质可知PM=PC,从而可得满足PC+PB最小即可,根据两点之间线段最短确定BC即为最小值,从而求解即可.【详解】解:由翻折的性质可知,AM=AC,PM=PC,∴M点为AB上一个固定点,则BM长度固定,∵△PMB周长=PM+PB+BM,∴要使得△PMB周长最小,即使得PM+PB最小,∵PM=PC,∴满足PC+PB最小即可,显然,当P、B、C三点共线时,满足PC+PB最小,如图所示,此时,P点与D点重合,PC+PB=BC,∴△PMB周长最小值即为BC+BM,此时,作DS⊥AB于S点,DT⊥AC延长线于T点,AQ⊥BC延长线于Q点,由题意,AD为∠BAC的角平分线,∴DS=DT,∵1122ACDS AC DT CD AQ==,1122ABDS AB DS BD AQ==,∴11221122ABDACDAB DS BD AQSS AC DT CD AQ==,即:AB BDAC CD=,∴763AB=,解得:AB=14,∵AM=AC=6,∴BM=14-6=8,∴△PMB周长最小值为BC+BM=3+7+8=18,故答案为:18.【点睛】本题考查翻折的性质,以及最短路径问题等,掌握翻折的基本性质,利用角平分线的性质进行推理求解,理解并熟练运用两点之间线段最短是解题关键.例5.(2023·江阴市八年级月考)某班级在探究“将军饮马问题”时抽象出数学模型:直线l 同旁有两个定点A 、B ,在直线l 上存在点P ,使得PA PB +的值最小.解法:如图1,作点A 关于直线l 的对称点A ',连接A B ',则A B '与直线l 的交点即为P ,且PA PB +的最小值为A B '.请利用上述模型解决下列问题:(1)几何应用:如图2,ABC ∆中,90C ∠=︒,2AC BC ==,E 是AB 的中点,P 是BC 边上的一动点,则PA PE +的最小值为;(2)几何拓展:如图3,ABC ∆中,2AC =,30A ∠=︒,若在AB 、AC 上各取一点M 、N 使CM MN +的值最小,画出图形,求最小值并简要说明理由.【答案】(110;(23【分析】(1)作点A 关于BC 的对称点A′,连接A′E 交BC 于P ,此时PA+PE 的值最小.连接BA′,先根据勾股定理求出BA′的长,再判断出∠A′BA=90°,根据勾股定理即可得出结论;(2)作点C 关于直线AB 的对称点C′,作C′N ⊥AC 于N 交AB 于M ,连接AC′,根据等边三角形的性质解答.【详解】解:(1)如图2所示,作点A 关于BC 的对称点A′,连接A′E 交BC 于P ,此时PA+PE 的值最小.连接BA′.由勾股定理得,22BC AC +2222+2,∵E 是AB 的中点,∴BE=122,∵90C ∠=︒,2AC BC ==,∴∠A′BC=∠ABC=45°,∴∠A′BA=90°,∴PA+PE 的最小值=A′E=22'A B BE +()()22222+1010;(2)如图3,作点C关于直线AB的对称点C′,作C′N⊥AC于N交AB于M,连接AC′,则C′A=CA=2,∠C′AB=∠CAB=30°,∴△C′AC为等边三角形,∴∠AC′N=30°,∴AN=12C′A=1,∴CM+MN的最小值为2221 3.【点睛】本题考查的是轴对称--最短路线问题、勾股定理、等边三角形的判定和性质、含30°角的直角三角形的性质、垂线段最短,解这类问题的关键是将所给问题抽象或转化为数学模型,把两条线段的和转化为一条线段.模型2、将军饮马--两动一定求线段和的最小值【模型探究】已知定点A位于定直线m,n的内侧,在直线m、n分别上求点P、Q点PA+PQ+QA周长最短.辅助线:过点A作关于定直线m、n的对称点A’、A’’,连接A’A’’交直线m、n于点P、Q,则PA+PQ+QA 的最小值为A’A’’.例1.(2022·江苏·无锡市八年级期末)如图,已知∠AOB的大小为α,P是∠AOB内部的一个定点,且OP =4,点E、F分别是OA、OB上的动点,若△PEF周长的最小值等于4,则α=()A.30°B.45°C.60°D.90°【答案】A【分析】设点P关于OA的对称点为C,关于OB的对称点为D,当点E、F在CD上时,△PEF的周长为PE+EF+FP=CD,此时周长最小,根据CD=4可得出△COD是等边三角形,进而可求出α的度数.【详解】解:如图,作点P关于OA的对称点C,关于OB的对称点D,连接CD,交OA于E,OB于F.此时,△PEF的周长最小.连接OC,OD,PE,PF.∵点P与点C关于OA对称,∴OA垂直平分PC,∴∠COA=∠AOP,PE=CE,OC=OP,同理,可得∠DOB=∠BOP,PF=DF,OD=OP.∴∠COA+∠DOB=∠AOP+∠BOP=∠AOB=α,OC=OD=OP=4,∴∠COD=2α.又∵△PEF的周长=PE+EF+FP=CE+EF+FD=CD=4,∴OC=OD=CD=4,∴△COD是等边三角形,∴2α=60°,∴α=30°.故选:A.【点睛】本题主要考查了最短路径问题,本题找到点E和F的位置是解题的关键.要使△PEF的周长最小,通常是把三边的和转化为一条线段,运用三角形三边关系解决.例2.(2022·江苏九年级一模)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,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.6【答案】C【分析】如图作D关于直线AC的对称点M,作D关于直线BC的对称点N,连接CM,CN,CD,EN,FM,DN,DM.由∠MCA=∠DCA,∠BCN=∠BCD,∠ACD+∠BCD=90°,推出∠MCD+∠NCD=180°,可得M、B、N 共线,由DF+DE+EF=FM+EN+EF,FM+EN+EF≥MN,可知当M、F、E、N共线时,且CD⊥AB时,DE+EF+FD的值最小,最小值=2CD,求出CD的值即可解决问题.【详解】解:如图,作D关于直线AC的对称点M,作D关于直线BC的对称点N,连接CM,CN,CD,EN,FM,DN,DM.∴DF =FM ,DE =EN ,CD =CM ,CD =CN ,∴CD =CM =CN ,∵∠MCA =∠DCA ,∠BCN =∠BCD ,∠ACD +∠BCD =90°,∴∠MCD +∠NCD =180°,∴M 、C 、N 共线,∵DF +DE +EF =FM +EN +EF ,∵FM +EN +EF ≥MN ,∴当M 、F 、E 、N 共线时,且CD ⊥AB 时,DE +EF +FD 的值最小,最小值为MN =2CD ,∵CD ⊥AB ,∴12•AB •CD =12•AB•AC ,∴CD =•AB AC AB =125=2.4,∴DE +EF +FD 的最小值为4.8.故选:C .【点睛】本题考查了轴对称-最短问题、两点之间线段最短、垂线段最短等知识,解题的关键是灵活运用轴对称以及垂线段最短解决最短问题,属于中考选择题中的压轴题.例3.(2023春·贵州毕节·七年级统考期末)如图所示,30AOB ∠= ,点P 为AOB ∠内一点,8OP =,点,M N 分别在,OA OB 上,求PMN ∆周长的最小值.【答案】PMN ∆周长的最小值为8【分析】作P 关于OA 、OB 的对称点12P P 、,连结1OP、2OP ,即可快速找到解题思路.【详解】如图,作P 关于OA 、OB 的对称点12P P 、,连结1OP、2OP ,12PP 交OA 、OB 于M 、N ,此时PMN ∆周长最小,根据轴对称性质可知1PM PM =,2P N PN =,1212PM N PM M N PN PP ∴∆=++=,且1AO P AO P ∠=∠,2BO P BO P ∠=∠,12260POP AOB ∠=∠=︒,128O P O P O P ===,12PPO ∆为等边三角形,1218PP OP ==即PMN ∆周长的最小值为8.【点睛】本题应用知识比较隐晦,分别考查了轴对称图形和等边三角形,需要认真分析,充分联系所学知识,方可正确解答.例4.(2023.山东八年级期末)如图所示,在四边形ABCD中,∠A=90º,∠C=90º,∠D=60º,AD=3,AB=,若点M、N分别为边CD,AD上的动点,则△BMN的周长最小值为()A. B. C.6 D.3【答案】C【解析】作点B关于CD、AD的对称点分别为点B'和点B'',连接B'B''交DC和AD于点M和点N,连接MB、NB;再DC和AD上分别取一动点M’和N’(不同于点M和N),连接M'B,M'B',N’B和N'B'',如图1所示:∵B'B''<M'B'+M'N'+N'B",B'M'=BM',B"N'=BN',∴BM'+M'N'+BN'>B'B",又∵B'B"=B'M+MN+NB",MB=MB',NB=NB'',∴NB+NM+BM<BM'+M’N'+BN'NB+NM+BM时周长最小;连接DB,过点B'作B'H⊥DB''于B’’D的延长线于点H,如图示2所示:在Rt△ABD中,AD=3,AB=,,∴∠2=30º,∴∠5=30º,DB=DB'',又∵∠ADC=∠1+∠2=60º,∴∠1=30º,∴∠7=30º,DB'=DB,∴∠B'DB''=∠1+∠2+∠5+∠7=120º,DB'=DB''=DB,又∵∠B'DB"+∠6=180º,∴∠6=60º,∴HD=,HB'=3,在Rt △B'HB''中,由勾股定理得:B'B"=,NB +NM +BM =6,故选C.模型3、将军饮马--两动两定求线段和的最小值【模型探究】A ,B 为定点,在定直线m 、n 上分别找两点P 、Q ,使PA +PQ +QB 最小。
将军饮马问题类型一、基本模式类型二、轴对称变换的应用(将军饮马问题)2、如图所示,如果将军从马棚M出发,先赶到河OA上的某一位置P,再马上赶到河OB上的某一位置Q,然后立即返回校场N.请为将军重新设计一条路线(即选择点P和Q),使得总路程MP+PQ+QN最短.【变式】如图所示,将军希望从马棚M出发,先赶到河OA上的某一位置P,再马上赶到河OB上的某一位置Q.请为将军设计一条路线(即选择点P和Q),使得总路程MP+PQ最短.3、将军要检阅一队士兵,要求(如图所示):队伍长为a,沿河OB排开(从点P到点Q);将军从马棚M出发到达队头P,从P至Q检阅队伍后再赶到校场N.请问:在什么位置列队(即选择点P和Q),可以使得将军走的总路程MP+PQ+QN最短?4. 如图,点M在锐角∠AOB内部,在OB边上求作一点P,使点P到点M的距离与点P到OA 边的距离之和最小5已知∠MON内有一点P,P关于OM,ON的对称点分别是和,分别交OM, ON于点A、B,已知=15,则△PAB 的周长为()A. 15 B 7.5 C. 10 D. 246. 已知∠AOB,试在∠AOB内确定一点P,如图,使P到OA、OB的距离相等,并且到M、N 两点的距离也相等.7、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,求∠APB的度数.8. 如图,在四边形ABCD中,∠A=90°,AD=4,连接BD,BD⊥CD,∠ADB=∠C.若P是BC 边上一动点,则DP长的最小值为______.练习1、已知点A在直线l外,点P为直线l上的一个动点,探究是否存在一个定点B,当点P在直线l上运动时,点P与A、B两点的距离总相等,如果存在,请作出定点B;若不存在,请说明理由.2、 如图,在公路a 的同旁有两个仓库A 、B ,现需要建一货物中转站,要求到A 、B 两仓库的距离和最短,这个中转站M 应建在公路旁的哪个位置比较合理?aB3、 已知:A 、B 两点在直线l 的同侧, 在l 上求作一点M ,使得||AM BM -最小.4、如图,正方形ABCD 中,8AB =,M 是DC 上的一点,且2DM =,N 是AC 上的一动点,求DN MN +的最小值与最大值.NMDCB A5、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。
将军饮马的六种模型将军饮马,是中国古代战争策略中的经典战术之一。
通过观察马,了解将军的心思,进而进行军事决策。
将军饮马虽然源于古代战争,但其思想也可以应用于现代管理和决策中。
在现代社会中,可以将将军饮马的思想应用到各种管理模型中,以期提供全面、客观、有效的决策支持。
本文将介绍六种基于将军饮马思想的模型,并对其应用领域进行简要分析。
一、马的姿态模型在将军饮马中,将军观察马展示出的姿态,来判断敌情。
而在管理和决策中,我们也可以通过观察员工或团队展示的姿态,来了解他们的态度、能力和潜力。
例如,一个员工是否充满自信和积极的态度,是否展示出自主解决问题的能力,这些都可以为管理者提供重要的参考信息。
二、军心模型将军饮马中,将军观察马的冷静与否,来判断士兵们的情绪状态。
同样,在管理中,管理者可以通过观察员工的情绪和表现来判断团队的士气和动力。
如果员工们表现出疲惫、消极或情绪低落,可能需要及时采取措施调整团队心态,提高士气。
三、战术模型将军饮马中,将军观察马的行动方式,来判断敌情并制定战术。
在管理决策中,管理者可以观察员工或团队的行动方式和工作方法,来判断他们的能力和适应性。
通过了解员工的工作方式,可以更好地进行任务分配和资源管理,使团队的工作更加高效。
四、资源模型将军饮马中,将军观察马数量和状态,来判断可用资源。
在管理决策中,管理者需要了解团队的资源情况,包括人力、物资、资金等。
通过了解资源状况,管理者可以更好地进行资源分配,确保团队工作的顺利进行。
五、协调模型将军饮马中,将军观察马是否协调一致,来判断士兵团结力。
在管理中,管理者可以通过观察员工的协作和团队合作能力,来判断团队的团结力和协作效率。
如果员工们能够协同合作、相互支持,将会提升整个团队的工作效果。
六、判断模型将军饮马中,将军通过观察马的各种表现,来综合判断敌情和决策方向。
在管理决策中,管理者也需要通过综合观察员工的各种表现和信息,来做出决策。
通过收集和分析各种信息,管理者能够更准确地判断当前形势,做出合理决策。
将军饮马问题16大模型将军饮马问题源于中国古代的一个寓言故事,讲述的是三位将军跟随他们的军队来到一座河边准备渡河,但只有一条小船,这条小船一次只能搭载两人。
如果将军A和将军B在船上,将军C在岸边,将军C将会受到辱骂,如果将军A和将军C在船上,将军B在岸边,将军B也会受到辱骂,问题是如何让这三位将军都安全地渡河而不受辱骂。
这个问题启发了许多数学家和逻辑学家,有各种不同的解法。
下面将介绍将军饮马问题的16种不同模型。
模型1:最直接的解法最直接的解法是将将军A和将军B一同乘坐小船去对岸,然后将将军A带船返回,将将军C载到对岸。
模型2:穷举法穷举法是一种比较笨拙但可以解决问题的方法,即穷尽所有可能的情况。
这种方法虽然有效,但耗时较长。
模型3:递归法递归法是将问题分解成较小规模的子问题,并逐步解决。
这种方法可以节省时间和精力,但需要较高的逻辑思维能力。
模型4:数学推导法通过数学推导,可以将将军饮马问题转化为数学模型,从而得出解答。
这种方法需要较强的数学功底。
模型5:逻辑推理法逻辑推理法是通过逻辑推理和思维分析,得出解决将军饮马问题的方法。
这种方法强调思维的逻辑性和推理能力。
模型6:图论模型图论是数学的一个分支,可以用来描述将军饮马问题中的交叉关系和路径规划。
通过构建相应的图模型,可以更清晰地解决问题。
模型7:概率模型概率模型是通过概率计算和推测,找出解决将军饮马问题的可能性和概率分布。
这种方法适用于对问题进行全面分析和评估。
模型8:动态规划法动态规划法是针对多阶段决策问题的一种解决方法,可以在问题空间中寻找最优解。
这种方法适用于将军饮马问题的场景。
模型9:模拟法模拟法是通过模拟将军饮马问题的场景,以实验测算的方式找出最佳解决方案。
这种方法可以直观地展示问题的复杂性和解决路径。
模型10:启发式算法启发式算法是通过启发性的思考和优化方法,寻找将军饮马问题的最佳解决方案。
这种方法可以在复杂问题中找到较好的解决途径。
将军饮马的十二种模型将军饮马是一种著名的古代兵法策略,通常用来形容指挥员在战场上果断决策的能力。
这种策略被广泛应用于各种领域,包括管理学、商业决策以及日常生活中的问题解决。
在本文中,我们将介绍十二种基于将军饮马原理的模型,以帮助读者更好地理解和应用这一策略。
1. 分析对手在决策过程中,了解对手的行为和意图非常重要。
通过分析对手的可能行动和策略,我们可以更好地预测并应对对手的举动。
2. 制定计划将军饮马的核心在于制定行动计划。
这意味着我们需要考虑不同的情况和可能的结果,并为每种情况制定相应的对策,以保证决策的有效性。
3. 增加变数为了增加决策的灵活性和适应性,我们可以通过引入一些变数来改变局势。
这可以包括改变战术、伪装行动或者制造干扰。
4. 强化决策为了确保决策的正确性和有效性,我们可以通过增强决策的支撑力量来提高其执行力。
这可以包括增加资源投入、加强组织和协调能力等方面。
5. 战略调整在执行决策过程中,我们应该密切关注局势的变化,并随时调整战略。
这可以保证我们能够迅速应对新出现的问题和挑战。
6. 创新思维创新思维是解决问题和应对挑战的关键。
通过引入新的想法和方法,我们可以找到更加高效和创造性的解决方案。
7. 风险管理将军饮马过程中,我们应该始终关注风险,并制定相应的应对策略。
通过评估风险的概率和影响,并采取相应的措施来管理风险,我们可以最大程度地减少潜在的不确定性。
8. 团队合作团队合作是决策过程中至关重要的一环。
通过充分发挥团队成员的专长和优势,我们可以共同制定决策,并更好地协同合作来实现最终目标。
9. 反思总结在每一次决策之后,我们都应该进行反思和总结。
通过评估决策的结果、分析决策的成功与失败原因,并从中吸取教训,我们可以不断完善和提升我们的决策能力。
10. 监控执行决策之后,并不意味着任务结束。
我们应该密切关注决策的执行情况,并根据实际情况进行调整和管理,以确保决策的顺利实施。
11. 持续学习决策是一个不断学习和成长的过程。
将军饮马”模型详解与拓展 (1)A,B,C,D,使得四边形ABCD的周长最小。
该问题可以通过两次翻折来解决。
第一步:分别画点P、Q关于直线OM、ON的对称点P1、Q1、P2、Q2.第二步:联结P1Q2、P2Q1,交OM、ON于点A、B、C、D。
根据“翻折运动”的相关性质,AP=AP1,BP=BP2,CQ=CQ1,DQ=DQ2;根据“两点之间,线段距离最短”可知此时AP1+P1Q2+QC1+CD+DQ2+BP2最短即四边形ABCD周长最短。
将军饮马”问题源于唐朝诗人XXX的诗《古从军行》。
在这首诗中,将军从山脚下的A点出发,走到河边饮马后再到B点宿营。
问题是,怎样走才能使总的路程最短?该问题可以通过“线段和最值”问题中的“一定直线、异侧两定点”模型来解决。
根据“两点之间,线段距离最短”的原理,联结AB交直线l于点P,点P即为所求点。
除了“一定直线、异侧两定点”模型外,还有“一定直线、同侧两定点”、“一定直线、一定点一动点”和“一定点、两定直线”等模型。
这些模型都可以通过“翻折运动”来转化为“一定直线、异侧两定点”问题,然后应用“两点之间,线段距离最短”的原理来求解。
对于“一定点、两定直线”问题,需要通过两次翻折来解决。
分别画点P、Q关于直线OM、ON的对称点P1、Q1、P2、Q2,然后联结P1Q2、P2Q1,交OM、ON于点A、B、C、D。
根据“翻折运动”的相关性质和“两点之间,线段距离最短”的原理,可以得到四边形ABCD周长最短。
总之,“将军饮马”问题是一个典型的“线段和最值”问题,可以通过不同的模型和翻折运动来解决。
掌握这些模型和原理,可以帮助我们更好地解决类似的几何问题。
如何使四边形PAQB的周长最小?在数学问题中,我们经常需要优化某些值。
这个问题的目标是最小化四边形PAQB的周长。
为了解决这个问题,我们需要先找到四边形的特征。
四边形PAQB是由四个点P、A、Q和B组成的。
我们可以使用坐标系来表示这些点。
“将军饮马”模型详解与拓展
平面几何中涉及最值问题的相关定理或公理有:① 线段公理:两点之间,线段最短. 并由此得到三角形三边关系;② 垂线段的性质:从直线外一点到这条直线上各点所连的线段中,垂线段最短. 在一些“线段和最值”的问题中,通过翻折运动,把一些线段进行转化即可应用①、② 的基本图形,并求得最值,这类问题一般被称之为“将军饮马”问题。
问题提出:
唐朝诗人李欣的诗《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,走到河边饮马后再到B点宿营.请问怎样走才能使总的路程最短?
模型提炼:
模型【1】一定直线、异侧两定点
直线l和l的异侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使PA+PB最小
解答:根据“两点之间,线段距离最短”,所以联结AB交直
线l于点P,点P即为所求点
模型【2】一定直线、同侧两定点
直线l和l的同侧两点A、B,在直线l上求作一点P,使PA+PB最小
解答:
第一步:画点A关于直线l的对称点A'(根据“翻折运动”的
相关性质,点A、A'到对称轴上任意点距离相等,如图所示,
AP=A'P,即把一定直线同侧两定点问题转化为一定直线异侧两
定点问题)
第二步:联结A'B交直线l于点Q,根据“两点之间,线段距离
最短”,此时“A'Q+QB”最短即“AQ+QB”最短
模型【3】一定直线、一定点一动点
已知直线l和定点A,在直线k上找一点B(点A、B在直线l同侧),在直线l上找点P,使得AP+PB最小
解答:
第一步:画点A关于直线l的对称点A'
第二步:过点A'做A'B⊥k于点B且交直线l于点P,根据“从直线
外一点到这条直线上各点所连的线段中,垂线段最短”,可知A'P+PB
最小即AP+PB最小
模型【4】一定点、两定直线
点P是∠MON内的一点,分别在OM,ON上作点A,B,使△PAB的周长最小
解答:
策略:两次翻折
第一步:分别画点P关于直线OM、ON的对称点P1、P2
第二步:联结P1P2,交OM、ON于点A、点B
(根据“翻折运动”的相关性质,AP=AP1,BP=BP2;根据“两点之间,
线段距离最短”可知此时AP1+BP2+AB最短即△ABP周长最短)
拓展
如果两定点、两定直线呢?
“如图,点P,Q为∠MON内的两点,分别在OM,ON上作点
A,B。
使四边形PAQB的周长最小”
问题升级:
问题:如图,△ABC中,点D、E、F分别在边AB、AC、BC上,试求作△DEF的最小值
解答:
将点D视为定点,先作出△DEF的最小值对应的线段D’D’’,而后研究D’D’’随着点D的位置变化过程中的最小值即可
无论点D位置在何处,点C对线段D’D’’的张角不变,即
∠ D’CD’’的大小不变,为2∠ACB. 因而,为使得D’D’’最小,只需要CD’ = CD’’ = CD最小即可,显然当CD⊥AB 时,有垂线段最小,从而内接三角形△DEF的周长最小
现在已经有CD⊥AB,接下来说明点E、点F也正好是△ABC的高线的垂足!如下图:D’、D、D’’三点在以C为圆心的圆上,弧D’D所对圆心角为∠D’CD,
所对圆周角为∠D’D’’D,
故有:(1/2)∠D’CD=∠D’D”D.
由翻折又有:(1/2)∠D’CD=∠ECD,
得∠D’D”D=∠ECD,
故C、E、D、D’’四点共圆;
另一方面:∠CDB+∠CD”B=180°,
故C、D、B、D’’四点共圆,综上有:C、E、D、B、D’’ 五点共圆,从而∠CDB=∠CDB=90°
从而得到一个重要结论:
锐角三角形的所有内接三角形中,垂足三角形周长最小。