中考线段作图类问题(将军饮马)知识点汇总
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第1讲将军饮马模型➢知识点睛“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。
一、定直线与两定点模型作法结论A、在直线l异侧当两定点B时,在直线l上找上点P,使PA+最小.PBA、在直线l同侧当两定点B时,在直线l上找上点P,使PA+最小.PBA、在直线l同侧当两定点B时,在直线l上找上点P,使PA-最大.PBA、在直线l异侧当两定点B时,在直线l上找上点P,使PA-最大.PBA、在直线l同侧当两定点B时,在直线l上找上点P,使PA-最小.PB二、角到定点模型作法结论点P 在AOB ∠的内部,在OA 上找一点M ,在OB 上找一点N ,使得PCD ∆周长最小.点P 在AOB ∠的内部,在OA 上找一点M ,在OB 上找一点N ,使得MN PN +最小.点Q P 、在AOB ∠的内部,在OA 上找一点M ,在OB 上找一点N ,使得四边形PMNQ 周长最小.点M 在AOB ∠的外部,在射线OA 上找一点P ,使PM 与点P 到射线OB 的距离和最小.点M 在AOB ∠的内部,在射线OA 上找一点P ,使PM 与点P 到射线OB 的距离和最小.点Q P 、分别在AOB ∠的边OB OA 、是,在OA 上找一点M ,在OB 上找一点N ,使得MQ MN PN ++最小.二、两定点一定长模型作法结论如图在直线l 上找上两点N M 、(M 在左),使NB MN AM ++最小,且d MN =.如图,21//l l ,21l l 、之间的距离为d ,在21l l 、上分别找N M 、两点,使1l MN ⊥,且NB MN AM ++最小.如图,21//l l ,43//l l ,21l l 、之间的距离为1d ,43//l l 之间的距离为2d ,在21l l 、上分别找N M 、两点,使1l MN ⊥,在43l l 、上分别找Q P 、两点,使3l PQ ⊥且QB PQ NP MN AM ++++最小.如图,在⊙O 上找一点N ,在直线l 找一点M ,使得MN AM +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.P OBAMN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.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( )A .(2,2)B .5(2,5)2C .8(3,8)3D .(3,3)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 .4B .5C .6D .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___________. PDCBAA BCDMNNMDCBA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( ) A B .2 C .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 .4.5NMDBA E AFCDBNM DCBAEPDCBAM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( ) A .4(0,)3B .5(0,)3C .(0,2)D .10(0,)3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13PAB ABCD S S ∆=矩形,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 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 .6D .3第13题图 第14题图 CBH FGEDCB AA BMOPN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.AB CD EFMx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。
八年级数学将军饮马最值问题分类总结轴对称的作用是“搬点移线”,可以把图形中比较分散、缺乏联系的元素集中到“新的图形”中,为应用某些基本定理提供方便。
比如我们可以利用轴对称性质求几何图形中一些线段和的最大值或最小值问题。
利用轴对称的性质解决几何图形中的最值问题借助的主要基本定理有三个:(1)两点之间线段最短;(2)三角形两边之和大于第三边;(3)垂线段最短。
初中阶段利用轴对称性质求最值的题目可以归结为:两点一线,两点两线,一点两线三类线段和的最值问题。
下面对三类线段和的最值问题进行分析、讨论。
问题特征:已知两个定点位于一条直线的同一侧,在直线上求一动点的位置,使动点与定点线段和最短。
核心思路:这类最值问题所求的线段和中只有一个动点,解决这类题目的方法是找出任一定点关于直线的对称点,连结这个对称点与另一定点,交直线于一点,交点即为动点满足最值的位置。
方法:1.定点过动点所在直线做对称。
2.连结对称点与另一个定点,则直线段长度就是我们所求。
变异类型:实际考题中,经常利用本身就具有对称性质的图形,比如等腰三角形,等边三角形、正方形、圆、二次函数、直角梯形等图形,即其中一个定点的对称点就在这个图形上。
1.如图,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。
(2)一点两线的最值问题:(两个动点+ 一个定点)问题特征:已知一个定点位于平面内两相交直线之间,分别在两直线上确定两个动点使线段和最短。
核心思路:这类问题实际上是两点两线段最值问题的变式,通过做这一定点关于两条线的对称点,实现“搬点移线”,把线段“移”到同一直线上来解决。
变异类型1.如图,点P是N MON内的一点,分别在OM, ON上作点A, B。
使C PAB的周长最小。
2.如图,点A是N MON外的一点,在射线OM上作点P,使PA与点P到射线ON的距离之和最小。
(3)两点两线的最值问题:(两个动点+两个定点)问题特征:两动点,其中一个随另一个动(一个主动,一个从动),并且两动点间的距离保持不变。
几何最值之将军饮马一、将军饮马问题背景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1.两点之间线段最短2.垂线段最短通常在求最值的时候我们会借助于几何三大变化,轴对称、平移、旋转变换进行线段的转移,从而转化成两大核心原理进行最值求解。
二、 将军饮马问题题型 1. 将军饮马--单动点求最值问题1:如图,在直线l 上找一点P ,使得PA PB +的值最小?问题解决:如下图,由两点之间线段最短可知,当点A P B 、、三点共线时,PA PB +最小,即线段AB 的长度。
问题2:如图,A B 、两点在直线l 上方,在直线l 上找一点P ,使得PA PB +的值最小?问题解决:当A B 、两点在直线l 同侧时,PA PB +的长度是一条折线,要求PA PB +的最小值必须通过一定方法化折为直。
如下图,作点B 关于直线l 的对称点'B 。
PA PB +的长度转化为'PA PB +的长度。
故点'A P B 、、三点共线时,PA PB +最小,即线段'AB 的长度。
问题3:如图,A B 、两点在直线l 上方,在直线l 上找一点P ,使得||PA PB -的值最大?问题解决:||PA PB -的值最大如何求,可以联想到三角形三边关系。
利用两边之差小于第三边可知,||PA PB AB -≤。
如下图,故点A B P 、、三点共线时,||PA PB AB -=,此时取到最大值,即线段AB 的长度。
问题4:如图,A B 、两点在直线l 的异侧,在直线l 上找一点P ,使得||PA PB -的值最大?问题解决:这种情况||PA PB -的最大值和之前的解决方案是一样的,如下图,通过作点B 关于直线l 的对称点'B ,将||PA PB -转化成|'|PA PB -。
由问题3可知,当点'A B P 、、三点共线时,|'|=||PA PB PA PB --取到最大值,即线段'AB 的长度。
微专题将军饮马模型通关专练一、单选题1(2023·福建厦门·校考二模)如图,正方形ABCD的边长为4,点E、F分别为BC、CD的中点,点P是对角线BD上的动点,则四边形PECF周长的最小值为()A.4B.4+22C.8D.4+42【答案】C【分析】作E关于BD的对称点E ,连接E F交BD于点O,根据轴对称性质及两点之间,线段最短,得到四边形PECF的周长最小,即OE+OF最小,再利用三角形三边关系解题即可.【详解】解:如图,作E关于BD的对称点E ,连接E F交BD于点O,故点P与点O重合时,四边形PECF的周长最小,即OE+OF最小,∵E和E 关于BD对称,则OE=OE ,EO+OF=E O+OF=4连接E P,同样E P=PE,EP+PF=E P+PF>E F而E F=E O+OF=4,即EP+PF>E F所以当P与O重合时,四边形PECF周长最小,即为4+2+2=8,故选:C.【点睛】本题考查正方形的性质、轴对称与最值问题等知识,是重要考点,难度较易,掌握相关知识是解题关键.2(2023秋·八年级课时练习)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,BE平分∠ABC,ED⊥AB与点D,∠A=30°,AE=6cm,那么CE等于()A.4cmB.2cmC.3cmD.1cm【答案】C【详解】∵ED⊥AB,∠A=30°,∴AE=2ED,∵AE=6cm,∴ED=3cm.∵∠ACB=90°,BE平分∠ABC,∴ED=CE,∴CE=3cm.故选C.3(2023·福建福州·八年级福州日升中学校考期中)如图,在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,EF 垂直平分BC,点P为直线EF上的任一点,则AP+BP的最小值是()A.7B.6C.5D.4【答案】D【分析】根据题意知点B关于直线EF的对称点为点C,故当点P与点D重合时,AP+BP的最小值,求出AC长度即可.【详解】解:∵EF垂直平分BC,∴B、C关于EF对称,设AC交EF于D,∴当P和D重合时,AP+BP的值最小,最小值等于AC的长,AP+BP的最小值是4.故选:D.【点睛】本题考查了线段垂直平分线的性质,轴对称-最短路线问题的应用,解此题的关键是找出P的位置.4(2023秋·福建福州·八年级校考阶段练习)如图,等边△ABC中,BD⊥AC于D,QD=15,点P、Q 分别为AB、AD上的两个定点且BP=AQ=20,在BD上有一动点E使PE+QE最短,则PE+QE的最小值为()A.35B.40C.50D.60【答案】C【分析】作点Q关于BD的对称点Q′,连接PQ′交BD于E,连接QE,此时PE+EQ的值最小.最小值PE+PQ=PE+EQ′=PQ′.【详解】解:如上图,∵△ABC是等边三角形,∴BA=BC,∵BD⊥AC,∴AD=DC=AQ+QD=20+15=35cm,∴AB=AC=2AD=70,作点Q关于BD的对称点Q′,连接PQ′交BD于E,连接QE,此时PE+EQ的值最小.最小值为PE+ PQ=PE+EQ′=PQ′,∴QD=DQ′=15(cm),∴AQ′=AD+DQ′=35+15=50(cm)∵BP=20(cm),∴AP=AB-BP=70-20=50(cm)∴AP=AQ′=50(cm),∵∠A=60°,∴△APQ′是等边三角形,∴PQ′=PA=50(cm),∴PE+QE的最小值为50cm.故选:C.【点睛】本题考查了等边三角形的性质和判定,轴对称最短问题等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短问题.5(2023春·福建龙岩·七年级龙岩初级中学校考阶段练习)如图,点P是直线l外一点,A,B,C,D都在直线上,下列线段最短的是()A.PAB.PCC.PBD.PD【答案】C【分析】根据点到直线的距离可直接进行排除选项.【详解】解:∵点P是直线l外一点,A,B,C,D都在直线上,∴PB<PC<PA<PD,∴线段最短的是PB;故选C.【点睛】本题主要考查点到直线的距离,熟练掌握点到直线的距离是解题的关键.6(2023秋·福建宁德·八年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,点A(-2,4),B(4,2),在x轴上取一点P,使点P到点A和点B的距离之和最小,则点P的坐标是()A.(-2,0)B.(0,0)C.(2,0)D.(4,0)【答案】C 【分析】作A 关于x 轴的对称点C ,连接AC 交x 轴于D ,连接BC 交交x 轴于P ,连接AP ,此时点P 到点A 和点B 的距离之和最小,求出C (的坐标,设直线CB 的解析式是y =kx +b ,把C 、B 的坐标代入求出解析式是y =x -2,把y =0代入求出x 即可.【详解】如图:作A 关于x 轴的对称点C ,连接AC 交x 轴于D ,连接BC 交交x 轴于P ,连接AP ,则此时AP +PB 最小,即此时点P 到点A 和点B 的距离之和最小,∵A (-2,4),∴C (-2,-4),设直线CB 的解析式是y =kx +b ,把C 、B 的坐标代入得:{2=4k +b -4=-2k +b,解得:k =1,b =-2,∴y =x -2,把y =0代入得:0=x -2,x =2,即P 的坐标是(2,0),故选C .【点睛】本题考查了轴对称-最短路线问题,一次函数的解析式,坐标与图形性质等知识点,关键是能画出P 的位置,题目比较典型,是一道比较好的题目.7(2023·福建·校联考零模)如图,等腰Rt △ABC 中,AB ⊥AC 于A ,AB =CA =DC =2,M 为△ABC 内一点,当MA +MB +MC 最短时,在直线BM 上有一点E ,连接CE .12BE +CE 的最小值为()A.πB.263C.63D.6【答案】D 【分析】由M 为△ABC 内一点,当MA +MB +MC 最短时,得M 为△ABC 的费马点,以AC 为边向外作正三角形ACF ,据费马点的特征,直线BM 和直线BF 为同一条直线,由题意容易求得∠MBC =30°,以BF为边,B 为顶点向∠MBC 的外侧作∠FBG ,使∠FBG =30°,过E 作BG 的垂线,垂足为H ,显然12BE +CE =CE +EH ;再过点C 作BG 的垂线,垂足为H ,由垂线段最短,知12BE +CE =CE +EH ≥CH ;因为易得BC =22,又∠GBC =60°就容易求得CH 就是12BE +CE 的最小值.【详解】解:如下图以AC 为边向外作正三角形ACF ,以BF 为边,B 为顶点向∠MBC 的外侧作∠FBG ,使∠FBG =30°,过E 作BG 的垂线,垂足为H ,过点C 作BG 的垂线,垂足为H由∠FBG =30°,HE ⊥BG 知HE =12BE ∴12BE +CE =CE +EH ≥CH 下面计算CH∵AB =AC =2且AB ⊥AC∴BC =22;∵M 为△ABC 内一点,当MA +MB +MC 最短时∴M 为△ABC 的费马点由费马点的特点知BM 与BF 为同一条直线∵正三角形ACF∴∠CAF =60°又AB ⊥AC∴∠BAF =150°又AB =AC =AF∴∠ABF =15°又∠ABC =45°∴∠FBC =30°∴∠GBC =60°在RT △BCH 中CH =BC sin ∠GBC =BC sin60°=22⋅32=6∴12BE +CE 的最小值为6.故选:D .【点睛】此题是几何最值问题--费马点和胡不归的综合.确定最短长度时,要据30°角所对直角边是斜边的一半把问题转化为“垂线段最短”来解决;计算最短值时要熟悉费马点的性质.8(2023秋·福建厦门·八年级统考期末)如图,在四边形ABCD 中,∠C =α°,∠B =∠D =90°,E ,F 分别是BC ,DC 上的点,当△AEF 的周长最小时,∠EAF 的度数为()A.αB.2αC.180-αD.180-2α【答案】D【分析】要使△AEF的周长最小,即利用点的对称,使三角形的三边在同一直线上,作出A关于BC和CD 的对称点A ,A″,即可得出∠AA E+∠A″=α,即可得出答案.【详解】解:作A关于BC和CD的对称点A ,A″,连接A A″,交BC于E,交CD于F,∴AF=A″F,AE=A E,∴∠EA A=∠EAA ,∠FAD=∠A″,则A A″即为△AEF的周长最小值,∵∠C=α,∠ABC=∠ADC=90°∴∠DAB=180°-α,∴∠AA E+∠A″=180°-180°-α=α,∵∠EA A=∠EAA ,∠FAD=∠A″,∴∠EAA +∠A″AF=α,∴∠EAF=180°-α-α=180°-2α,故选:D.【点睛】本题考查的是轴对称-最短路线问题,涉及到平面内最短路线问题求法以及三角形的外角的性质和垂直平分线的性质等知识,根据已知得出E,F的位置是解题关键.9(2023秋·八年级单元测试)如图,点A,B在直线l的同侧,若要用尺规在直线l上确定一点P,使得AP+BP最短,则下列作图正确的是()A. B.C. D.【答案】C【详解】解:要得到满足题意的点,首先要作A点(或B点)关于直线l的对称点,然后将此对称点与B(A)点连接,所得连线与直线l的交点即为所求点,观察选项,只有C符合.故选:C.10(2023·福建·九年级专题练习)如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,BC=4,tan∠ABC=4,AC的垂直平分线EF分别交AC,AB边于E,F点.若点D为BC边的中点,点M为线段EF上一动点,则△CDM周长的最小值为()A.6B.8C.10D.12【答案】C 【分析】连接AD ,根据等腰三角形三线合一的性质,得到AD ⊥BC ,利用正切的定义解得AD BD=4,再由垂直平分线的性质得到点C 关于直线EF 的对称点为点A ,根据轴对称-最短路线解题即可.【详解】解:连接AD ,∵△ABC 是等腰三角形,点D 是BC 边的中点,∴AD ⊥BC ,∵BC =4,∴BD =2,∴tan ∠ABC =AD BD =4,解得AD =8,∵EF 是线段AC 的垂直平分线,∴点C 关于直线EF 的对称点为点A ,∴AD 的长为CM +MD 的最小值,∴△CDM 的周长最短=(CM +MD )+CD =AD +12BC =8+12×4=10.故选:C .【点睛】本题考查轴对称-最短路线问题、等腰三角形三线合一的性质、正切等知识,是重要考点,难度较易,掌握相关知识是解题关键.二、填空题11(2023春·福建福州·九年级统考期中)在平面直角坐标系xOy 中,点B ,P ,Q 的坐标分别为5,0 ,a ,2 ,a +2,2 ,则△BPQ 周长的最小值为.【答案】25+2【分析】由题意,PB =(a -5)2+22,PQ =2,BQ =(a -3)2+22,推出当PB +BQ =(a -5)2+22+(a -3)2+22最小时,△BPQ 的周长最小,欲求PB +BQ 的最小值,相当于在x 轴上找一点E a ,0 ,使得点E 到F 5,2 ,G 3,2 的距离和最小.【详解】解:∵B 5,0 ,P a ,2 ,Q a +2,2 ,∴PB =(a -5)2+22,PQ =2,BQ =(a -3)2+22,∴当PB +BQ =(a -5)2+22+(a -3)2+22最小时,△BPQ 的周长最小,欲求PB +BQ 的最小值,相当于在x 轴上找一点E a ,0 ,使得点E 到F 5,2 ,G 3,2 的距离和最小,如图,作点G 关于x 轴的对称点L ,连接FL 交x 轴于点E ,此时EG +FE 的值最小,∵L 3,-2 ,EG +EF 的最小值=FL =22+42=25,∴△BPQ 的周长的最小值为25+2.故答案为:25+2.【点睛】本题考查轴对称最短问题,勾股定理,坐标与图形的性质等知识,解题的关键是学会利用数形结合的思想解决问题,属于中考常考题型.12(2023秋·福建南平·八年级统考期末)如图,∠AOB =22°,点M ,N 分别是边OA ,OB 上的定点,点P ,Q 分别是边OA ,OB 上的动点,记∠MQP =α,∠OPN =β,当MQ +QP +PN 最小时,则α与β的数量关系为.【答案】β-α=44°【分析】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P ,交OB 于Q ,则MQ +QP +PN 最小,易知∠OQM =∠OQM =∠NQP ,∠OPQ =∠APN =∠APN ,根据三角形的外角的性质和平角的定义即可得到结论.【详解】解: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P ,交OB 于Q ,则MQ +QP +PN 最小,∴∠OQM =∠OQM =∠NQP ,∠OPQ =∠APN =∠APN ,∴∠PQN =12180°-α =∠AOB +∠MPQ =22°+12180°-β ,∴β-α=44°,故答案为:β-α=44°.【点睛】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.13(2023秋·福建莆田·八年级统考期中)如图,在锐角△ABC 中,∠ACB =50°,边AB 上有一定点P ,M ,N 分别是AC 和BC 边上的动点,当△PMN 的周长最小时,∠MPN 的度数是.【答案】80°【分析】根据对称的性质,易求得∠C +∠EPF =180°,由∠ACB =50°,易求得∠D +∠G =50°,继而求得答案;【详解】∵PD ⊥AC ,PG ⊥BC ,∴∠PEC =∠PFC =90°,∴∠C +∠EPF =180°,∵∠C =50°,∵∠D +∠G +∠EPF =180°,∴∠D +∠G =50°,由对称可知:∠G =∠GPN ,∠D =∠DPM ,L∴∠GPN +∠DPM =50°,∴∠MPN =130°-50°=80°,故答案为:80°.【点睛】此题考查了最短路径问题以及线段垂直平分线的性质,关键是注意掌握数形结合思想的应用.14(2023秋·福建厦门·八年级统考期末)如图,在△ABC 中,AB =BC ,AC =2cm ,S △ABC =3cm 2,边BC 的垂直平分线为l ,点D 是边AC 的中点,点P 是l 上的动点,则△PCD 的周长的最小值是.【答案】4【分析】连接BD ,由于AB =BC ,点D 是AC 边的中点,故BD ⊥AC ,再根据三角形的面积公式求出BD 的长,再根据直线l 是线段BC 的垂直平分线可知,点C 关于直线l 的对称点为点B ,故BD 的长为CP +PD 的最小值,由此即可得出结论.【详解】解:连接BD ,∵AB =BC ,点D 是BC 边的中点,∴BD ⊥AC ,∴S △ABC =12AC •BD =12×2×BD =3,解得BD =3,∵直线l 是线段BC 的垂直平分线,∴点C 关于直线l 的对称点为点B ,∴AB的长为CP+PD的最小值,AC=3+1=4.∴△CDP的周长最短=(CP+PD)+CD=BD+12故答案为:4.【点睛】本题考查的是轴对称-最短路线问题,熟知等腰三角形三线合一的性质是解答此题的关键.15(2023秋·八年级课时练习)如图,在ΔABC中,AB=AC,点D,E都在边BC上,∠BAD=∠CAE,若BD=9,则CE的长为.【答案】9.【分析】根据等腰三角形的性质及全等三角形的判定与性质即可求解.【详解】因为△ABC是等腰三角形,所以有AB=AC,∠BAD=∠CAE,∠ABD=∠ACE,所以△ABD≅△ACE(ASA),所以BD=EC,EC=9.【点睛】此题主要考查等腰三角形的性质,解题的关键是熟知全等三角形的判定与性质.16(2023秋·福建三明·八年级统考期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点C在直线MN上,∠BCN=30°,点P为MN上一动点,连接AP,BP.当AP+BP的值最小时,∠CBP的度数为度.【答案】15【分析】如图,作B关于MN的对称点D,连接AD,BD,CD,AP+BP的值最小,则MN交AD于P,由轴对称易证∠CBP=∠CDP,结合∠BCN=30°证得△BCD是等边三角形,可得AC=CD,结合已知根据等腰三角形性质可求出∠CDP,即可解决问题.【详解】如图,作B关于MN的对称点D,连接AD,BD,CD,∵AP+BP的值最小,则MN交AD于P,由轴对称可知:CB=CD,PB=PD,∴∠CBD=∠CDB,∠PBD=∠PDB,∴∠CBP=∠CDP,∵∠BCN=30°,∴∠BCD=2∠BCN=60°,∴△BCD是等边三角形,∵AC=BC,∴AC=CD,∴∠CAD=∠CDA,∵∠ACB=90°,∠BCD=60°,∴∠CAD=∠CDA=12180°-∠ACB-∠BCD=15°,∴∠CBP=∠CDP=15°,故答案为:15.【点睛】本题考查等边三角形判定和性质、轴对称的性质、最短路径问题、等腰三角形的性质;熟练掌握相关性质的联系与运用,会利用最短路径解决最值问题是解答的关键.三、解答题17(2023秋·福建南平·八年级福建省南平第一中学校考期中)△ABC在平面直角坐标系中的位置如下图所示,点A(1,1),点B(4,2),点C(3,4).(1)画出△ABC关于y轴对称的△A1B1C1,并写出点A1,B1,C1的坐标.(2)y轴上是否存在一点P,使得PA+PB的和最小.若存在,请你找出点P的位置.(保留作图痕迹)(3)求出△A1B1C1的面积.【答案】(1)画图见解析,A1-1,1,B1-4,2,C1-3,4(2)见解析(3)72【分析】(1)根据轴对称的性质即可在图中画出△ABC关于x轴的对称图形△A1B1C1,进而得点A1、B1、C1的坐标;(2)连接AB1或A1B,与y轴交点即为点P;(3)根据网格利用割补法计算即可.【详解】(1)解:如图,△A1B1C1即为所求;A1-1,1,B1-4,2,C1-3,4;(2)如图,点P 即为所求;(3)S △A 1B 1C 1=3×3-12×1×3-12×1×2-12×2×3=72.【点睛】本题考查了作图-轴对称变换,轴对称-最短路线问题,解决本题的关键是掌握轴对称的性质.18(2023春·福建泉州·七年级福建省泉州第一中学校考期末)如图,在正方形网格上有一个△ABC (三个顶点均在格点上).(1)作△ABC 关于直线HG 的轴对称图形△A 1B 1C 1(不写作法);(2)画出△ABC 中BC 边上的高AD ;(3)在HG 上画出点P ,使PB +PC 最小.【答案】(1)作图见解析;(2)作图见解析;(3)作图见解析.【分析】(1)根据轴对称的性质作图即可;(2)根据三角形的高的概念过点A 作AD 垂直于线段CB 的延长线,垂足为D 即可;(3)连接CB 1,交HG 于点P ,点P 即为所求.【详解】(1)解:如图1,△A 1B 1C 1为所求作的三角形;(2)解:如图2,过点A作AD垂直于线段CB的延长线,垂足为D,则线段AD就是△ABC中BC边上的高;(3)解:如图3,根据两点之间,线段最短,连接CB1,交HG于点P,点P即为所求.【点睛】本题考查作轴对称图形,作高、以及最短路线问题,熟练掌握轴对称的性质是解答本题的关键.19(2023春·福建泉州·七年级福建省永春第一中学校考期末)(1)如图1,在△ABC中∠A=60º,BD、CE均为△ABC的角平分线且相交于点O.①填空:∠BOC=度;②求证:BC=BE+CD.(写出求证过程)(2)如图2,在△ABC中,AB=AC=m,BC=n,CE平分∠ACB.①若△ABC的面积为S,在线段CE上找一点M,在线段AC上找一点N,使得AM+MN的值最小,则AM+MN的最小值是.(直接写出答案); ②若∠A=20°,则△BCE的周长等于.(直接写出答案).【答案】(1)①120;②证明见解析;(2)①2sn(或m2-n24);②m【详解】试题分析:(1)①根据三角形内角和定理得到∠BOC=180°-∠OBC-∠OCB,则2∠BOC=360°-2∠OBC-2∠OCB,再根据角平分线的定义得∠ABC=2∠OBC,∠ACB=2∠OCB,则2∠BOC=360°-∠ABC-∠ACB,易得∠BOC=90°+12∠A,由∠A=60º即可得∠BOC的值;②采用截长法在BC上截取BF=BE,连接OF,由边角边证得△EBO≌△FBO,再由角边角证得△DCO ≌△FCO,即可得证;(2)①当AM⊥BC时,AM+MN的值最小;②在CA上截取CD=CB,以E为圆心EC为半径画弧,与AC交于点F,通过构造全等三角形,利用等腰三角形的判定和性质即可求解.试题解析:(1)①在△OBC中,∠BOC=180°-∠OBC-∠OCB,∴2∠BOC=360°-2∠OBC-2∠OCB,∵BD、CE均为△ABC的角平分线,∴∠ABC=2∠OBC,∠ACB=2∠OCB,∴2∠BOC=360°-∠ABC-∠ACB,∴∠BOC=90°+12∠A,∵∠A=60º,∴∠BOC=90°+12×60º=120°;故答案为120°;②证明:由(1)①∠BOC=120°,∴∠BOE=∠COD=180°-120°=60°,在BC上截取BF=BE,连接OF,∵BD平分∠ABC,∴∠EBO=∠FBO,又∵BO=BO(公共边相等)∴△EBO≌△FBO(SAS)∴∠BOF=∠BOE=60°,∴∠COF=∠BOC-∠BOF=120°-60°=60°=∠COD,∵CE平分∠ACB,∴∠DCO=∠FCO,又∵CO=CO(公共边相等)∴△DCO ≌△FCO (ASA )∴CD =CF ,∴BC =BF +CF =BE +CD ;(2)①如图:当AM ⊥BC 时,与BC 交于点D ,过M 作MN ⊥AC 交AC 与点D ,∵CE 平分∠ACB ,∴DM =DN ,∴AD =AM +MD =AM +MN ,此时,AM +MN 的值最小,由S △ABC =12BC ·AD ,BC =n ,△ABC 的面积为S ,得AD =2s n,或∵AB =AC , AD ⊥BC , AB =AC =m ,BC =n ,∴BD =CD =n 2,在Rt △ACD 中,由勾股定理得AD =m 2-n 24;故答案为2s n(或m 2-n 24);②如图:在CA 上截取CD =CB ,以E 为圆心EC 为半径画弧,与AC 交于点F ,∵AB =AC =m ,∠A =20°,∴∠B =∠C =80°,∵CE 平分∠ACB ,∴∠BCE =∠DCE =40°,∵CE =CE ,∴△BCE ≌△DCE ,∴∠CDE =∠B =80°,∠DEC =∠BEC =60°,BE =DE ,∴∠CDE =40°,∵EC =EF ,∴∠EFC =∠ECF =40°,∴∠DEF =∠CDE -∠DFE =40°,∴DE =DF ,∠AEF =∠DFE -∠A =40°-20°=20°,∴EF =AF ,∴BE =DF ,CE =AF ,∴△BCE 的周长=BC +CE +BE =CD +AF +DF =AC =m .点睛:此题考查了角平分线的定义和性质,三角形内角和定理,等腰三角形的性质,最短路径问题等知识.解题的关键是添加正确的辅助线构造出全等三角形,对线段进行转化.20(2023秋·福建福州·八年级福建省福州第一中学校考期中)如图,△ABC 三个顶点的坐标分别为A 1,1 ,B 4,2 ,C 3,4 .(1)请画出△ABC关于y轴对称的△A1B1C1;(2)在x轴上求作一点P,使△PAB的周长最小,请画出△PAB,并简要说明理由.【答案】(1)图见解析(2)图见解析【分析】(1)先根据轴对称性质找到A、B、C的对应点A1、B1、C1,再顺次连接即可画出图形;(2)作点B关于x轴对称的点B ,连接AB 交x轴于点P,连接AP,BP,即可得到结论;【详解】(1)解:如图,△A1B1C1即为所求;(2)解:作点B关于x轴对称的点B ,连接AB 交x轴于点P,连接AP,BP,则AP+BP=AP+B P=AB ,根据两点之间,线段最短,此时△PAB的周长最小,△PAB如图所示.【点睛】本题考查坐标与图形变换-轴对称、最短路径问题,能根据对称性质正确作出对称图形是解答的关键.21(2023春·福建三明·七年级统考期末)如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都为1,网格中有一个格点△ABC(即三角形的顶点都在格点上)(1)在图中画出△ABC关于直线l对称的△A1B1C1;(2)在直线l上找出点P,使得△PBC周长最小,在图中标出点P的位置;(3)已知点D在格点上,且△BCD和△BCA全等,请画出所有满足条件的△BCD(点D与点A不重合).【答案】(1)见解析(2)见解析(3)见解析【分析】(1)找到△ABC关于直线l对称的点,再依次连接即可;(2)连接B1C,与直线l交于点P即可;(3)根据全等三角形的判定画图即可.【详解】(1)解:如图,△A1B1C1即为所求;(2)如图,点P即为所求;(3)如图,△BCD即为所求,共有3个.【点睛】此题主要考查了作图-轴对称变换,全等三角形的判定,最短路径,解题的关键是掌握相应的画图方法.22(2023秋·福建福州·八年级统考期中)如图,在平面直角坐标系中有一个△ABC.(1)写出△ABC各顶点的坐标;(2)画出△ABC关于y轴对称的△A1B1C1;(3)在y轴上作出点P,使得AP+BP的值最小.【答案】(1)A(-4,5),B(-3,1),C(-1,3)(2)见解析(3)见解析【分析】(1)按要求写出横纵坐标即可;(2)关于y轴对称的时候,x值变成相反数,其余不变;(3)连接B和A的对称点A1,该直线与y轴的交点就是AP+BP值的最小【详解】(1)A(-4,5),B(-3,1),C(-1,3);(2)如图△A1B1C1就是所求的图形;(3)如图所作的点P即为所求.【点睛】本题考查图形的对称,平面直角坐标系,熟练掌握轴对称求最短距离的方法是解题的关键.23(2023春·福建泉州·七年级统考期末)如图所示的正方形网格中,每个小正方形的边长均为1个单位,△ABC的三个顶点都在格点上.(1)在网格中画出△ABC向下平移4个单位得到的△A1B1C1;(2)在网格中画出△ABC关于直线m对称的△A2B2C2;(3)在直线m上画一点P,使得△ACP的周长最小.【答案】(1)见解析(2)见解析(3)见解析【分析】(1)根据平移的性质分别作出点A、B、C平移后的对应点A1、B1、C1,再顺次连接即可得△A1B1C1;(2)根据轴对称的性质分别作出点A、B、C关于直线m的对称点A2、B2、C2,再顺次连接即可得△A2B2C2;(3)连接A2C交直线m于点P即可.(1)解:如图,△A1B1C1即为所求.(2)解:如图,△A2B2C2即为所求.(3)解:如图,点P即为所求.由(2)作图可知,点A与点A2是关于直线m的对称点,∴PA=PA2,∴PC+PA=PC+PA2=A2C,∴PC+PA最小,∵△ACP的周长=AC+PC+PA,∴△ACP的周长最小.【点睛】本题考查平移作图,作轴对称图形,利用轴对称求最小值,熟练掌握平移性质、轴对称的性质是解题的关键.24(2023秋·福建福州·七年级福建省福州第十九中学校考期末)如图,已知点A,B,C,D是不在同一直线上的四个点,请按要求画出图形.(1)画直线AB和射线CB;(2)连接AC,过点C画直线AB的垂线,垂足为E;(3)在直线AB上找一点P,连接PC、PD,使PC+PD的和最短.【答案】(1)见解析(2)见解析(3)见解析【分析】(1)根据直线和射线的定义,即可求解;(2)根据垂线的定义,即可求解;(3)根据题意可得:PC+PD≥CD,从而得到当P、C、D三点共线时,PC+PD的和最短,即可求解.(1)解:直线AB和射线CB即为所求,如图所示;(2)如图,直线CE即为所求;(3)连接CD交AB于点P,如图所示,点P即为所求根据题意得:PC+PD≥CD,∴当P、C、D三点共线时,PC+PD的和最短.【点睛】本题主要考查了直线、射线、线段、垂线的定义,熟练掌握直线是两端都没有端点、可以向两端无限延伸、不可测量长度的线;射线是只有一个端点,它从一个端点向另一边无限延长不可测量长度的线;直线上两个点和它们之间的部分叫做线段;当两条直线相交所成的四个角中,有一个角是直角时,即两条直线互相垂直,其中一条直线叫做另一直线的垂线,交点叫垂足是解题的关键.25(2023秋·福建南平·八年级统考期中)如图,在平面直角坐标中,△ABC各顶点都在小方格的顶点上.(1)画出△ABC关于x轴对称的图形△A1B1C1;写出△A1B1C1各顶点坐标A1;B1;C1(2)在y轴上找一点P,使PA+PB1最短,画出P点,并写出P点的坐标.(3)若网格中的最小正方形边长为1,则△A1B1C1的面积等于 .【答案】(1)见详解,A1(-2,-3);B1(-3,-2);C1(-1,-1);(2)见详解,P(0,1);(3)1.5.【分析】(1)直接利用轴对称图形的性质得出对应点位置进而得出答案;(2)直接利用对称点求最短路线的性质得出答案;(3)根据格点求出三角形的面积.【详解】解:(1)如图所示:△A1B1C1为所求作的三角形;(2)如图,点P的坐标为:(0,1).(3)S△ABC=2×2-12×1×2-12×1×2-12×1×1=1.5【点睛】【点睛】此题主要考查了轴对称变换,正确得出对应点位置是解题关键.。
“将军饮马”模型一、模型背景“将军饮马”模型:动点在直线上运动,所引出的线段和、差的最值问题往往通过轴对称进行等量代换,转化成两点之间的距离或点到直线的距离,或利用三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边求得最值核心知识点:两点之间线段最短、垂线段最短二、模型内容(一)线段和最值1. 两定一动型(异侧)点A、B为平面内两个定点,点P为直线l上一动点,求P A+PB的最小值理论依据:2. 两定一动型(同侧)点A、B为平面内两个定点,点P为直线l上一动点,求P A+PB的最小值理论依据:3. 一定两动型点A为平面内定点,点P、Q分别是直线l1、l2上的动点,求AP+PQ+AQ的最小值理论依据:4. 一定两动型(变式)点A为平面内定点,点P、Q分别是直线l1、l2上的动点,求PQ+AQ的最小值理论依据:5. 两定两动型点A、B为平面内两个定点,点P、Q分别是直线l1、l2上的动点,求四边形APQB周长的最小值理论依据:(二)线段差最值6. 两定一动型(同侧)−的最大值点A、B为平面内两个定点,点P为直线l上一动点,求PA PB理论依据:7. 两定一动型(异侧)−的最大值点A、B为平面内两个定点,点P为直线l上一动点,求PA PB理论依据:三、模型应用1.如图,在ABC ∆中,3AB =,4AC =,EF 垂直平分BC ,点P 为直线EF 上的任一点,则AP BP +的最小值是______.2.如图,正方形ABCD 的面积为64,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 ,使PD PE +的和最小,则这个最小值为______.3.如图所示,已知121(,)(2,)2A yB y 为反比例函数1y x =图象上的两点,动点(,0)P x 在x 轴正半轴上运动,当||AP BP −的值最大时,连接OA ,AOP ∆的面积是_______.4.如图,C 为马,D 为帐篷,牧马人牵马,先到草地边牧马,再到河边饮马,然后回到帐篷,请你帮他确定这一天的最短路线.5.(1)如图1,在等边ABCBC=.点P、D、E分别为边BC、AB、AC上(均不与端点重∆中,6合)的动点.①当点P为BC的中点时,在图1中,作出PDE∆的周长的最∆的周长最小,并直接写出PDE∆,使PDE小值;②如图2,当2∆的周长的最小值.PB=时,求PDE(2)如图3,在等腰ABC=,4BC=,点P、Q、R分别为边BC、AB、∠=︒,AB ACBAC∆中.30∆周长的最小值并简要说明理由.AC上(均不与端点重合)的动点,求PQR。
专题13.10最短路径(将军饮马)问题(知识梳理与考点分类讲解)第一部分【知识点归纳】【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PA+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PA+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△PAB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PAQB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PA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PA与点P到射线OM的距离之和最小。
图6【考点1】两定一动型;【考点2】一定两动(两点之间线段最短)型;【考点3】一定两动(垂线段最短)型;【考点4】两定两动型;【考点5】一定两动(等线段)转化型;.第二部分【题型展示与方法点拨】【考点1】两定一动型;【例1】(23-24八年级上·全国·课后作业)如图,在ABC ∆中,3,4AB AC ==,EF 垂直平分BC ,交AC 于点D ,则ABP 周长的最小值是()A .12B .6C .7D .8【变式】(23-24八年级上·广东广州·期中)如图,在ABC ∆中,1216AB AC ==,,20BC =.将ABC V 沿射线BM 折叠,使点A 与BC 边上的点D 重合,E 为射线BM 上的一个动点,则CDE 周长的最小值.【考点2】一定两动(两点之间线段最短)型;【例2】(23-24八年级上·湖北省直辖县级单位·期末)如图,45MON ∠=︒,P 为MON ∠内一点,A 为OM 上一点,B 为ON 上一点,当PAB 的周长取最小值时,APB ∠的度数为()A .45︒B .90︒C .100︒D .135︒【变式】(23-24八年级上·江苏无锡·期中)如图,45AOB ∠=︒,点M N 、分别在射线OA OB 、上,5MN =,15OMN S = ,点P 是直线MN 上的一个动点,点P 关于OA 的对称点为1P ,点P 关于OB 的对称点为2P ,连接1OP 、2OP 、12PP ,当点P 在直线MN 上运动时,则12OPP 面积的最小值是.【考点3】一定两动型(垂线段最短);【例3】(22-23八年级上·湖北武汉·期末)如图,在ABC ∆中,3AB =,4BC =,5AC =,AB BC ⊥,点P 、Q 分别是边BC 、AC 上的动点,则AP PQ +的最小值等于()A .4B .245C .5D .275【变式】(23-24七年级下·陕西西安·阶段练习)如图,在Rt ABC △中,90ACB ∠=︒,3AC =,4BC =,5AB =,AD 是ABC V 的角平分线,若P Q 、分别是AD 和AC 边上的动点,则PC PQ +的最小值是.【考点4】两定两动型;【例4】如图,已知24AOB ∠=︒,OP 平分AOB ∠,1OP =,C 在OA 上,D 在OB 上,E 在OP 上.当CP CD DE ++取最小值时,此时PCD ∠的度数为()A .36︒B .48︒C .60︒D .72︒【考点5】一定两动(等线段)转化型;【例5】(20-21八年级上·湖北鄂州·期中)如图,AD 为等腰△ABC 的高,其中∠ACB =50°,AC =BC ,E ,F 分别为线段AD ,AC 上的动点,且AE =CF ,当BF +CE 取最小值时,∠AFB 的度数为()A .75°B .90°C .95°D .105°【变式】(23-24七年级下·四川宜宾·期末)在ABC V 中,80CAB ∠=︒,2AB =,3AC =,点E 是边AB 的中点,CAB ∠的角平分线交BC 于点D .作直线AD ,在直线AD 上有一点P ,连结PC 、PE ,则PC PE -的最大值是.第三部分【中考链接与拓展延伸】1、直通中考【例1】(2020·湖北·中考真题)如图,D 是等边三角形ABC 外一点.若8,6BD CD ==,连接AD ,则AD 的最大值与最小值的差为.【例2】(2020·新疆·中考真题)如图,在ABC V 中,90,60,4A B AB ∠=∠=︒=︒,若D 是BC 边上的动点,则2AD DC +的最小值为.2、拓展延伸【例1】(23-24八年级上·江苏镇江·阶段练习)如图,AC 、BD 在AB 的同侧,点M 为线段AB 中点,2AC =,8BD =,8AB =,若120CMD ∠=︒,则CD 的最大值为()A .18B .16C .14D .12【例2】(22-23八年级上·湖北武汉·期末)如图,锐角ABC V 中,302A BC ∠=︒=,,ABC V 的面积是6,D 、E 、F 分别是三边上的动点,则DEF 周长的最小值是()A .3B .4C .6D .7。
初三复习专题 最短路径问题——将军饮马班级: 姓名:将军饮马问题=最短距离问题=轴对称问题一、基本模型(2条线段和最小):1、如图,在定直线l 的同侧有两定点A,B,在直线l 上求作点P ,使PA+PB 最小。
二、模型变型(3条线段和最小) 2、如图,点P 是∠MON 内的一定点,分别在OM 、ON 上作点A 、B ,使△PAB 的周长最小。
【例1】如图,∠M O N =45°,P 是∠M O N 内一点,PO=10,A ,B 分别是O M 、O N 上的动点,则△ABP 周长的最小值为 。
【方法归纳:】1、作图的一般步骤是:①② ③ 2、计算最短线段长度的方法: 【例2】、已知抛物线2(1)4y x =--+交x 轴于A(-1,0)、B (3,0)两点,交y 轴于点D (0,3),又已知点E (2,3),点F (0,1)。
点G 为对称轴PQ 上一动点,试问在x 轴上是否存在一点H ,使D,G,H,F 四点所围成的四边形周长最小?若存在,求出这个最小值及点G ,H 的坐标;若不存在,请说明理由。
ON三、模型再变型(线段+点到线距离之和最小)3、如图,点P 是∠MON 内的一定点,在射线OM 、ON 上 分别找两个点A 、B ,使PA+AB 最小。
【例3】、如图2,菱形ABCD 中,AB=10,∠B=135°,E 是AB 上一动点,P 是对角线AC 上的一个动点,则PE+PB 的最小值为 .【变式】、已知直线1l 和2l 交于M 点,夹角为30°,点A 在1l 上且AM=10,P 是2l 上一动点,则P 点到A 点的距离与1l 的距离之和的最小值为 。
四、将军饮马+平移模型4、如图,已知有两个定点A 、B ,在定直线l 有两个动点P 、Q ,且PQ 长度不变,求作点P 、Q 使得AP+PQ+BQ 最小。
(A 、B 异侧) (A 、B 同侧)【例4】、如图,甲、乙两个单位分别位于一条河流的两边A 处和B 处,现准备合作修建一座桥,桥建在何处才能使由甲到乙的路线最短?请做出示意图。
中考数学复习:“将军饮马”类题型大全一、求线段和最值1.两定一动型例1:在图中,AM⊥EF,BN⊥EF,垂足为M、N,MN=12m,AM=5m,BN=4m,P是EF上任意一点,则PA+PB的最小值是多少?分析:这是最基本的将军饮马问题,A,B是定点,P是动点,属于两定一动将军饮马型。
根据常见的“定点定线作对称”,可作点A关于EF的对称点A’,根据两点之间,线段最短,连接A’B,此时A’P+PB即为A’B,最短。
而要求A’B,则需要构造直角三角形,利用勾股定理解决。
解答:作点A关于EF的对称点A’,过点A’作A’C⊥BN的延长线于C。
易知A’M=AM=NC=5m,BC=9m,A’C=MN=12m,在Rt△A’BC中,A’B=15m,即PA+PB的最小值是15m。
变式:在边长为2的正三角形ABC中,E,F,G为各边中点,P为线段EF上一动点,则△BPG周长的最小值为多少?分析:考虑到BG为定值是1,则△BPG的周长最小转化为求BP+PG的最小值,又是两定一动的将军饮马型,考虑作点G关于EF的对称点,这里有些同学可能看不出来到底是哪个点,我们不妨连接AG,则AG⊥BC,再连接EG,根据“直角三角形斜边中线等于斜边的一半”,可得AE=EG,则点A就是点G关于EF的对称点。
最后计算周长时,别忘了加上BG的长度。
解答:连接AG,易知PG=PA,BP+PG=BP+PA,当B,P,A三点共线时,BP+PG=BA,此时最短,BA=2,BG=1,即△BPG周长最短为3.2.一定两动型例2:在△ABC中,AB=AC=5,D为BC中点,AD=5,P为AD上任意一点,E为AC上任意一点,求PC+PE的最小值。
分析:这里的点C是定点,P,E是动点,属于一定两动的将军饮马模型。
由于△ABC是等腰三角形,AD是BC中线,则AD垂直平分BC,点C关于AD的对称点是点B,PC+PE=PB+PE,显然当B,P,E三点共线时,BE更短。
最短路径——“将军饮马”问题基本类型总结【问题1】作法图形原理在直线l 上求一点P ,使PA +PB 值最小.连AB ,与l 交点即为P .两点之间线段最短.PA +PB 最小值为AB .【问题2】“将军饮马”作法图形原理在直线l 上求一点P ,使PA +PB 值最小.作B 关于l 的对称点B '连A B ',与l 交点即为P .两点之间线段最短.PA +PB 最小值为A B '.【问题3】作法图形原理在直线l 1、l 2上分别求点M 、N ,使△PMN 的周长最小.分别作点P 关于两直线的对称点P '和P '',连P 'P '',与两直线交点即为M ,N .两点之间线段最短.PM +MN +PN 的最小值为线段P 'P ''的长.在直线1l 、2l 上分别求点N ,使四边形PQMN 的周长最小.【问题5】“造桥选址”图形直线m ∥n ,在m 、上分别求点M 、N ,使m ,且AM +MN +BN 的值最小.【问题6】图形在直线l 上求两点M 、在左),使a MN ,并使MN +NB 的值最小.【问题7】图形1上求点A ,在2l ,使PA +AB 值最小.m n BA【问题8】作法图形原理A 为1l 上一定点,B 为2l 上一定点,在2l 上求点M ,在1l 上求点N ,使AM +MN +NB 的值最小.作点A 关于2l 的对称点A ',作点B 关于1l 的对称点B ',连A 'B '交2l 于M ,交1l 于N .两点之间线段最短.AM +MN +NB 的最小值为线段A 'B '的长.【问题9】作法图形原理在直线l 上求一点P ,使PB PA -的值最小.连AB ,作AB 的中垂线与直线l 的交点即为P .垂直平分上的点到线段两端点的距离相等.PB PA -=0.【问题10】作法图形原理在直线l上求一点P,使PB PA -的值最大.作直线AB ,与直线l 的交点即为P .三角形任意两边之差小于第三边.PB PA -≤AB .PB PA -的最大值=AB .【问题11】作法图形原理在直线l 上求一点P ,使PB PA -的值最大.作B 关于l 的对称点B '作直线A B ',与l 交点即为P .三角形任意两边之差小于第三边.PB PA -≤AB '.PB PA -最大值=AB '.【问题12】“费马点”作法图形原理△ABC 中每一内角都小于120°,在△ABC 内求一点P ,使PA +PB +PC 值最小.所求点为“费马点”,即满足∠APB =∠BPC =∠APC =120°.以AB 、AC 为边向外作等边△ABD 、△ACE ,连CD 、BE 相交于P ,点P即为所求.两点之间线段最短.PA +PB +PC 最小值=CD .。
l A
l B
A
l l B
A
l P
l
l A
线段作图类问题(将军饮马)知识点汇总
“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。
模型1 定直线与两定点 模型 作法 结论
当两定点A 、B 在直线l 异侧时,在直线l 上找一点P ,使PA+PB 最小。
连接AB 交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点。
PA+ PB 的最小。
当两定点A 、B 在直线l 同侧时,在直线l 上找一点P ,使
PA+PB 最小。
作点B 关于直线l 的对称点
B ′,连接AB ′交直线于点P ,点P 即为所求作的点。
PA+PB 的最小值为AB ′。
当两定点A 、B 在直线l 同侧
时,在直线l 上找一点P ,使
PA PB -最大。
连接AB 并延长交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点。
PA PB -的最大值为AB 。
当两定点A 、B 在直线l 同侧时,在直线l 上找一点P ,使PA PB -最大。
作点B 关于直线l 的对称点B ′,连接AB ′并延长交直线于点P ,点P 即为所求作的点。
PA PB
-的
最大值为AB ′。
P D
C B A E D
C B A
A (3M N D
C B
A l
A
l
P
E D C B A
当两定点A 、B 在直线l 同侧时,在直线l 上找一点P ,使PA PB -最小。
平分线交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点。
PA PB
-的
最小值为0。
模型实例
例1.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 ,则PD+PE 的最小值为 。
例2.如图,已知△ABC 为等腰直角三角形,AC=BC=4,∠BCD=15°,P 为CD 上的动点,则PA PB -的最大值是多少?
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1.如图,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 的最小值是 。
2.如图,点C 的坐标为(3,y ),当△ABC 的周长最短时,求y 的值。
3.如图,正方形ABCD 中,AB-7,M 是DC 上的一点,且DM-3,N 是AC 上的一
动点,求DN MN 的最小值与最大值。
模型2 角到定点
模型
作法
结论
点P 在∠AOB 的内部,在OB 上找点D ,在OA 上找点C ,使得△PCD 周长最小。
分别作点P 关于OA 、OB
的对称点P ′、P",连接 P ′P",交OA 、OB 于点
C 、
D ,点C 、D 即为所
求。
△PCD 周长最小为P ′P"。
点P 在∠AOB 的内部,在OB 上找点D ,在OA 上找点C ,使得PD+CD 最小。
作点P 关于OB 的对称点P ′,过点P ′作P ′C ⊥OA 交OB 于点C ,点C 、D 即为所求。
PC+CD 的最小值为P ′C 。
点P 、Q 在∠AOB 的内部,在OB 上找点D ,在OA 上找点C ,使得四边形PQDC 周长最小。
分别作点P 、Q 关于OA 、OB 的对称点P ′、Q ′,连接P ′Q ′,交OA 、OB 于点C 、D ,点C 、D 即为所求。
PC+CD+DQ 的最小值为P ′Q ′,所以四边形PQDC 的周长的最小值为P ′Q ′+PQ 。
模型实例
P'P''O
A
B P
D
C P'
O
A
B
P
D C
O
C D M N
B
A
O 例1.如图,∠AOB=30°,∠AOB 内有一定点P ,且OP=10,在OA 上有一 点Q ,OB 上有一点R 。
若△PQR 周长最小,则最小周长是多少?
热搜精练
1.如图,∠MON=40°,P 为∠MON 内一定点,A 为OM 上的点,B 为ON 上的点, 当△PAB 的周长取最小值时: (1)找到A 、B 点,保留作图痕迹;
(2)求此时∠APB 等于多少度。
如果∠MON= ,∠APB 又等于多少度?
2.如图,四边形ABCD 中,∠BAD=110°,∠B=∠D=90°,在BC 、CD 上分别 找一点M 、N ,使△AMN 周长最小,并求此时∠AMN+∠ANM 的度数。
3.如图,在x 轴上找一点C ,在y 轴上找一点D ,使AD+CD+BC 最小,并 求直线CD 的解析式及点C 、D 的坐标。
4.如图∠MON=20°,A
、B 分别为射线OM 、ON 上两定点,且OA=2,OB=4,
O N
O
N
B
d A
d
2
1
A
21 点P 、Q 分别为射线OM 、ON 上两动点,当P 、Q 运动时,线段 AQ+PQ+PB 的最小值是多少?
模型3 两定点一定长
模型 作法 结论
如图,在直线l 上找M 、N 两 点(M 在左),使得
AM+MN+NB 最小,且MN=d 。
将点A 向右平移d 个单位
到A ′,作A ′关于直线l 的对称点A",连接A"B 交直线l 于点N ,将点N 向左平移d 个单位到M ,点M 、N 即为所求。
AM+MN+NB 最小为A"B 。
如图,1l ∥2l ,1l ,2l 之间
距离为d ,在1l ,2l 分别找M 、N 两点,使得MN ⊥1l ,
且AM+MN+NB 最小。
将点A 向下平移d 个单位到A ′,连接A ′B 交直线
2l 于点N ,将点N 向上平移
d 个单位到M ,点M 、N 即
为所求。
AM+MN+NB 的最小值为
A ′B+d 。
F C D O y x E B A
C
D O y x B
A
2
1
A
模型实例
例1.在平面直角坐标系中,矩形OABC 如图所示,
点A 在x 轴正半轴上,点C 在y 轴正半轴上, 且OA=6,OC=4,D 为OC 中点,点E 、F 在线段 OA 上,点E 在点F 左侧,EF=2。
当四边形BDEF
的周长最小时,求点E 的坐标。
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1.在平面直角坐标系中,矩形OACB 的顶点O 在坐标原点,顶点A 、B 分别在, x 轴、y 轴的正半轴上,A (3,0),B (0,4),D 为边OB 的中点。
(1)若E 为边OA 上的一个动点,求△CDE 的周长最小值;
(2)若E 、F 为边OA 上的两个动点,且EF=1,当四边形CDEF 的周长最小时,求点E 、F 的坐
标。
2.村庄A 和村庄B 位于一条小何的两侧,若河岸彼此平行,要架设一座与河岸垂直的桥,桥
址应如何选择,才使A 与B 之间的距离最短?。