线段和的最小值问题
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线段和最小值问题是一类数学问题,通常涉及到在给定的线段上找到使某个函数取得最小值的点。
这类问题在数学建模、优化问题和几何学中都有应用。
下面是对线段和最小值问题的整理:
1. 定义线段:线段是由两个端点确定的一段连续的直线部分。
2. 定义函数:线段和最小值问题通常需要定义一个函数,该函数将线段上的点映射到一个实数上。
3. 最小值问题:线段和最小值问题的目标是找到线段上使函数取得最小值的点。
4. 解决方法:解决线段和最小值问题的方法通常包括数学分析和优化算法。
a. 数学分析:通过分析函数的性质、导数和极值点等,可以找到函数取得最小值的点。
b. 优化算法:如果函数较为复杂或者无法通过数学分析得到解析解,可以使用优化算法,如梯度下降法、遗传算法等,来搜索最小值点。
5. 约束条件:线段和最小值问题中,通常会存在一些约束条件,如线段的端点范围、函数的可行域等。
这些约束条件需要考虑在解决问题时。
线段和最小值问题的具体形式和解决方法会因具体情况而异,可以根据具体问题的特点来选择合适的方法进行求解。
线段和的最值小值问题第8课时线段和、差的最值问题是一类综合性较强的问题,主要归于两个几何模型:1.求“变动的线段之和的最小值”时,可归于“两点之间线段最短(或三角形两边之和大于第三边)”.如图,在直线l 上确定一点P ,使PB PA最小.一、选择题1.下列说法中正确提( )(A )到直线l 的距离相等的两点关于直线l 对称 (B )角是轴对称图形,对称轴是角平分线 (C )圆是轴对称图形,有无数条对称轴 (D )有一个内角是60º的三角形是轴对称图形 2.已知△ABC 和△ADC 关于直线AC 轴对称,若 ∠BAD +∠BCD =170º,那么△ABC 是( )(A )直角三角形(B )等腰三角形 (C )钝角三角形 (D )锐角三角形 3.如图,点P 、Q 在直线AB 外,点O 在直线AB 上从左往右运动形成无数个三角形:△O 1PQ 、△O 2PQ 、△O 3PQ 、…,在这样的运动变化过程中,这些三角形的周长( )(A )不断变大(B )不断变小 (C )先变小再变大 (D )先变大再变小4.如图所示,在正方形网格中有格点A 、B ,在数轴上找一点P A ,使P 到点A 和点B 的距离之和最小.则点P 所对应的数为( )(A )−2 (B )0 (C )2 (D )3 二、填空题5.如图,点D 、E 分别在△ABC 的边AB 、AC 上,且DE ∥BC ,沿DE 折叠△ABC 后,点A 落在点A ′处,若∠C =120º,∠A =26º,则∠A ′DB = º.6.在△ABC 中,AC 边的垂直平分线l 交AC 于D ,BC =4,点P 在直线l 上,则P A +PB 的最小值是 . 7.如图所示,点A 、B 均在由边长为1的相同小正方形组成的网格的格点上,若要在直线l 上找一点,使得P A 与PB 的差最大,那么P 点应在 点处. 8.如图,点P 在∠AOB 的内部, 点M 、N 分别点P 关于直线OA 、 OB 的对称点,线段MN 交OA 、 OB 于点E 、F .若△PMN 的周 长为20cm ,PG =2cm ,PH =4cm , 则△PEF 的周长为 cm . 三、解答题9.(1)如图①,等边△ABC 中,点E 是AB 的中点,AD 是高,P 为AD 上一点,当BP +PE 的值最小时,画出图形说明P 点的位置.知识要点APQO 1O 2O 3B第3题第4题第7题ABC lD P 第6题A′ B C 第5题DEAO B P GM EFN HlB A(2)如图②,四边形ABCD 中,∠A =∠D =90°,在AD 上确定点P ,使△PBC 的周长最小.10.已知:如图,四边形ABCD 中,AB=BC ,对角线BD 平分∠ABC ,E 是BC 的中点,P 是对角线BD 上的一个动点,则当PE +PC 的最小值时,试确定P 点的位置(画出图形说明理由).一、填空题11.如图,在四边形ABCD 中,∠A =90º,AD =5,对角线BD ⊥CD ,∠ADB =∠C .P 是BC 边上一动点,连结PD ,则PD 的最小值为12.如图,在Rt △ABC 中,D 、E 为斜边AB 上两点,且BD =BC ,AE =AC ,则∠DCE 的大小为 º. 13.如图,等腰三角形ABC 的面积为48cm 2,底边BC 的长为8cm ,腰AB 的垂直平分线EF 交AC 于F ,若D 是BC 边的中点,M 为线段EF 上一动点,则△BDM 的周长的最小值为 cm .二、解答题14.如图,已知两点P 、Q 在锐角∠AOB 内,分别在OA 、OB 上求作点M 、N ,使四边形PMNQ 的周长最小(简要说明作法及理由).15.如图①,在∠AOB 内有一点P ,先作点P 关于直线OA 的对称点P 1,再作点P 关于直线OB 的对称点P 2. (1)猜想∠P 1OP 2与∠AOB 的数量关系,并证明; (2)当点P 在∠AOB 外部时,上述结论还成立吗?请在图②中画出相应的图形并说明理由.A图①DCBA图②DAB C P 第11题C 第12题第13题ABC F E MD DA能力提升P图① 图②A。
两定点到圆上一动点的线段和最小值1. 引言大家好!今天我们聊聊一个有趣的几何问题,那就是“两定点到圆上一动点的线段和的最小值”。
这个问题看似复杂,但其实非常有趣。
让我们一起揭开这个谜团,看看怎么找到这个最小值吧!2. 问题背景2.1. 定义问题设想我们有一个圆和两个定点A和B。
在这个圆上,有一个点P在移动,我们关心的是,从点A到点P的线段长度加上从点P到点B的线段长度的和,也就是AP + PB的和。
这种情况下,我们想找出这个和的最小值。
2.2. 问题的意义这个问题在现实生活中其实有点像“走最短的路”。
比如你在城市里走路,要从家到公司,你会选择最短的路径,减少走的距离。
在几何中,这个最小值也就是我们要寻找的目标。
3. 方法探讨3.1. 对称性分析先来简单理解一下,对称性是如何帮助我们解决问题的。
我们可以把点A和点B看成两个固定的点,圆上的点P可以移动。
如果我们把圆外的点A和B连接起来,形成一条线段,然后再考虑圆的对称性,这样我们可以发现,从点P到A和B的总距离,其实可以用镜像反射的技巧来简化。
3.2. 反射法来个小窍门,设想把圆以点P为对称中心,进行镜像反射。
这样,圆上的点P变成了圆外的点P'。
这时候,我们可以得到从点A到点P加上从点P到点B的最短路径等于从点A到点P'的直线距离。
听起来是不是很简单?4. 解决过程4.1. 几何直观好啦,现在我们开始具体计算了。
通过反射,我们就可以知道最短路径的长度是线段AP' + P'B。
因为线段AP'是直线段,而圆上的任何点到这个直线段的距离都不会比直线段的长度长。
所以最短的总和就是AP' + P'B,也就是我们最初所说的最小值。
4.2. 代数验证为了更加确信,我们也可以通过代数方法来验证一下。
假设圆心为O,半径为r,那么AP + PB的最小值就等于A和B之间的距离。
这个距离可以通过简单的几何公式或者代数运算得出,结果是最小值等于线段AB的长度。
初中几何中线段和差的最大值与最小值典型分析(最全)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN初中几何中线段和(差)的最值问题一、两条线段和的最小值。
基本图形解析:(对称轴为:动点所在的直线上)一)、已知两个定点:1、在一条直线m 上,求一点P ,使PA+PB 最小; (1)点A 、B 在直线m 两侧:(2)点A 、B 在直线同侧:A 、A ’ 是关于直线m 的对称点。
2、在直线m 、n 上分别找两点P 、Q ,使PA+PQ+QB 最小。
(1)两个点都在直线外侧:(2)一个点在内侧,一个点在外侧: (3)两个点都在内侧:mm A Bm B mA Bmnmnnmn(4)、台球两次碰壁模型变式一:已知点A 、B 位于直线m,n 的内侧,在直线n 、m 分别上求点D 、E 点,使得围成的四边形ADEB 周长最短.填空:最短周长=________________变式二:已知点A 位于直线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.二)、一个动点,一个定点: (一)动点在直线上运动:n点B 在直线n 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B ) 1、两点在直线两侧:2、两点在直线同侧:(二)动点在圆上运动点B 在⊙O 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B )1、点与圆在直线两侧:2、点与圆在直线同侧:m nmnmnmmm三)、已知A 、B 是两个定点,P 、Q 是直线m 上的两个动点,P 在Q 的左侧,且PQ 间长度恒定,在直线m 上要求P 、Q 两点,使得PA+PQ+QB 的值最小。
(原理用平移知识解)(1)点A 、B 在直线m 两侧:过A 点作AC ∥m,且AC 长等于PQ 长,连接BC,交直线m 于Q,Q 向左平移PQ 长,即为P 点,此时P 、Q 即为所求的点。
For personal use only in study and research; not for commercial use线段和(差)的最值问题此类问题特点:1.两个定点,一个定点;2. 线段和最小值,线段差最大值一、线段和最小值问题若在一条直线m上,求一点P,使PA+PB最小;(1)两侧/异侧型:定点A、B在直线m(动点P所在直线)两侧:直接连接A、B两点交直线m于一点P,该点P即为所求点。
(PA+PB=AB)(2)同侧型:定点A、B在动点P所在直线m同侧:(方法:一找二作三连):一找:找定点A、B,动点P及动点所在的直线m;二作:任选一个定点做对称;三连:连接对称点与另一个定点,其连线交动点所在直线于一点P,该点P即为所求。
(PA+PB=PA’+PB=A’B)二、线段差最大值问题若在一条直线m上,求一点P,使得最大(1)同侧型:定点A、B在直线m(动点P所在直线)两侧:直接连接A、B两点交直线m于一点P,该点P即为所求点。
()(2)两侧/异侧型:定点A、B在直线m(动点P所在直线)两侧:任选一个定点做对称;三连:连接对称点与另一个定点,其连线交动点所在直线m于一点P,该点P即为所求点。
()线段和最小值练习题1.如图1,在锐角三角形ABC中,AB=,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M,N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值为?????????????.2. 如图2所示,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AC边上一点.若AE=2,EM+CM的最小值为?????????.3.如图3,在直角梯形ABCD中,∠ABC=90°,AD∥BC,AD=4,AB=5,BC=6,点P是AB上一个动点,当PC+PD的和最小时,PB的长为__________.图1 图2 图3 图44. 如图4,菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=60°,E是AB的中点,P是对角线AC上的一个动点,则PE+PB的最小值为????????????.5. 如图5,圆柱形玻璃杯,高为12cm,底面周长为18cm,在杯内离杯底3cm的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿4cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为________cm.6.已知正方形ABCD的边长为2,E为AB的中点,P是AC上一动点.则PB +PE的最小值是7. 如图6,已知正方形ABCD的边长为8,点M在DC上,且DM=2,N是AC上的一个动点,则DN+MN的最小值为?????????? ?.8.如图7,在边长为2cm的正方形ABCD中,点Q为BC边的中点,点P为对角线AC上一动点,连接PB、PQ,则△PBQ 周长的最小值为????????????????????cm.(结果不取近似值)图5 图6 图79. 如图8,⊙O的半径为2,点A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P是OB上一动点,则PA+PC的最小值是.10. 如图9,MN是半径为1的⊙O的直径,点A在⊙O上,∠AMN=30°,B为AN弧的中点,P是直径MN上一动点,则PA+PB的最小值为______.如图8 如图9解答题1.如图,一元二次方程x2+2x-3=0的二根x1,x2(x1<x2)是抛物线y=ax2+bx+c与x轴的两个交点B,C 的横坐标,且此抛物线过点A(3,6).(1)求此二次函数的解析式;(2)设此抛物线的顶点为P,对称轴与AC相交于点Q,求点P和点Q的坐标;(3)在x轴上有一动点M,当MQ+MA取得最小值时,求M点的坐标.?2.如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(1,),△AOB的面积是.(1)求点B的坐标;(2)求过点A、O、B的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C,使△AOC的周长最小?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由;?3. 如图,在平面直角坐标系中,矩形的顶点O在坐标原点,顶点A、B分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=3,OB=4,D为边OB的中点.(1)若E为边OA上的一个动点,当△CDE的周长最小时,求点E的坐标;(2)若E、F为边OA上的两个动点,且EF=2,当四边形CDEF的周长最小时,求点E、F的坐标.4. 如图,已知直线y=x+1与y轴交于点A,与x轴交于点D,抛物线y=x2+bx+c与直线交于A、E两点,与x轴交于B、C两点,且B点坐标为(1,0).(1)求该抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上找一点M,使|AM-MC|的值最大,求出点M的坐标.5.抛物线的解析式为,交x轴与A与B,交y轴于C。
求线段之和的最小值问题的常用方法嘿,咱今儿个就来唠唠求线段之和的最小值问题的那些常用法子!这可是数学里挺有意思的一块儿呢!你想想啊,就好像咱要在一个迷宫里找最短的路一样。
比如说,有两个固定的点 A 和 B,然后还有一条线,咱得找到从 A 到这条线再到B 的最短路径,这就是求线段之和最小值的一种常见情况。
先来说说对称法吧。
这就好比是给线段照镜子,通过找到某个点关于某条线的对称点,然后把问题转化一下,一下子就变得简单明了啦!就好像你本来要绕一大圈才能到的地方,突然发现有条捷径就在眼前。
再讲讲三角形三边关系法。
这就像是三根小棍儿,两边之和肯定得大于第三边呀,那咱就利用这个道理来找最小值。
就好比你知道走哪几条路组合起来最短,嘿,就是这么神奇!还有一种呢,就是利用一些特殊的几何图形的性质。
就像正方形、圆形之类的,它们都有自己独特的地方。
比如说在正方形里,对角线就是个很关键的线索,能帮咱找到那些最短的线段组合。
咱举个例子哈,想象有只小蚂蚁要从一个角落爬到另一个角落,但是中间有好多障碍,那咱就得开动脑筋,想想怎么让这小蚂蚁走最短的路呀!这时候这些方法就派上用场啦。
有时候啊,做这种题就跟玩游戏一样,一点点去探索,去发现其中的奥秘。
你得仔细观察题目中的条件,看看能不能找到那个关键的点或者线,然后运用合适的方法去求解。
哎呀,数学的世界就是这么奇妙!这些求线段之和最小值的方法就像是一把把钥匙,能打开各种难题的大门。
咱可得把这些宝贝方法好好记住,以后遇到问题就不怕啦!你说是不是?总之呢,求线段之和的最小值问题虽然有时候会让人觉得有点头疼,但只要咱掌握了这些常用方法,再加上一点点耐心和细心,那都不是事儿!相信自己,咱都能在数学的海洋里畅游,找到那些隐藏的宝藏!所以啊,别害怕这些问题,大胆去尝试,去探索,你会发现其中的乐趣无穷呢!。
线段差的最大值与线段和的最小值问题有关线段差的最大值与线段和的最小值问题的主要应用原理是:1、两点这间线段最短。
2、三角形的任意两边之和大于第三边(找和的最小值)。
3、三角形的任意两边之差小于第三边(找差的最大值)。
作图找点的关键:充分利用轴对称,找出对称点,然后,使三点在一条直线上。
即利用线段的垂直平分线定理可以把两条线段、三条线段、四条线段搬在同一条直线上。
证明此类问题,可任意另找一点,利用以上原理来证明。
一两条线段差的最大值:(1)两点同侧:如图,点P在直线L上运动,画出一点P,使︱PA-PB︱取最大值。
作法:连结AB并延长AB交直线L于点P。
点P即为所求。
︱PA-PB︱=AB证明:在直线L上任意取一点P。
,连结PA、PB,︱PA-PB︱<ABp'(2两点异侧:如图,如图,点P在直线L上运动,画出一点P,使︱PA-PB︱取最大值。
作法:1、作B关于直线L的对称点B。
B2、连结AB并延长AB交直线L于点P。
点P即为所求。
︱PA-PB︱=AB证明:在直线L上任意取一点P。
,连结PA、PB、PB。
︱PA-PB︱=︱PA-PB︱<AB(三角形任意两边之差小于第三边)二、两条线段和的最小值问题:(1))两点同侧:如图,点P在直线L上运动,画出一点P使P A+PB取最小值。
(三角形的任意两边之和大于第三边(找和的最小值),P A+PB=AB(2)两点异侧:如图,点P在直线L上运动,画出一点P使P A+PB取最小值。
(两点之间线段最短)三、中考考点:08年林金钟老师的最后一题:如图,在矩形ABCO中,B(3,2),E(3,1),F(1,2)在X轴与Y轴上是否分别存在点M、N,使得四边形EFNM的周长最小?若存在,请求出周长的最小值,若不存在,请说明理由。
提示:EF长不变。
即求F N+NM+MF的最小值。
利用E关于X轴的对称点E,F的对称点F,把这三条线段搬到同一条直线上。
一、以正方形为载体,求线段和的最小值例1. 如图1,四边形ABCD 是正方形,边长是4,E 是BC 上一点,且CE =1,P 是对角线BD 上任一点,则PE +PC 的最小值是_____________。
初中几何中线段和(差)的最值问题一、两条线段和的最小值。
基本图形解析:(对称轴为:动点所在的直线上)一)、已知两个定点:1、在一条直线m 上,求一点P ,使PA+PB 最小; (1)点A 、B 在直线m 两侧:(2)点A 、B 在直线同侧:A 、A ’ 是关于直线m 的对称点。
2、在直线m 、n 上分别找两点P 、Q ,使PA+PQ+QB 最小。
(1)两个点都在直线外侧:mmm mA Bmmn(2)一个点在内侧,一个点在外侧:(3)两个点都在内侧:(4)、台球两次碰壁模型变式一:已知点A 、B 位于直线m,n 的内侧,在直线n、nmnnnmBm 分别上求点D 、E 点,使得围成的四边形ADEB 周长最短.填空:最短周长=________________变式二:已知点A 位于直线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.二)、一个动点,一个定点: (一)动点在直线上运动:点B 在直线n 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B ) 1、两点在直线两侧:2、两点在直线同侧:(二)动点在圆上运动点B 在⊙O 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B ) 1、点与圆在直线两侧:mnmnmnmmm2、点与圆在直线同侧:三)、已知A 、B 是两个定点,P 、Q 是直线m 上的两个动点,P 在Q 的左侧,且PQ 间长度恒定,在直线m 上要求P 、Q 两点,使得PA+PQ+QB 的值最小。
(原理用平移知识解) (1)点A 、B 在直线m 两侧:mmQ P过A 点作AC ∥m,且AC 长等于PQ 长,连接BC,交直线m 于Q,Q 向左平移PQ 长,即为P 点,此时P 、Q 即为所求的点。
(2)点A 、B 在直线m 同侧: 练习题1.如图,∠AOB =45°,P 是∠AOB 内一点,PO =10,Q 、R 分别是OA 、OB 上的动点,求△PQR 周长的最小值为 .mABB'EQ PmABQPQ2、如图1,在锐角三角形ABC中,AB=4,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M,N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值为.3、如图,在锐角三角形ABC中,AB=52,∠BAC=45,BAC的平分线交BC于D,M、N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是多少4、如图4所示,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AC边上一点.若AE=2,EM+CM的最小值为.5、如图3,在直角梯形ABCD中,∠ABC=90°,AD∥BC,AD=4,AB=5,BC=6,点P是AB 上一个动点,当PC+PD的和最小时,PB的长为__________.6、如图4,等腰梯形ABCD中,AB=AD=CD=1,∠ABC=60°,P是上底,下底中点EF直线上的一点,则PA+PB的最小值为.7、如图5菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=60°,E是AB的中点,P是对角线AC上的一个动点,则PE+PB的最小值为.8、如图,菱形ABCD的两条对角线分别长6和8,点P是对角线AC上的一个动点,点M、N分别是边AB、BC的中点,则PM+PN的最小值是9、如图,圆柱形玻璃杯,高为12cm,底面周长为18cm,在杯内离杯底3cm的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿4cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为________cm.10、如图,菱形ABCD中,AB=2,∠A=120°,点P,Q,K分别为线段BC,CD,BD上的任意一点,则PK+QK的最小值为11、如图,正方形ABCD的边长为2,E为AB的中点,P是AC上一动点.则PB+PE的最小值是12、如图6所示,已知正方形ABCD的边长为8,点M在DC上,且DM=2,N是AC上的一个动点,则DN+MN的最小值为.13、如图,正方形ABCD的边长是2,∠DAC的平分线交DC于点E,若点P、Q分别是AD和AE上的动点,则DQ+PQ的最小值为.14、如图7,在边长为2cm的正方形ABCD中,点Q为BC边的中点,点P为对角线AC上一动点,连接PB、PQ,则△PBQ周长的最小值为cm.(结果不取近似值).15、如图,⊙O的半径为2,点A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P是OB上一动点,则PA+PC的最小值是.16、如图8,MN是半径为1的⊙O的直径,点A在⊙O上,∠AMN=30°,B为AN弧的中点,P是直径MN上一动点,则PA+PB的最小值为( )(A)2 (B) (C)1 (D)2解答题1、如图9,正比例函数y=x的图象与反比例函数y=(k≠0)在第一象限的图象交于A 点,过A点作x轴的垂线,垂足为M,已知三角形OAM的面积为1.(1)求反比例函数的解析式;(2)如果B为反比例函数在第一象限图象上的点(点B与点A不重合),且B点的横坐标为1,在x轴上求一点P,使PA+PB最小.2、如图,一元二次方程x2+2x-3=0的二根x1,x2(x1<x2)是抛物线y=ax2+bx+c 与x轴的两个交点B,C的横坐标,且此抛物线过点A(3,6).(1)求此二次函数的解析式;(2)设此抛物线的顶点为P,对称轴与AC相交于点Q,求点P和点Q的坐标;(3)在x轴上有一动点M,当MQ+MA取得最小值时,求M点的坐标.3、如图10,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(1,),△AOB的面积是.(1)求点B的坐标;(2)求过点A、O、B的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C,使△AOC的周长最小若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由;4.如图,抛物线y =35x 2-185x +3和y 轴的交点为A ,M 为OA 的中点,若有一动点P ,自M点处出发,沿直线运动到x 轴上的某点(设为点E ),再沿直线运动到该抛物线对称轴上的某点(设为点F ),最后又沿直线运动到点A ,求使点P 运动的总路程最短的点E ,点F 的坐标,并求出这个最短路程的长.5.如图,已知在平面直角坐标系xOy中,直角梯形OABC的边OA在y轴的正半轴上,OC在x轴的正半轴上,OA=AB=2,OC=3,过点B作BD⊥BC,交OA于点D.将∠DBC绕点B按顺时针方向旋转,角的两边分别交y轴的正半轴、x轴的正半轴于点E和F.(1)求经过A、B、C三点的抛物线的解析式;(2)当BE经过(1)中抛物线的顶点时,求CF的长;(3)在抛物线的对称轴上取两点P、Q(点Q在点P的上方),且PQ=1,要使四边形BCPQ 的周长最小,求出P、Q两点的坐标.6.如图,已知平面直角坐标系,A,B两点的坐标分别为A(2,-3),B(4,-1)若C(a,0),D(a+3,0)是x轴上的两个动点,则当a为何值时,四边形ABDC的周长最短.7、如图11,在平面直角坐标系中,矩形的顶点O在坐标原点,顶点A、B分别在x 轴、y轴的正半轴上,OA=3,OB=4,D为边OB的中点.(1)若E为边OA上的一个动点,当△CDE的周长最小时,求点E的坐标;(2)若E、F为边OA上的两个动点,且EF=2,当四边形CDEF的周长最小时,求点E、F的坐标.二、求两线段差的最大值问题 (运用三角形两边之差小于第三边) 基本图形解析:1、在一条直线m 上,求一点P ,使PA 与PB 的差最大; (1)点A 、B 在直线m 同侧:解析:延长AB 交直线m 于点P ,根据三角形两边之差小于第三边,P ’A —P ’B <AB ,而PA —PB=AB 此时最大,因此点P 为所求的点。
最值问题3 线段和的最小值线段和的最小值在直线l上求一点+PB 值最小。
A、B在直线异侧“将军饮马”)作图在直线l上求一点PA+PB 值最小.平移型将军饮马作图在直线l上求两点M、N(M在左),使MN a,并使AM+MN+NB 的值最小.向右平单'的对称点,点左个单位称两点之间线段最短.AM最小值为A造桥选址”作图原理直线m ∥ n ,在m 、分别求点M、NMN⊥m,且AM+MN+BN值最小。
在直线l1、l2 上分别求点、N,使△PMN 的周长最小.作图在直线l1、l2上分别求点M 、N ,使四边形PQMN周长最小。
作图A 为l1上一定点,B上;A 为l1上一定点,上一定点,在l2上求点在l1上求点N ,AM+MN+NB 的值最小.作图l1上求点A,在lB,使PA+AB值最小.1. (1)已知,如图△ABC为等边三角形,高AH=10cm,P为AH上一动点,D为AB 的中点,则PD+PB的最小值为______cm.(2)如图,在锐角△ABC中,AB=4,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M、N 分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是.(3)如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=3,AC=62,点D,E分别是边BC,AC上的动点,则DA+DE的最小值为.(4)如图,在矩形ABCD中,AB=10,BC=5.若点M、N分别是线段AC,AB上的两个动点,则BM+MN的最小值为.(5)如图正方形ABCD的边长为6,E,F是对角线BD上的两个动点,且EF=22,连接CE,CF,则△CEF周长的最小值为.2. 如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求该抛物线的解析式;(2)点M是抛物线对称轴上的一个动点,当MA+MC的值最小时,求点M的坐标及最小值.3. 如图,已知二次函数y=﹣x2+2x+3的图象与x轴交于点A、点B,交y轴于点C.(1)求直线BC的函数表达式;(2)如图,P为线段BC上一点,过点P作y轴平行线,交抛物线于点D,当△BDC的面积最大时,在x轴上是否存在一点M,使△CPM的周长最小,若存在求出周长的最小值;若不存在,请说明理由.y轴相交于点C,顶点为D(1)求出点A,B,D的坐标;(2)若线段OB在x轴上移动,且点O,B移动后的对应点为O′,B′.首尾顺次连接点O′、B′、D、C构成四边形O′′B′DC,请求出四边形O′B′DC的周长最小值.5.抛物线y=﹣x2﹣x+与x轴交于点A,B(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D是该抛物线的顶点.(1)如图1,连接CD,求线段CD的长;(2)如图2,点P是直线AC上方抛物线上一点,PF⊥x轴于点F,PF与线段AC交于点E;将线段OB沿x轴左右平移,线段OB的对应线段是O1B1,当PE+EC的值最大时,求四边形PO1B1C周长的最小值,并求出对应的点O1的坐标;y轴交于点C,已知点D(0,﹣).(1)求直线AC的解析式;(2)如图1,P为直线AC上方抛物线上的一动点,当△PBD面积最大时,过P作PQ⊥x 轴于点Q,M为抛物线对称轴上的一动点,过M作y轴的垂线,垂足为点N,连接PM,NQ,求PM+MN+NQ的最小值.7. 如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣x﹣与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴与x轴交于点D,点E(4,n)在抛物线上.(1)求直线AE的解析式;(2)点P为直线CE下方抛物线上的一点,连接PC,PE.当△PCE的面积最大时,连接CD,CB,点K是线段CB的中点,点M是CP上的一点,点N是CD上的一点,求KM+MN+NK 的最小值.8.如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=﹣x2﹣x+交x轴于A,B两点,交y轴于点C,抛物线上一点D的横坐标为﹣5.(1)求直线BD的解析式;(2)点E是线段BD上的动点,过点E作x轴的垂线交抛物线于点F,当折线EF+BE最大时,在对称轴上找一点P,在y轴上找一点Q,连接QE、OP、PQ,求OP+PQ+QE的最小值.9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+x+3,分别交x轴于A、B两点,交y轴交于C点,顶点为D.(1)如图1,连接AD,R是抛物线对称轴上的一点,当AR⊥AD时,求点R的坐标;(2)在(1)的条件下.在直线AR上方,对称轴左侧的抛物线上找一点P,过P作PQ⊥x 轴,交直线AR于点Q,点M是线段PQ的中点,过点M作MN∥AR交抛物线对称轴于点N,当平行四边形MNRQ周长最大时,在抛物线对称轴上找一点E,y轴上找一点F,使得PE+EF+FA最小,并求此时点E、F的坐标.10. 抛物线y=﹣x+3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,连接BC.(1)如图1,求直线BC的表达式;(2)如图1,点P是抛物线上位于第一象限内的一点,连接PC,PB,当△PCB 面积最大时,一动点Q从点P从出发,沿适当路径运动到y轴上的某个点G 再沿适当路径运动到x轴上的某个点H处,最后到达线段BC的中点F处停止.求当△PCB面积最大时,点P的坐标及点Q在整个运动过程中经过的最短路径的长.。
线段与最小值问题问题模型:如下图,、是直线同旁的两个定点.问题:在直线上确定一点,使的值最小.方法:作点关于直线的对称点,连结交于点,则的值最小(不必证明).题型一:两定一动一线例1:如图,在菱形ABCD中,对角线AC=6,BD=8,点E、F分别是边AB、BC的中点,点P在AC上运动,在运动过程中,存在PE+PF的最小值,则这个最小值是______.方法总结:当有两个定点时,做任一定点关于线的对称点,连接另一点与对称点,与线的交点即为所求。
跟踪练习:如图,在边长为4的正方形ABCD中,E是AB边上的一点,且AE=3,点Q为对角线AC上的动点,则△BEQ周长的最小值为______.题型二:一定两动一线例2:如图,在矩形ABCD中,AB=10 ,BC=5 .若点M、N分别是线段ACAB上的两个动点,则BM+MN的最小值为______.方法总结:点P在AD上运动,则作线段AD关于线AE的对称线段,结合垂线段最短求最小值。
跟踪练习如图,正方形ABCD的边长为4,∠DAC的平分线交DC于点E,若点P、Q分别是AD与AE上的动点,则DQ+PQ的最小值是______.拓展提升题型三:三动一线(做法参照题型二)例3:如图,菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=60°,E、F、P分别是AB、BC、AC上的动点,PE+PF的最小值等于______.题型四:一定两动两线例4:如图,∠AOB=45°,角内有一动点P ,PO=10,在AO,BO上有两动点Q,R,求△PQR周长的最小值______.方法总结:分别作定点关于两线的对称点,连接两对称点所得线段即为线段与的最小值。
题型五:两定两动两线例5:如图,∠AOB=30°,点M、N分别在边OA、OB上,且OM=1,ON=3,点P、Q分别在边OB、OA上,则MP+PQ+QN的最小值是_______.方法总结:分别作两定点关于两线的对称点,连接两对称点所得线段即为线段与的最小值。
“求两线段长度值和最小”问题全解析山东沂源县徐家庄中心学校左进祥在近几年的中考中,经常遇到求PA+PB最小型问题,为了让同学们对这类问题有一个比较全面的认识和了解,我们特此编写了“求两线段长度值和最小”问题全解析,希望对同学们有所帮助.一、在三角形背景下探求线段和的最小值1.1 在锐角三角形中探求线段和的最小值例1如图1,在锐角三角形ABC中,AB=4,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC 于点D,M,N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值为.分析:在这里,有两个动点,所以在解答时,就不能用我们常用对称点法.我们要选用三角形两边之和大于第三边的原理加以解决.解:如图1,在AC上截取AE=AN,连接BE.因为∠BAC的平分线交BC于点D,所以∠EAM=∠NAM,又因为AM=AM,所以△AME≌△AMN,所以ME=MN.所以BM+MN=BM+ME≥BE.因为BM+MN有最小值.当BE是点B到直线AC的距离时,BE 取最小值为4,以BM+MN的最小值是4.故填4.1.2在等边三角形中探求线段和的最小值例2(2010 山东滨州)如图4所示,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AC边上一点.若AE=2,EM+CM的最小值为.分析:要求线段和最小值,关键是利用轴对称思想,找出这条最短的线段,后应用所学的知识求出这条线段的长度即可.解:因为等边△ABC的边长为6,AD是BC边上的中线,所以点C与点B关于AD对称,连接BE交AD于点M,这就是EM+CM最小时的位置,如图5所示,因为CM=BM,所以EM+CM=BE,过点E作EF⊥BC,垂足为F,因为AE=2,AC=6,所以EC=4,在直角三角形EFC中,因为EC=4, ∠ECF=60°,∠FEC=30°,所以FC=2,EF==2.因为BC=6,FC=2,所以BF=4.在直角三角形BEF中,BE==.二、在四边形背景下探求线段和的最小值2.1在直角梯形中探求线段和的最小值例3(2010江苏扬州)如图3,在直角梯形ABCD中,∠ABC=90°,AD∥BC,AD =4,AB=5,BC=6,点P是AB上一个动点,当PC+PD的和最小时,PB的长为__________.分析:在这里有一个动点,两个定点符合对称点法求线段和最小的思路,所以解答时可以用对称法.解:如图3所示,作点D关于直线AB的对称点E,连接CE,交AB于点P,此时PC +PD和最小,为线段CE.因为AD=4,所以AE=4.因为∠ABC=90°,AD∥BC,所以∠EAP=90°.因为∠APE=∠BPC,所以△APE∽△BPC,所以.因为AE=4,BC=6,所以,所以,所以,因为AB=5,所以PB=3.2.2在等腰梯形中探求线段和的最小值例4如图4,等腰梯形ABCD中,AB=AD=CD=1,∠ABC=60°,P是上底,下底中点EF直线上的一点,则PA+PB的最小值为.分析:根据等腰梯形的性质知道,点A的对称点是点D,这是解题的一个关键点.其次运用好直角三角形的性质是解题的又一个关键.解:如图4所示,因为点D关于直线EF的对称点为A,连接BD,交EF于点P,此时PA+PB和最小,为线段BD.过点D作DG⊥BC,垂足为G,因为四边形ABCD是等腰梯形,且AB=AD=CD=1,∠ABC=60°,所以∠C=60°,∠GDC=30°,所以GC=,DG=.因为∠ABC=60°,AD∥BC,所以∠BAD=120°.因为AB=AD,所以∠ABD=∠ADB=30°,所以∠ADBC=30°,所以BD=2DG=2×=.所以PA+PB的最小值为.2.3在菱形中探求线段和的最小值例5如图5菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=60°,E是AB的中点,P是对角线AC 上的一个动点,则PE+PB的最小值为.分析:根据菱形的性质知道,点B的对称点是点D,这是解题的一个关键点.解:如图5所示,因为点B关于直线AC的对称点为D,连接DE,交AC于点P,此时PE+PB和最小,为线段ED.因为四边形ABCD是菱形,且∠BAD=60°,所以三角形ABD是等边三角形.因为E是AB的中点,AB=2,所以AE=1,DE⊥AB,所以ED==.所以PE+PB的最小值为.2.4在正方形中探求线段和的最小值例6如图6所示,已知正方形ABCD的边长为8,点M在DC上,且DM=2,N是AC上的一个动点,则DN+MN的最小值为.分析:根据正方形的性质知道,点B的对称点是点D,这是解题的一个关键点.解:如图6所示,因为点D关于直线AC的对称点为B,连接BM,交AC于点N,此时DN+MN和最小,为线段BM.因为四边形ABCD是正方形,所以BC=CD=8.因为DM=2,所以MC=6,所以BM==10.所以DN+MN的最小值为10.例7(2009?达州)如图7,在边长为2cm的正方形ABCD中,点Q为BC边的中点,点P为对角线AC上一动点,连接PB、PQ,则△PBQ周长的最小值为 cm.(结果不取近似值).分析:在这里△PBQ周长等于PB+PQ+BQ,而BQ是正方形边长的一半,是一个定值1,所以要想使得三角形的周长最小,问题就转化成使得PB+PQ的和最小问题.因为题目中有一个动点P,两个定点B,Q符合对称点法求线段和最小的思路,所以解答时可以用对称法.解:如图7所示,根据正方形的性质知道点B与点D关于AC对称,连接DQ,交AC 于点P,连接PB.所以BP=DP,所以BP+PQ=DP+PQ=DQ.在Rt△CDQ中,DQ==,所以△PBQ的周长的最小值为:BP+PQ+BQ=DQ+BQ= +1.故答案为+1.三、在圆背景下探求线段和的最小值例8(2010年荆门)如图8,MN是半径为1的⊙O的直径,点A在⊙O上,∠AMN =30°,B为AN弧的中点,P是直径MN上一动点,则PA+PB的最小值为( )(A)2(B) (C)1 (D)2分析:根据圆的对称性,作出点A的对称点D,连接DB,则线段和的最小值就是线段DB的长度.解:如图8,作出点A的对称点D,连接DB,OB,OD.因为∠AMN=30°,B为AN 弧的中点,所以弧AB的度数为30°,弧AB的度数为30°,弧AN的度数为60°.根据圆心角与圆周角的关系定理得到:∠BON=30°.由垂径定理得:弧DN的度数为60°.所以∠BOD=∠BON +∠DON= 30°+60°=90°.所以DB==.所以选择B.四、在反比例函数图象背景下探求线段和的最小值例9(2010山东济宁)如图9,正比例函数y=x的图象与反比例函数y=(k≠0)在第一象限的图象交于A点,过A点作x轴的垂线,垂足为M,已知三角形OAM的面积为1.(1)求反比例函数的解析式;(2)如果B为反比例函数在第一象限图象上的点(点B与点A不重合),且B点的横坐标为1,在x轴上求一点P,使PA+PB最小.分析:利用三角形的面积和交点坐标的意义,确定出点A的坐标是解题的第一个关键.要想确定出PA+PB的最小值,关键是明白怎样才能保证PA+PB的和最小,同学们可以联想我们以前学过的对称作图问题,明白了最小的内涵,解题的过程就迎刃而解了.解:(1)设点A的坐标为(x,y),且点A在第一象限,所以OM=x,AM=y.因为三角形OAM的面积为1,所以所以xy=2,所以反比例函数的解析式为y=.(2)因为y=x与y=相交于点A,所以=x,解得x=2,或x=-2.因为x>0,所以x=2,所以y=1,即点A的坐标为(2,1).因为点B的横坐标为1,且点B在反比例函数的图像上,所以点B的纵坐标为2,所点B的坐标为(1,2),所以点B关于x轴的对称点D的坐标为(1,-2).设直线AD的解析式为y=kx+b,所以,解得k=3,b=-5,所以函数的解析式为y=3x-5,当y=0时,x=,所以当点P在(,0)时,PA+PB的值最小.五、在二次函数背景下探求线段和的最小值例10(2010年玉溪改编)如图10,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(1,),△AOB的面积是.(1)求点B的坐标;(2)求过点A、O、B的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C,使△AOC的周长最小?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由;分析:在这里△AOC周长等于AC+CO+AO,而A,O是定点,所以AO是一个定长,所以要想使得三角形的周长最小,问题就转化成使得AC+CO的和最小问题.因为题目中有一个动点C,两个定点A,O符合对称点法求线段和最小的思路,所以解答时可以用对称法.解:(1)由题意得:所以OB=2.因为点B在x轴的负半轴上,所以点B的坐标为(-2,);(2)因为B(-2,0),O(0,0),所以设抛物线的解析式为:y=ax(x+2),将点A的坐标为(1,)代入解析式得:3a=,所以a=,所以函数的解析式为y=+x.(3)存在点C. 如图10,根据抛物线的性质知道点B与点O是对称点,所以连接AB 与抛物线的对称轴x= - 1交AC于点C,此时△AOC的周长最小.设对称轴与x轴的交点为E.过点A作AF垂直于x轴于点F,则BE=EO=EF=1.因为△BCE∽△BAF,所以, 所以,所以CE=.因为点C在第二象限,所以点C的坐标为(-1,).六、在平面直角坐标系背景下探求线段和的最小值例11(2010年天津)如图11,在平面直角坐标系中,矩形的顶点O在坐标原点,顶点A、B分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=3,OB=4,D为边OB的中点.(1)若E为边OA上的一个动点,当△CDE的周长最小时,求点E的坐标;(2)若E、F为边OA上的两个动点,且EF=2,当四边形CDEF的周长最小时,求点E、F的坐标.分析:本题的最大亮点是将一个动点求最小值和两个动点求最小值问题糅合在一起,并很好的运用到平面直角坐标系中.解:(1)如图12,作点D关于x轴的对称点,连接C与x轴交于点E,连接DE.若在边OA上任取点(与点E不重合),连接C、D、.由D+ C=+ C>C= D+CE=DE+CE,所以△的周长最小.因为在矩形OACB中,OA=3,OB=4, D为OB的中点,所以BC=3,DO=O=2.所以点C的坐标为(3,4),点的坐标为(0,-2),设直线C的解析式为y=kx+b,则,解得k=2,b=-2,所以函数的解析式为y=2x-2,令y=0,则x=1,所以点E 的坐标为(1,0);(2)如图13,作点D关于x轴的对称点,在CB边上截取CG=2,连接G与x 轴交于点E,在EA上截EF=2.因为GC∥EF,GC=EF,所以四边形GEFC为平行四边形,有GE=CF.又DC、EF的长为定值,所以此时得到的点E、F使四边形CDEF的周长最小.因为在矩形OACB中,OA=3,OB=4, D为OB的中点,CG=2,所以BC=3,DO=O=2,BG=1.所以点G的坐标为(1,4),点的坐标为(0,-2),设直线G的解析式为y=kx+b,则,解得k=6,b=-2,所以函数的解析式为y=6x-2,令y=0,则x=,所以点E 的坐标为(,0),所以点F的坐标为(+2,0)即F的坐标为(,0)。
线段差的最大值与线段和的最小值问题有关线段差的最大值与线段和的最小值问题的主要应用原理是:1、两点这间线段最短。
2、三角形的任意两边Z和大于第三边(找和的最小值)。
3,三角形的任意两边Z差小于第三边 (找差的最大值〉。
作图找点的关键:充分利用轴对称,找出对称点,然后,便三点在一条直线上。
即利用线段的垂直平分线定理可以把两条线段、三条线段、四条线段搬在同一条直线上。
证明此类问题,可任意另找一点,利用以上原理来证明。
一两条线段差的最大值:(1)两点同侧:如图,点P在直线L上运动,画出一点P,使丨PA-PB丨取最大值。
作法:连结AB 并延长AB交直线L于点P。
点P即为所求。
丨PA-PB I二AB证明:在直线L上任意取一点卩,连结PA. PB, | PA-PB I <AB(2两点异侧:如图,如图,点P在直线L上运动,画出一点P,使I PA—PBI取最大值。
作法:1、作B关于直线L的对称点B。
2、连结AB并延长AB交直线L于点P。
点P即为所求。
I PA-PB I二AB证明:在直线L上任意取一点卩,连结PA、PB、PBo I PA-PB 二I PA-PB I <AB(三角形任意两边之差小于第三边)二、两条线段和的最小值问题:(D)两点同侧:如图,点P在直线L上运动,画出一点P使PA4-PB取最小值。
(三角形的任意两边之和大于第三边(找和的最小值),PA+PB二AB(2)两点异侧:如图,点P在直线L上运动,画出一点P使PA+PB取最小值。
(两点之间线段最短)屮考考点:08年林金钟老师的最后一题:如图,在矩形ABC0中,B (3, 2) , E (3, 1) , F (L 2)在X轴与Y轴上是否分别存在点\1、N,使得四边形EFNM的周长最小?若存在,请求出周长的最小值,若不存在,请说明理由。
提示:EF长不变。
即求FN+NM+MF的最小值。
利用E关于X轴的对称点E, F的对称点F,把这三条线段搬到同一条直线上。
143
最值问题——用轴对称解决线段和的最小值问题
一:【情景引入】
如图:要在河边修建一个水泵站,分别向张村A 和李庄B 送水,问水泵站应修建在河边的什么地方,可使使用的水管最短?
图①
图②
二:【精选例题】 如图:在正方形ABCD 中, E 在BC 上, 且 BE=2, CE=1, 点P 在线段BD 上运动, 求PE+PC 的最小值为多少?
三:【巩固练习】
1、如下图:E 在菱形ABCD 中,∠DAB=120°,E 为DC 中点,点O 是BD 上一动点,若AB=2,则PE+PC 的最小值是___________________
A B
2、如右上图:⊙O 的半径为1, 点A 是半圆上一个三等分点,点B 是弧AN 的中点, 点P 是直径MN 上一动点,则PA +PB 的最小值为_________________________.
144
3、若抛物线y= x 2 + bx + c 与x 轴交于A (1, 0 ) 、B (3, 0 ) 两点.
①求出抛物线的解析式。
②设此抛物线交y 轴于C 点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q ,使得△QAC 的周长最小?若存在,求出Q 点坐标;若不存在,请说明理由.
四:拓展与提高
已知在平面直角坐标系xoy 中,A 、B 两点的坐标分别为A(2,-3)、B(4,-1).
①若P (x,0 )是x 轴上的一个动点, 则当x 为何值时,△PAB 的周长最短?
②设M 、N 分别为x 轴和y 轴上的动点, 请问:是否存在这样的点M(m,0)、N(0,n), 使四边形 ABMN 的周长最短? 若存在, 求出m 、n 的值;若不存在,说明理由。
③若C (a , 0 )、D (a+3 , 0 )是x 轴上的两个动点, 则当a 为何值 时,四边形ABDC 的周长最短;。