利用轴对称求最小值
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与轴对称有关的最值问题【典型题型一】:如图,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。
APD BEC图(5)【典型题型二】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。
【练习】 1、( 温州中考题 ) 如图( 5),在菱形 ABCD中,AB=4a,E 在 BC上,EC=2a,∠ BAD=1200, 点 P 在 BD上,则 PE+PC 的最小值是()解:如图( 6),由于菱形是轴对称图形,因此 BC中点 E 对于对角线 BD的对称点 E 必定落在 AB的中点 E1,只需连结 CE1,CE1 即为 PC+PE的最小值。
这时三角形 CBE1 是含有 30 角的直角三角形, PC+PE=C1E=23 a 。
因此选( D)。
2、如图( 13),一个牧童在小河南 4 英里处牧马,河水向正东方流去,而他正位于他的小屋 B 西 8 英里北 7 英里处,他想把他的马牵到小河畔去饮水,而后回家,他可以达成这件事所走的最短距离是()(A) 4+ 185 英里(B) 16 英里(C) 17 英里(D) 18 英里3.如图, C为线段 BD上一动点,分别过点 B、D作 AB⊥BD,ED⊥BD,连结 AC、EC。
已知 AB=5,DE=1,BD=8,设 CD=x.请问点 C知足什么条件时, AC+CE的值最小 ?AC' 4.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的最小值为 _______。
E即是在直线 AB上作一点 E,使 EC+ED最小作点 C对于直线 AB的对称点 C' ,连结 DC'交AB E DC' EC+ED DBC' DB=1 BC=2 于点,则线段的长就是的最小值。
在直角△中,,依据勾股定理可得, DC'= 55.如图,等腰 Rt△ABC的直角边长为 2,E是斜边 AB的中点, P 是 AC边CBD A上的一动点,则 PB+PE的最小值为E 即在 AC上作一点 P,使 PB+PE最小P作点 B对于 AC的对称点 B' ,连结 B'E,交 AC于点 P,则 B'E = PB'+PE = PB+PEB'E 的长就是 PB+PE的最小值B' CBF在直角△ B'EF 中,EF = 1 ,B'F = 3 依据勾股定理, B'E = 10A D6.如下图,正方形 ABCD的面积为 12,△ ABE是等边三角形,点 E 在正方形 ABCD内,E 在对角线 AC上有一点 P,使 PD+PE的和最小,则这个最小值为()P A.2 3 B.2 6 C.3 D. 6B C即在 AC上求一点 P,使 PE+PD的值最小点 D对于直线 AC的对称点是点 B,连结 BE交 AC于点 P,则 BE = PB+PE= PD+PE,BE的长就是 PD+PE的最小值 BE = AB = 2 37.如图,若四边形 ABCD是矩形, AB = 10cm ,BC = 20cm,E 为边 BC上的一个动点, P 为C'BD上的一个动点,求 PC+PD的最小值;A D作点 C对于 BD的对称点 C' ,过点 C',作 C'B⊥BC,交 BD于点 P,则 C'E 就是 PE+PC的最小20值直角△ BCD中,CH= 错误!不决义书签。
第一章平移、对称与旋转第4 讲利用轴对称破解最短路径问题一、学习目标1.理解“直线上同一侧两点与此直线上一动点距离和最小”问题通过轴对称的性质与作图转化为“两点之间,线段最短”问题求解。
2.能将实际问题或几何问题(对称背景图)中有关最短路径(线段之差最大值)问题借助轴对称转化为两点之间,线段最短问题分析与求解。
二、基础知识•轻松学与轴对称有关的最短路径问题关于最短距离,我们有下面几个相应的结论:(1)在连接两点的所有线中,线段最短(两点之间,线段最短);(2)三角形的两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;(3)在三角形中,大角对大边,小角对小边。
(4)垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等;【精讲】一般说来,线段和最短的问题,往往把几条线段连接成一条线段,利用“两点之间线段最短” 或者“三角形两边之和大于第三边”加以证明,关键是找相关点关于直线的对称点实现“折”转“直” 。
另外,在平移线段的时候,一般要用到平行四边形的判定和性质。
(判定:如果一个四边形的一组对边平行且相等,那么这个四边形是平行四边形;性质:平行四边形的对边相等。
)三、重难疑点•轻松破最短路径问题在平面图形中要解决最短路径问题,自然离不开构建与转化“两点之间,线段最短”的数学公理,通常将涉及到的两点中的任一点作出关于直线的对称点,从而运用两点之间,线段最短解决实际问题.在日常生活、工作中,经常会遇到有关行程路线的问题。
“最短路径问题”的原型来自于“饮马问题” 、“造桥选址问题” ,出题通常以直线、角、等腰(边)三角形、长方形、正方形、坐标轴等对称图形为背景。
(1)“一线同侧两点”问题例1如图,点A B在直线m的同侧,点B'是点B关于m的对称点,AB'交m于点P.(1)AB与AP+PB相等吗为什么(2)在m上再取一点N,并连接AN与NB比较AN+N有AP+PB的大小,并说明理由.解析:(1)T 点B'是点B 关于m 的对称点,••• PB=PB ,••• AB =AP+PB , ••• AB =AP+PB(2)如图:连接 AN, BN B ' N,TAB' =AP+PB• AN+NB=AN+NB> AB', • AN+N > AP+PB点评:两条线段之和最短,往往利用对称的思想,利用两点之间的线段最短得出结果。
13.4轴对称之最短路径问题人教版2024—2025学年八年级上册二、例题讲解例1.如图,C为线段BD上一动点,分别过点B、D作AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC、EC,已知线段AB=4,DE=2,BD=8,设CD=x.(1)用含x的代数式表示AC+CE的长;(2)请问点C满足什么条件时,AC+CE最小?最小为多少?(3)根据(2)中的规律和结论,请构图求代数式的最小值.变式1.如图,C为线段BD上一动点,分别过点B,D作AB⊥BD,ED⊥BD,连结AC,EC,已知AB=5,DE=1,BD=8.(1)请问点C什么位置时AC+CE的值最小?最小值为多少?(2)设BC=x,则AC+CE可表示为,请直接写出的最小值为.例2.如图,直线l是一条河,P,Q是两个村庄,欲在l上的某处修建一个水泵站,向P,Q两地供水,现有如下四种铺设方案,图中实线表示铺设的管道,则所需管道最短的是()A.B.C.D.变式1.如图,在⊥ABC中,BA=BC,BD平分⊥ABC,交AC于点D,点M、N 分别为BD、BC上的动点,若BC=10,⊥ABC的面积为40,则CM+MN的最小值为.变式2.如图,等腰三角形ABC的底边BC长为8,面积是24,腰AC的垂直平分线EF分别交AC,AB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的周长的最小值为()A.7B.8C.9D.10变式3.如图,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,OA=3,OB=4,D为边OB的中点.(1)点D的坐标为;(2)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.例3.如图,⊥AOB内一点P,P1,P2分别是P关于OA、OB的对称点,P1P2交OA于点M,交OB于点N.若⊥PMN的周长是6cm,则P1P2的长为()A.6cm B.5cm C.4cm D.3cm变式1.已知点P在⊥MON内.如图1,点P关于射线OM的对称点是G,点P 关于射线ON的对称点是H,连接OG、OH、OP.(1)若⊥MON=50°,求⊥GOH的度数;(2)如图2,若OP=6,当⊥P AB的周长最小值为6时,求⊥MON的度数.变式2.如图,⊥MON=45°,P为⊥MON内一点,A为OM上一点,B为ON上一点,当⊥P AB的周长取最小值时,⊥APB的度数为()A.45°B.90°C.100°D.135°变式3.如图,⊥AOB=30°,P是⊥AOB内的一个定点,OP=12cm,C,D分别是OA,OB上的动点,连接CP,DP,CD,则⊥CPD周长的最小值为.变式4.如图,在五边形中,⊥BAE=140°,⊥B=⊥E=90°,在边BC,DE上分别找一点M,N,连接AM,AN,MN,则当⊥AMN的周长最小时,求⊥AMN+⊥ANM 的值是()A.100°B.140°C.120°D.80°例4.如图,在⊥ABC中,AB=AC,⊥A=90°,点D,E是边AB上的两个定点,点M,N分别是边AC,BC上的两个动点.当四边形DEMN的周长最小时,⊥DNM+⊥EMN的大小是()A.45°B.90°C.75°D.135°变式1.如图,在平面直角坐标系中,已知点A(0,1),B(4,0),C(m+2,2),D(m,2),当四边形ABCD的周长最小时,m的值是()A.B.C.1D.变式2.如图,在四边形ABCD中,⊥B=90°,AB⊥CD,BC=3,DC=4,点E 在BC上,且BE=1,F,G为边AB上的两个动点,且FG=1,则四边形DGFE 的周长的最小值为.例5.如图,⊥AOB=20°,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最小时,则β﹣α的值为()A.10°B.20°C.40°D.60°变式1.如图,∠AOB=20°,M,N分别为OA,OB上的点,OM=ON=3,P,Q分别为OA,OB上的动点,求MQ+PQ+PN的最小值。
中考数学几何模型:轴对称最值模型名师点睛拨开云雾开门见山B'QDA'AP B C典题探究启迪思维探究重点例题1. 如图,在矩形ABCD中,AB=10,AD=6,动点P满足S△P AB=S矩形ABCD,则点P到A,B两点距离之和P A+PB的最小值为2.【解答】解:设△ABP中AB边上的高是h.∵S△P AB=S矩形ABCD,∴AB•h=AB•AD,∴h=AD=4,∴动点P在与AB平行且与AB的距离是2的直线l上,如图,作A关于直线l的对称点E,连接AE,连接BE,则BE的长就是所求的最短距离.在Rt△ABE中,∵AB=10,AE=4+4=8,∴BE===2,即P A+PB的最小值为2.故答案为:2.变式练习>>>1.如图Rt△ABC和等腰△ACD以AC为公共边,其中∠ACB=90°,AD=CD,且满足AD⊥AB,过点D 作DE⊥AC于点F,DE交AB于点E,已知AB=5,BC=3,P是射线DE上的动点,当△PBC的周长取得最小值时,DP的值为()A.B.C.D.【解答】解:连接PB、PC、P A,要使得△PBC的周长最小,只要PB+PC最小即可,∵PB+PC=P A+PB≥AB,∴当P与E重合时,P A+PB最小,∵AD=CD,DE⊥AC,∴AF=CF,∵∠ACB=90°,∴EF∥BC,∴AE=BE=AB=2.5,∴EF=BC=1.5,∵AD⊥AB,∴△AEF∽△DEA,∴=,∴DE==,故选:B.例题2. 如图所示,凸四边形ABCD中,∠A=90°,∠C=90°,∠D=60°,AD=3,AB=,若点M、N分别为边CD,AD上的动点,求△BMN的周长的最小值.【解答】解: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,DB,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',∴C△BMN=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,∴∠2=30°,∴∠5=30°,DB=DB'',又∵∠ADC=∠1+∠2=60°,∴∠1=30°,∴∠7=30°,DB'=DB,∴∠B'DB''=∠1+∠2+∠5+∠7=120°,DB'=DB''=DB=2,又∵∠B'DB''+∠6=180°,∴∠6=60°,∴HD=,HB'=3,在Rt△B'HB''中,由勾股定理得:===6.∴C△BMN=NB+NM+BM=6,变式练习>>>2.如图,点P是∠AOB内任意一点,且∠AOB=40°,点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点,当△PMN周长取最小值时,则∠MPN的度数为()A.140°B.100°C.50°D.40°【解答】解:分别作点P关于OA、OB的对称点P1、P2,连接P1P2,交OA于M,交OB于N,则OP1=OP=OP2,∠OP1M=∠MPO,∠NPO=∠NP2O,根据轴对称的性质,可得MP=P1M,PN=P2N,则△PMN的周长的最小值=P1P2,∴∠P1OP2=2∠AOB=80°,∴等腰△OP1P2中,∠OP1P2+∠OP2P1=100°,∴∠MPN=∠OPM+∠OPN=∠OP1M+∠OP2N=100°,故选:B.例题3. 如图,在△ABC中,∠C=90°,CB=CA=4,∠A的平分线交BC于点D,若点P、Q分别是AC 和AD上的动点,则CQ+PQ的最小值是2.【解答】解:如图,作点P关于直线AD的对称点P′,连接CP′交AD于点Q,则CQ+PQ=CQ+P′Q=CP′.∵根据对称的性质知△APQ≌△AP′Q,∴∠P AQ=∠P′AQ.又∵AD是∠A的平分线,点P在AC边上,点Q在直线AD上,∴∠P AQ=∠BAQ,∴∠P′AQ=∠BAQ,∴点P′在边AB上.∵当CP′⊥AB时,线段CP′最短.∵在△ABC中,∠C=90°,CB=CA=4,∴AB=4,且当点P′是斜边AB的中点时,CP′⊥AB,此时CP′=AB=2,即CQ+PQ的最小值是2.故填:2.变式练习>>>3.如图,已知等边△ABC的面积为4,P、Q、R分别为边AB、BC、AC上的动点,则PR+QR的最小值是()A.3B.2C.D.4【解答】解:如图,作△ABC关于AC对称的△ACD,点E与点Q关于AC对称,连接ER,则QR=ER,当点E,R,P在同一直线上,且PE⊥AB时,PR+QR的最小值是PE的长,设等边△ABC的边长为x,则高为x,∵等边△ABC的面积为4,∴x×x=4,解得x=4,∴等边△ABC的高为x=2,即PE=2,故选:B.例题4. 如图,∠MON=30°,A在OM上,OA=2,D在ON上,OD=4,C是OM上任意一点,B是ON上任意一点,则折线ABCD的最短长度为2.【解答】解:作D关于OM的对称点D′,作A作关于ON的对称点A′,连接A′D′与OM,ON的交点就是C,B二点.此时AB+BC+CD=A′B+BC+CD′=A′D′为最短距离.连接DD′,AA′,OA′,OD′.∵OA=OA′,∠AOA′=60°,∴∠OAA′=∠OA′A=60°,∴△ODD′是等边三角形.同理△OAA′也是等边三角形.∴OD'=OD=4,OA′=OA=2,∠D′OA′=90°.∴A′D′==2.变式练习>>>4. 如图,在长方形ABCD中,O为对角线AC的中点,P是AB上任意一点,Q是OC上任意一点,已知:AC=2,BC=1.(1)求折线OPQB的长的最小值;(2)当折线OPQB的长最小时,试确定Q的位置.【解答】解:(1)作点B关于AC的对称点B′,作点O关于AB的对称点O′,连接AB′,QB′,AO′,PO′,B′O′,则QB=QB′,OP=O′P,折线OPQB的长=OP+PQ+QB=O′P+PQ+QB′,∴折线OPQB的长的最小值=B′O′.∵在长方形ABCD中,∠ABC=90°,在△ABC中,AC=2,BC=1,∠ABC=90°,∴∠BAC=30°,∵点B、B′关于AC对称,点O、O′关于AB对称,∴∠B′AC=30°,AB′=AB=,∠O′AB=30°,AO′=AO=1,∴∠B′AO′=90°,∴B′O′=,∴折线OPQB的长的最小值=2;(2)设B′O′交AC于点Q′,∵在Rt△AO′B′中,AO′=1,B′O′=2,∴∠AB′O′=30°,则∠AO′B′=60°,∵在△AO′Q′中,∠Q′AO′=∠Q′AB+∠BAO′=60°,∴△AO′Q′是等边三角形,∴AQ′=AO′=1=AO,∴点Q′就是AC的中点O.∴当折线OPQB的长最小时,点Q在AC的中点.例题5. 如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=8,E为CD的中点,点P、Q为BC上两个动点,且PQ=3,当CQ=时,四边形APQE的周长最小.【解答】解:点A向右平移3个单位到M,点E关于BC的对称点F,连接MF,交BC于Q,此时MQ+EQ最小,∵PQ=3,DE=CE=2,AE==2,∴要使四边形APQE的周长最小,只要AP+EQ最小就行,即AP+EQ=MQ+EQ,过M作MN⊥BC于N,设CQ=x,则NQ=8﹣3﹣x=5﹣x,∵△MNQ∽△FCQ,∴=,∵MN=AB=4,CF=CE=2,CQ=x,QN=5﹣x,解得:x=,则CQ=故答案为:.变式练习>>>5.如图,已知A(3,1)与B(1,0),PQ是直线y=x上的一条动线段且PQ=(Q在P的下方),当AP+PQ+QB最小时,Q点坐标为()A.(,)B.(,)C.(0,0)D.(1,1)【解答】解:作点B关于直线y=x的对称点B'(0,1),过点A作直线MN,使得MN平行于直线y=x,并沿MN向下平移单位后得A'(2,0)连接A'B'交直线y=x于点Q,如图理由如下:∵AA'=PQ=,AA'∥PQ∴四边形APQA'是平行四边形∴AP=A'Q∵AP+PQ+QB=B'Q+A'Q+PQ且PQ=∴当A'Q+B'Q值最小时,AP+PQ+QB值最小根据两点之间线段最短,即A',Q,B'三点共线时A'Q+B'Q值最小∵B'(0,1),A'(2,0)∴直线A'B'的解析式y=﹣x+1∴x=﹣x+1,即x=∴Q点坐标(,)故选:A.例题6. 如图,点E、F是正方形ABCD的边BC上的两点(不与B、C两点重合),过点B作BG⊥AE于点G,连接FG、DF,若AB=2,求DF+GF的最小值为.【解答】解:取AB的中点O,点O、G关于BC的对称点分别为O'、G',∵G与G'关于BC对称,∴FG=FG',∴FG+DF=FG'+DF,∴当G(也就是G')固定时,取DG'与BC的交点F,此时能够使得FG+FD最小,且此时FG+DF的最小值是DG',现在再移动点E(也就是移动G),∵BG⊥AE,∴∠AGB=90°,∴当点E在BC上运动时,点G随着运动的轨迹是以O为圆心,OA为半径的90°的圆弧,点G'随着运动的轨迹是以O'为圆心,O'B为半径的90°的圆弧,∴当取DO'与交点为G'时,能够使得DG'达到最小值,且DG'的最小值=DO'﹣O'G'=﹣1=﹣1,即DF+GF的最小值为﹣1.故选:A.变式练习>>>6.如图,平面直角坐标系中,分别以点A(2,3)、点B(3,4)为圆心,1、3为半径作⊙A、⊙B,M,N分别是⊙A、⊙B上的动点,P为x轴上的动点,则PM+PN的最小值为()A.5﹣4B.﹣1C.6﹣2D.【解答】解:作⊙A关于x轴的对称⊙A′,连接BA′分别交⊙A′和⊙B于M、N,交x轴于P,如图,则此时PM+PN最小,∵点A坐标(2,3),∴点A′坐标(2,﹣3),∵点B(3,4),∴A′B==5,∴MN=A′B﹣BN﹣A′M=5﹣3﹣1=5﹣4,∴PM+PN的最小值为5﹣4.故选:A.例题7. 如图,AD为等边△ABC的高,E、F分别为线段AD、AC上的动点,且AE=CF,当BF+CE取得最小值时,∠AFB=()A.112.5°B.105°C.90°D.82.5°【解答】解:如图,作CH⊥BC,且CH=BC,连接BH交AD于M,连接FH,∵△ABC是等边三角形,AD⊥BC,∴AC=BC,∠DAC=30°,∴AC=CH,∵∠BCH=90°,∠ACB=60°,∴∠ACH=90°﹣60°=30°,∴∠DAC=∠ACH=30°,∵AE=CF,∴△AEC≌△CFH,∴CE=FH,BF+CE=BF+FH,∴当F为AC与BH的交点时,如图2,BF+CE的值最小,此时∠FBC=45°,∠FCB=60°,∴∠AFB=105°,故选:B.变式练习>>>7.如图,等边△ABC中,AD为BC边上的高,点M、N分别在AD、AC上,且AM=CN,连BM、BN,当BM+BN最小时,∠MBN=30度.【解答】解:如图1中,作CH⊥BC,使得CH=BC,连接NH,BH.∵△ABC是等边三角形,AD⊥BC,CH⊥BC,∴∠DAC=∠DAB=30°,AD∥CH,∴∠HCN=∠CAD=∠BAM=30°,∵AM=CN,AB=BC=CH,∴△ABM≌△CHN(SAS),∴BM=HN,∵BN+HN≥BH,∴B,N,H共线时,BM+BN=NH+BN的值最小,如图2中,当B,N,H共线时,∵△ABM≌△CHN,∴∠ABM=∠CHB=∠CBH=45°,∵∠ABD=60°,∴∠DBM=15°,∴∠MBN=45°﹣15°=30°,∴当BM+BN的值最小时,∠MBN=30°,故答案为30.例题8. (1)如图①,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,点D是AB边上任意一点,则CD的最小值为.(2)如图②,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点M、点N分别在BD、BC上,求CM+MN的最小值.(3)如图③,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是AB边上一点,且AE=2,点F是BC边上的任意一点,把△BEF沿EF翻折,点B的对应点为G,连接AG、CG,四边形AGCD的面积是否存在最小值,若存在,求这个最小值及此时BF的长度.若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)如图①,过点C作CD⊥AB于D,根据点到直线的距离垂线段最小,此时CD最小,在Rt△ABC中,AC=3,BC=4,根据勾股定理得,AB=5,∵AC×BC=AB×CD,∴CD==,故答案为;(2)如图②,作出点C关于BD的对称点E,过点E作EN⊥BC于N,交BD于M,连接CM,此时CM+MN=EN最小;∵四边形ABCD是矩形,∴∠BCD=90°,CD=AB=3,根据勾股定理得,BD=5,∵CE⊥BC,∴BD×CF=BC×CD,∴CF==,由对称得,CE=2CF=,在Rt△BCF中,cos∠BCF==,∴sin∠BCF=,在Rt△CEN中,EN=CE sin∠BCE==;即:CM+MN的最小值为;(3)如图3,∵四边形ABCD是矩形,∴CD=AB=3,AD=BC=4,∠ABC=∠D=90°,根据勾股定理得,AC=5,∵AB=3,AE=2,∴点F在BC上的任何位置时,点G始终在AC的下方,设点G到AC的距离为h,∵S四边形AGCD=S△ACD+S△ACG=AD×CD+AC×h=×4×3+×5×h=h+6,∴要四边形AGCD的面积最小,即:h最小,∵点G是以点E为圆心,BE=1为半径的圆上在矩形ABCD内部的一部分点,∴EG⊥AC时,h最小,由折叠知∠EGF=∠ABC=90°,延长EG交AC于H,则EH⊥AC,在Rt△ABC中,sin∠BAC==,在Rt△AEH中,AE=2,sin∠BAC==,∴EH=AE=,∴h=EH﹣EG=﹣1=,∴S四边形AGCD最小=h+6=×+6=,过点F作FM⊥AC于M,∵EH⊥FG,EH⊥AC,∴四边形FGHM是矩形,∴FM=GH=∵∠FCM=∠ACB,∠CMF=CBA=90°,∴△CMF∽△CBA,∴,∴,∴CF=1∴BF=BC﹣CF=4﹣1=3.达标检测领悟提升强化落实1. 如图,矩形ABCD中,AB=5,AD=10,点E,F,G,H分别在矩形各边上,点F,H为不动点,点E,G为动点,若要使得AF=CH,BE=DG,则四边形EFGH周长的最小值为()A.5B.10C.15D.10【解答】解:作点F关于CD的对称点F′,连接F′H交CD于点G,此时四边形EFGH周长取最小值,过点H作HH′⊥AD于点H′,如图所示.∵AF=CH,DF=DF′,∴H′F′=AD=10,∵HH′=AB=5,∴F′H==5,∴C四边形EFGH=2F′H=10.故选:D.2. 如图,平面直角坐标系中,分别以点A(﹣2,3),B(3,4)为圆心,以1、2为半径作⊙A、⊙B,M、N分别是⊙A、⊙B上的动点,P为x轴上的动点,则PM+PN的最小值等于﹣3.【解答】解:作⊙A关于x轴的对称⊙A′,连接BA′分别交⊙A′和⊙B于M、N,交x轴于P,如图,则此时PM+PN最小,∵点A坐标(﹣2,3),∴点A′坐标(﹣2,﹣3),∵点B(3,4),∴A′B==,∴MN=A′B﹣BN﹣A′M=﹣2﹣1=﹣3,∴PM+PN的最小值为﹣3.故答案为﹣3.3. 如图,已知直线y=x+4与两坐标轴分别交于A、B两点,⊙C的圆心坐标为(2,0),半径为2,若D是⊙C上的一个动点,线段DA与y轴交于点E,则△ABE面积的最小值和最大值分别是8﹣2和8+2.【解答】解:y=x+4,∵当x=0时,y=4,当y=0时,x=﹣4,∴OA=4,OB=4,∵△ABE的边BE上的高是OA,∴△ABE的边BE上的高是4,∴要使△ABE的面积最大或最小,只要BE取最大值或最小值即可,过A作⊙C的两条切线,如图,当在D点时,BE最小,即△ABE面积最小;当在D′点时,BE最大,即△ABE面积最大;∵x轴⊥y轴,OC为半径,∴EE′是⊙C切线,∵AD′是⊙C切线,∴OE′=E′D′,设E′O=E′D′=x,∵AC=4+2=6,CD′=2,AD′是切线,∴∠AD′C=90°,由勾股定理得:AD′=4,∴sin∠CAD′==,∴=,解得:x=,∴BE′=4+,BE=4﹣,∴△ABE的最小值是×(4﹣)×4=8﹣2,最大值是:×(4+)×4=8+2,故答案为:8﹣2和8+2.4. 正方形ABCD,AB=4,E是CD中点,BF=3CF,点M,N为线段BD上的动点,MN=,求四边形EMNF周长的最小值++.【解答】解:作点E关于BD的对称点G,则点G在AD上,连接GM,过G作BD的平行线,截取GH=MN=,连接HN,则四边形GHNM是平行四边形,∴HN=GM=EM,过H作PQ⊥BC,交AD于P,交BC于Q,则∠HPG=∠HQF=90°,PQ=AB=4,∵∠PGH=∠ADB=45°,∴HP=PG==1,HQ=4﹣1=3,由轴对称的性质,可得DG=ED=2,∴AP=4﹣2﹣1=1,∴BQ=1,又∵BF=3CF,BC=4,∴CF=1,∴QF=4﹣1﹣1=2,∵当点H、N、F在同一直线上时,HN+NF=HF(最短),此时ME+NF最短,∴Rt△HQF中,FH===,即ME+NF最短为,又∵Rt△CEF中,EF===,∴ME+NF+MN+EF=++,∴四边形EMNF周长的最小值为++.故答案为:++.5. 如图,已知点D,E分别是等边三角形ABC中BC,AB边的中点,BC=6,点F是AD边上的动点,则BF+EF的最小值为3.【解答】解:过C作CE⊥AB于E,交AD于F,连接BF,则BF+EF最小(根据两点之间线段最短;点到直线垂直距离最短),由于C和B关于AD对称,则BF+EF=CF,∵等边△ABC中,BD=CD,∴AD⊥BC,∴AD是BC的垂直平分线(三线合一),∴C和B关于直线AD对称,∴CF=BF,即BF+EF=CF+EF=CE,∵AD⊥BC,CE⊥AB,∴∠ADB=∠CEB=90°,在△ADB和△CEB中,,∴△ADB≌△CEB(AAS),∴CE=AD,∵BC=6,∴BD=3,∴AD=3,即BF+EF=3.故答案为:3.6. 如图,在边长为1正方形ABCD中,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA上的点,3AE=EB,有一只蚂蚁从E点出发,经过F、G、H,最后回到E点,则蚂蚁所走的最小路程是.【解答】解:延长DC到D',使CD=CD',G对应位置为G',则FG=FG',同样作D'A'⊥CD',D'A'=DA,H对应的位置为H',则G'H'=GH,再作A'B'⊥D'A',E的对应位置为E',则H'E'=HE.容易看出,当E、F、G'、H'、E'在一条直线上时路程最小,最小路程为EE'===27. 如图,在△ABC中,AC⊥BC,∠B=30°,点E,F是线段AC的三等分点,点P是线段BC上的动点,点Q是线段AC上的动点,若AC=3,则四边形EPQF周长的最小值是8.【解答】解:过E点作E点关于BC的对称点E′,过F点作F点关于AC的对称点F′,∵在△ABC中,AC⊥BC,∠B=30°,AC=3,∴AB=6,∵点E,F是线段AC的三等分点,∴EF=2,∵E′F′=AB=6,∴四边形EPQF周长的最小值是6+2=8.故答案为:8.8. 如图,长为1的线段AB在x轴上移动C(0,1)、D(0,2),则AC+BD的最小值是.【解答】解:如图所示,以AB,BD为边构造平行四边形ABDE,作点C关于x轴的对称点F,连接AF,则DE⊥y轴,OF=OC=1,∵四边形ABDE是平行四边形,∴BD=AE,DE=AB=1,∵AB垂直平分线CF,∴AC=AF,∴AC+BD=AE+AF,如图,当点E,A,F在同一直线上时,AE+AF=EF(最短),此时,∵Rt△DEF中,DE=1,DF=2+1=3,∴EF===,∴AC+BD的最小值是.故答案为:.9. 在矩形ABCD中,AB=8,BC=10,G为AD边的中点.如图,若E、F为边AB上的两个动点,且EF=4,当四边形CGEF的周长最小时,则求AF的长为.【解答】解:∵E为AB上的一个动点,∴如图,作G关于AB的对称点M,在CD上截取CH=4,然后连接HM交AB于E,接着在EB上截取EF=4,那么E、F两点即可满足使四边形CGEF的周长最小.∵在矩形ABCD中,AB=8,BC=10,G为边AD的中点,∴AG=AM=5,MD=15,而CH=4,∴DH=4,而AE∥CD,∴△AEM∽△DHM,∴AE:HD=MA:MD,∴AE===,∴AF=4+=.故答案为:.10. 如图,矩形ABCO的边OC在x轴上,边OA在y轴上,且点C的坐标为(8,0),点A的坐标为(0,6),点E、F分别足OC、BC的中点,点M,N分别是线段OA、AB上的动点(不与端点重合),则当四边形EFNM的周长最小时,点N的坐标为(4,6).【解答】解:如图所示:作点F关于AB的对称点F′,作点E关于y轴的对称点E′,连接E′F′交AB与点N.∵C的坐标为(8,0),点A的坐标为(0,6),点E、F分别足OC、BC的中点,∴OE=OE′=4,FB=CF=3,∴E′C=12,CF′=9.∵AB∥CE′,∴△F′NB∽△F′E′C.∴==,即=,解得BN=4,∴AN=4.∴N(4,6).故答案为:(4,6).11. 如图,在正方形ABCD中,AB=8,AC与BD交于点O,N是AO的中点,点M在BC边上,且BM=6.P为对角线BD上一点,则PM﹣PN的最大值为2.【解答】解:如图所示,作以BD为对称轴作N的对称点N',连接PN',MN',根据轴对称性质可知,PN=PN',∴PM﹣PN=PM﹣PN'≤MN',当P,M,N'三点共线时,取“=”,∵正方形边长为8,∴AC=AB=,∵O为AC中点,∴AO=OC=,∵N为OA中点,∴ON=,∴ON'=CN'=,∴AN'=,∵BM=6,∴CM=AB﹣BM=8﹣6=2,∴==∴PM∥AB∥CD,∠CMN'=90°,∵∠N'CM=45°,∴△N'CM为等腰直角三角形,∴CM=MN'=2,即PM﹣PN的最大值为2,故答案为:2.12. 如图,两点A、B在直线MN外的同侧,A到MN的距离AC=16,B到MN的距离BD=10,CD=8,点P在直线MN上运动,则|P A﹣PB|的最大值等于10.【解答】解:延长AB交MN于点P′,∵P′A﹣P′B=AB,AB>|P A﹣PB|,∴当点P运动到P′点时,|P A﹣PB|最大,∵BD=10,CD=8,AC=16,过点B作BE⊥AC,则BE=CD=8,AE=AC﹣BD=16﹣10=6,∴AB===10,∴|P A﹣PB|的最大值等于10,故答案为:10.11. 如图△ABC是边长为2的等边三角形,D是AB边的中点,P是BC边上的动点,Q是AC边上的动点,当P、Q的位置在何处时,才能使△DPQ的周长最小?并求出这个最值.【解答】解:作D关于BC、AC的对称点D′、D″,连接D′D″,DQ,DP.∵DQ=D″Q,DP=D′P,∴△DPQ的周长为PQ+DQ+DP=PQ+D″Q+D′P=D′D″,根据两点之间线段最短,D′D″的长即为三角形周长的最小值.∵∠A=∠B=60°,∠BED=∠AFD=90°,∴∠α=∠β=90°﹣60°=30°,∠D′DD″=180°﹣30°﹣30°=120°,∵D为AB的中点,∴DF=AD•cos30°=1×=,AF=,易得△ADF≌△QD''F,∴QF=AF=,∴AQ=1,BP=1,Q、P为AC、BC的中点.∴DD″=×2=,同理,DD′=×2=,∴△DD′D″为等腰三角形,∴∠D′=∠D″==30°,∴D″D′=2DD′•cos30°=2××=3.12. 如图,C 为线段BD 上一动点,分别过点B 、D作AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC、EC.已知AB=5,DE=1,BD=8,设CD=x.(1)用含x的代数式表示AC+CE的长;(2)请问AC+CE的值是否存在最小值?若存在,请求出这个最小值;若不存在请说明理由.(3)根据(2)中的规律和结论,请直接写出出代数式+的最小值为25.【解答】解:(1)由线段的和差,得BC=(8﹣x).由勾股定理,得AC+CE =+=+=+;(2)当A、C、E在同一直线上,AC+CE最小;当A、C、E在同一直线上时,延长AB,作EF⊥AB于点F,∵AB=5,DE=1,∴AF=6,∵∠ABD=90°,∴∠FBD=90°,∵∠BDE=∠BFE=90°,∴四边形BFED是矩形,∴BD=EF=8,∴AE===10;(3)如下图所示:作BD=24,过点B作AB⊥BD,过点D作ED ⊥BD,使AB=3,ED=4,连接AE交BD于点C,当BC=x,∵x+y=24,∴y=24﹣x,AE的长即为代数式的最小值,过点A作AF∥BD交ED的延长线于点F,得矩形ABDF,则AB=DF=3,AF=BD=24,所以AE===25,即代数式+的最小值为25,故答案为:25.- 21 -。
利用轴对称的性质求最小值。
生活中的轴对称》评课稿新课标指出:“数学课程不仅要考虑数学自身的特点,更应遵循学生学习数学的心理规律,强调从学生已有的生活经验出发……..”本节课的设计体现了新课程标准的精神,从学生的兴趣出发,通过“观察——操作——体会”来获取知识,遵循数学来源于生活,又应用于生活的理念,注重在培养学生实践能力和审美能力上作文章,现简单点评如下:一、在情境导入上,密切联系生活实际,让学生学有价值的数学。
对于本节课的起点张老师把握的相当好,充分考虑到了初中数学课改的目标要求贴近于生活、来源于生活。
教师用学生所熟识的天坛、剪纸,及京剧脸谱3个标志作为课题的引入是尊重学生原有认知基础的一个有力表现。
教师用课件把图形对折后能重合的是轴对称图形很好的演绎了出来。
在此基础上通过观察,操作,练习等一系列活动体验轴对称图形的基本特征。
这一知识的形成层层深入,逐步从生活走向数学;后面的巩固练习,让学生用学到的知识判断各种图形是否是轴对称图形,又把数学融入了生活。
真正实现了数学与生活的密切联系,让学生学有价值的数学。
二、在重点难点突破上,学生通过课下动手实验,剪出圆这样一个轴对称图形,然后折叠、分析,得出轴对称的概念,结合实例欣赏,仔细分析出轴对称概念中须注意的几点。
并总结出轴对称图形和轴对称的区别,轴对称图形是一个图形自身的对称,轴对称是两个图形关于某条直线对称。
教师在这个环节上充分利用了媒体教学和传统教学的结合,从实践过程中得出结论,符合学生认识事物的客观规律。
三、在学以致用上,张老师所设计的题目,与实际联系密切,联系到英语字母、数学中的数字、语文中的汉字,综合性强,增强了学生的趣味性。
在此,如果能对本题稍微进行一下扩展,给学生3分钟讨论时间,让他们联想一些生活中其他对称的字和英语中的字母,比比谁想的又快又多,会使学生在不知不觉中感受到轴对称图形不单单局限在图形上,身边很多事物也是可以看做是轴对称图形的,这样就更能加深学生对轴对称的认识。
专题复习1:利用轴对称求最值Ⅱ. 请你设计一个用时最少的方案.二、关于两(多)条线段和最小问题思路指导:此类问题一般通过适当的几何变换实现“折”转“直”。
即将连接两点的折线转化为线段最短问题1.直接运用两点间线段最短解决问题.例:如图8,已知A(1,1)B(3,-3),C为x轴上一个动点,当AC+BC最小时,C点坐标为,此时AC+BC的最小值为.练习:如图9,四边形ABCD为边长为5的正方形,以B为圆心4为半径画弧交BA与M,交BC于N,P在MN上运动,则PA+PB+PC的最小值为.2.平移后应用两点间线段最短例:已知:如图10,A(1,2),B(4,-2),C(m,0),D(m+2,0)(1)在图中作出当AC+CD+DB最小时C点的位置,并求出此时m的值(2)求AC+CD+DB的最小值.练习:如图11,NP,MQ为一段河的两岸(河的两侧为平坦的地面,可以任意穿行),NP∥MQ,河宽PQ 为60米,在NP一侧距离河岸110米处有一处藏宝处A,某人从MQ一侧距离河岸40米的B处出发,随身携带恰好横穿(与河岸垂直)河面的绳索(将绳索利用器械投掷至河对岸并固定,人扶绳索涉水过河),请计算此人从出发到目的地最少的行进路程,并确定固定绳索处(MQ一侧)到B处的最近距离.3.旋转后应用两点间线段最短例:如图12,四边形ABCD是正方形,△ABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,连接EN、AM、CM.⑴求证:△AMB≌△ENB;⑵①当M点在何处时,AM+CM的值最小;②当M点在何处时,AM+BM+CM的值最小,并说明理由;⑶当AM+BM+CM的最小值为31+时,求正方形的边长.练习:点O 为正方形ABCD内一点,(1)正方形边长为4,求OB+OD的最小值(2)若OB+OC+OD的最小值为26+,求正方形的边长4.对称后应用两点间线段最短数学模型已知:如图14,直线l 及直线同侧两点P、Q,在直线l 上求作点M,使线段PM+QM最小,并说明理由关系探究上图中:相等的角:线段关系:类型一:单动点单对称轴(直线同侧两线段和转化为异侧,进而应用两点间线段最短)练习:1.如图15,已知菱形ABCD的边长为6,M、N 分别为AB、BC边的中点,P为对角线AC上的一动点,则PM+PN的最小值.2. 如图16,已知菱形ABCD的边长为6,点E为AB边的中点,∠BAD=60°,点P为对角线AC上的一动点,则PE+PB的最小值..3. 如图17,已知正方形ABCD的边长为2,点M为BC 边的中点,P为对角线BD上的一动点,则PM+PC的最小值4. 如图18,正方形ABCD的面积为a,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD内,在对角线AC上有一动点P,PD+PE的和最小值为4,则a= .5.如图19,已知⊙O的半径为1,AB、CD为⊙O的两互相垂直的直径,点M在弧AD上,且∠MOD=30°,点P为半径OD上的一动点,则PM+PA的最小值.6. 如图20,已知⊙O的半径为1,AB为⊙O的直径,C是⊙O上的一点,且∠CAB=30°点M是弧CB的中点,,点P为直径AB上的一动点,则PM+PC的最小值.7.如图21,⊙O的直径为10,A,B在圆周上,AC⊥MN,BD⊥MN,AC=6,BD=8.P为MN上一个动点,则PA+PB的最小值为.8.如图22,已知∠AOB=60°,OA=6,C为OA的中点,OD平分∠AOB,M为OD上一动点,则AM+CM的最小值为9.如图23,从点A(0,2)发出的一束光,经x轴反射,过点B(4,3),则这束光从点A到点B所经过路径的长为.10.如图24,已知抛物线y=x2-2x-3,与x轴相交于点A、B两点(点A在点B的左边),与y轴相较于点C,P 为抛物线对称轴上的一点,则PO+PC的最小值是.11.如图25,以正方形ABCD中AB为边向外作等边三角形AMB,N为对角线BD上一点,若AN+MN的最小值为2226,则正方形边长为.12.一次函数y=kx+b的图象与x、y轴分别交于点A(2,0),B(0,4).(1)求该函数的解析式;(2)O为坐标原点,设C为AB的中点,P为OB上一动点,求PC+PA取最小值时P点的坐标.13.如图27,在直角坐标系中,点A的坐标为(-2,0),连结OA,将线段OA绕原点O顺时针旋转120°,得到线段OB.(1)求点B的坐标;(2)求经过A、O、B三点的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C,使△BOC的周长最小?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由14.如图,在平面直角坐标系中,直线l是第一、三象限的角平分线.实验与探究:(1)由图观察易知A(0,2)关于直线l的对称点A′的坐标为(2,0),请在图中分别标明B(5,3)、C(-2,5)关于直线l的对称点B′、C′的位置,并写出他们的坐标:B′、C′;归纳与发现:(2)结合图形观察以上三组点的坐标,你会发现:坐标平面内任一点P(a,b)关于第一、三象限的角平分线l的对称点P′的坐标为(不必证明);运用与拓广:(3)已知两点D(1,-3)、E(-1,-4),试在直线l上确定一点Q,使点Q到D、E两点的距离之和最小,并求出Q点坐标.类型二:双动点单对称轴(在类型一基础上应用垂线段最短)例:如图,已知∠CAB=30°,BA=6,AF平分∠BAC,P,Q分别为AB,AF上的动点,则BQ+PQ的最小值为练习:1.如图29,正方形ABCD中,AE为∠BAC的平分线,M,N分别为AE,AB上的动点,若MN+BM最小值为3,则正方形边长为.2.如图30,在锐角△ABC中,AB=42,∠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31,矩形ABCD中,AB=6,BC=8,M,N分别为BD,BC上的动点,则CM+MN的最小值为. 类型三:单动点双对称轴例:如图32,已知:∠AOB=30°,P为∠AOB内一点,OP=6,M,N分别为OA,OB上的动点,则△PMN的周长最小值为.练习:1.如图33,已知:∠AOB=60°,P为∠AOB内一点,OP=10,M,N分别为OA,OB上的动点,则△PMN的周长最小值为.2.如图34,两个镜子成45°角,P为夹角内一个光源,P距离交点2米,光线从P发出后经过OB,OA反射后经过点P,则光线经过的路线长为.3.如图35,已知A(3,2)为坐标平面上一点,在x,y 轴上确定点M,N,使△AMN周长最小,并求出此时M,N坐标.类型四. 双动点双对称轴例:已知P,Q为∠AOB内两个定点,M,N分别为OA,OB上的动点。
利用轴对称求最短距离问题基本题引入:如图(1),要在公路道a上修建一个加油站,有A,B两人要去加油站加油。
加油站修在公路道的什么地方,可使两人到加油站的总路程最短?你可以在a上找几个点试一试,能发现什么规律?·B ·A·B·Aa·B·Aa·A′图1M·A′MNa 图2图3思路分析:如图2,我们可以把公路a近似看成一条直线,问题就是要在a上找一点M,使AM与BM的和最小。
设A′是A的对称点,本问题也就是要使A′M与BM的和最小。
在连接A′B的线中,线段A′B最短。
因此,线段A′B与直线a的交点C的位置即为所求。
如图3,为了证明点C的位置即为所求,我们不妨在直线a上另外任取一点N,连接AN、BN、A′N。
因为直线a是A,A′的对称轴,点M,N在a上,所以AM= A′M,AN= A′N。
∴AM+BM= A′M+BM= A′B在△A′BN中,∵A′B<A′N+BN∴AM+BM<AN+BN即AM+BM最小。
点评:经过复习学生恍然大悟、面露微笑,不一会不少学生就利用轴对称知识将上一道中考题解决了。
思路如下:②∵BC=9(定值),∴△PBC的周长最小,就是PB+PC最小.由题意可知,点C关于直线DE的对称点是点A,显然当P、A、B三点共线时PB+PA最小.此时DP=DE,PB+PA=AB.由∠ADF=∠FAE,∠DFA=∠ACB=90°,得△DAF∽△ABC.EF∥BC,1159AB=,EF=.∴AF∶BC=AD∶AB,即6∶9=AD∶15.∴AD=10.Rt△ADF22292525中,AD=10,AF=6,∴DF=8.∴DE=DF+FE=8+=.∴当x=时,△PBC的周长222得AE=BE=最小, y值略。
数学新课程标准告诉我们:教师要充分关注学生的学习过程,遵循学生认知规律,合理组织教学内容,建立科学的训练系统。
使学生不仅获得数学基础知识、基本技能,更要获得数学思想和观念,形成良好的数学思维品质。
人教版数学八年级轴对称巧解三角形周长的最小值轴对称是初中数学中三大变换之一,是中考的重要考点来源之一,其最大的特点就是以线段和最小或者三角形的周长最小为硬件生成考题,考题通常具有一定的综合性,耐人思考,发人深思.下面介绍以三角形的周长最小为条件的轴对称考题的求解与反思,供学习时借鉴.1.三角形周长最小时,求点的坐标例1如图1,在直角坐标系中,点A、B的坐标分别为(1,4)和(3,0),点C是y轴上的一个动点,且A、B、C三点不在同一条直线上,当△ABC的周长最小时,点C的坐标是()A.(0,0) B.(0,1) C.(0,2) D.(0,3)分析:三角形ABC的周长为AB+BC+AC,由于A,B两点的坐标是定值,因此边AB的长度也是定值,这样三角形ABC的周长最小就转化成线段AC和线段BC的和最小,也就是我们常说的轴对称中的最短路线问题.解:如图2,设点B关于y轴的对称点为D,因为点B的坐标为(3,0),所以点D的坐标为(-3,0),连接AD,交y轴于点C,此时三角形ABC的周长最小.设直线AD的解析式为y=kx+b,把A(1,4),D(-3,0)分别代入解析式,得304k bk b-+=⎧⎨+=⎩,解得13kb=⎧⎨=⎩,所以直线的解析式为y=x+3,令x=0,得y=3,所以点C的坐标为(0,3),所以选择D.点评:把三角形周长最小转化成线段和最小是解题的关键.2.三角形周长最小时,求角的大小例2 如图3,四边形ABCD中,∠C=50°,∠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. 50°B. 60°C. 70°D. 80°分析:这里三角形AEF 的周长是AE+EF+AF ,三边AE,EF,AF 都是可变的,所以要使△AEF 的周长最小,就要利用点的对称,使三角形的三边在同一直线上,作图的基本要领如下:1、确定定点 这里是点A ;2、作定点关于动点所在直线的对称点,作出A 关于BC 和CD 的对称点A ′,A ″,3、连接两个对称点,得到线段的长就是三角形的周长的最小值.解:如图4,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 , ,则A ′A ″即为△AEF 的周长最小值.作DA 延长线AH ,因为∠C=50°,∠B=∠D=90°,所以∠DAB=130°,所以∠HAA ′=50°,所以∠AA ′E+∠A ″=∠HAA ′=50°,因为∠EA ′A=∠EAA ′,∠FAD=∠A ″,且∠EA ′A+∠EAA ′=∠AEF ,∠FAD+∠A ″=∠AFE , 所以∠AEF+∠AFE=∠EA ′A+∠EAA ′+∠FAD+∠A ″=2(∠AA ′E+∠A ″)=2×50°=100°, 所以∠EAF=180°﹣100°=80°,所以选D .点评:根据轴对称的性质,结合三角形周长最小时成立条件,确定出E ,F 的位置是解题关键.3.三角形周长最小时,求四边形的面积例3 如图5,∠AOB=30°,点M 、N 分别是射线OA 、OB 上的动点,OP 平分∠AOB,且OP=6,当△PMN 的周长取最小值时,四边形PMON 的面积为 .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M 、N 在CD 上时,△PMN 的周长最小,此时△COD 是等边三角形,求得三角形PMN 和△OMN 的面积,即可求得四边形PMON 的面积.解:如图6,分别作点P 关于OA 、OB 的对称点C 、D ,连接CD ,分别交OA 、OB 于点M 、N ,连接OP 、OC 、OD 、PM 、PN .因为点P 关于OA 的对称点为C ,关于OB 的对称点为D , 所以PM=CM ,OP=OC ,∠COA=∠POA;因为点P 关于OB 的对称点为D ,所以PN=DN ,OP=OD ,∠DOB=∠POB,所以OC=OD=OP=6,∠COD=∠COA+∠POA+∠POB+∠DOB=2∠POA+2∠POB=2∠AOB=60°,所以△COD 是等边三角形, 所以CD=OC=OD=6.因为∠POC=∠POD,所以OP⊥CD,所以CQ=3,在直角三角形OCQ 中, 222263OC OQ -=-3PQ=6﹣3,设MQ=x ,则PM=CM=3﹣x ,在直角三角形PMQ 中,根据勾股定理,得 222(3)(633)x x -=+-,解得39,所以四边形PMON 的面积为: OMN PMN S S +=111222MN OQ MN PQ MN OP += =PO ×x=6(39)354.所以答案为3﹣54.点评:将三角形周长的最小转化成两点之间线段最短的原理是解题的关键.跟踪练习1、如图1,在△ABC 中,∠ACB=90°,AB=5,BC=3,P 是AB 边上的动点(不与点B 重合),将△BCP 沿CP 所在的直线翻折,得到△B′CP,连接B′A,则B′A 长度 的最小值是 .解:在Rt△ABC 中,由勾股定理可知:AC=222253AB BC -=-=4,由轴对称的性质可知:BC=CB′=3,因为CB′长度固定不变,所以当AB′+CB′有最小值时,AB′的长度有最小值.根据两点之间线段最短可知:A 、B′、C 三点在一条直线上时,AB′有最小值,所以AB′=AC﹣B′C=4﹣3=1.所以应该填:1.2、菱形ABCD 在平面直角坐标系中的位置如图2所示,顶点B (2,0),∠DOB =60°,点P 是对角线OC 上一个动点,E (0,﹣1),当EP+BP 最短时,点P 的坐标为 .答案:().。
三角形第3节多边形及其内角和【知识梳理】路径最短问题:运用轴对称,将分散的线段集中到两点之间,从而运用两点之间线段最短,来实现最短路径的求解。
所以最短路径问题,需要考虑轴对称。
典故:相传,古希腊亚历山大里亚城里有一位久负盛名的学者,名叫海伦.有一天,一位将军专程拜访海伦,求教一个百思不得其解的问题:从图中的A地出发,到一条笔直的河边l 饮马,然后到B地.到河边什么地方饮马可使他所走的路线全程最短?精通数学、物理学的海伦稍加思索,利用轴对称的知识回答了这个问题.这个问题后来被称为“将军饮马问题”.这个问题提炼出数学问题为:设C 为直线l上的一个动点,当点C 在l 的什么位置时,AC 与CB 的和最小(如图)作法:(1)作点B 关于直线l 的对称点B′;(2)连接AB′,与直线l 交于点C.则点C 即为所求.证明:如图,在直线l上任取一点C′(与点C 不重合),连接AC′,BC′,B′C′.由轴对称的性质知,BC =B′C,BC ′=B′C′.∴ AC +BC = AC +B′C = AB′,AC ′+BC′= AC′+B′C′.在△AB′C′中,AB ′<AC′+B′C′,∴ AC +BC <AC′+BC′.即 AC +BC 最短.预备知识:在直角三角形中,三边具有的关系如下:直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方,即Rt △ABC 中,∠C =90°,则有222AB BC AC =+【诊断自测】1、如图,直线l 是一条河,A 、B 两地相距5km ,A 、B 两地到l 的距离分别为3km 、6km ,欲在l 上的某点M 处修建一个水泵站,向A 、B 两地供水,现有如下四种铺设方案,图中实线表示铺设的管道,则铺设的管道最短的是( )A .B .C .D .2、如图所示,四边形OABC 为正方形,边长为3,点A ,C 分别在x 轴,y 轴的正半轴上,点D 在OA 上,且D 的坐标为(1,0),P 是OB 上的一动点,则“求PD+PA 和的最小值”要用到的数理依据是( )A .“两点之间,线段最短”B.“轴对称的性质”C.“两点之间,线段最短”以及“轴对称的性质”D.以上答案都不正确3.如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN,使从A到B的路径AMNB最短的是(假定河的两岸是平行直线,桥要与河岸垂直)()A.B.C.D.【考点突破】例1、如图,在矩形ABCD中,点E为BC的中点,点F在CD上,要使△AEF的周长最小时,确定点F的位置的方法为.答案:作点E关于DC的对称点E′,连接AE′交CD于点F.解析:根据题意可知AE的长度不变,△AEF的周长最小也就是AF+EF有最小值.作点E关于DC的对称点E′,连接AE′交CD于点F.故答案为:作点E关于DC的对称点E′,连接AE′交CD于点F.例2、如图所示,点P在∠AOB的内部,点M,N分别是点P关于直线OA,OB的对称点,线段MN交OA,OB于点E,F.(1)若MN=20 cm,求△PEF的周长;(2)若∠AOB=35°,求∠EPF的度数.答案:见解析解析:(1)∵M与P关于OA对称∴OA垂直平分MP.∴EM=EP.又∵N与P关于OB对称∴OB垂直平分PN.∴FP=FN.∴△PEF的周长=PE+PF+EF=ME+EF+FN=MN=20(cm).(2)连接OM,ON,OP,∵OA垂直平分MP,∴OM=OP.又∵OB垂直平分PN,∴ON=OP.∴△MOE≌△POE(SSS),△POF≌△NOF(SSS).∴∠MOE=∠POE,∠OME=∠OPE,∠POF=∠NOF,∠OPF=∠ONF.∴∠MON=2∠AOB=70°∴∠EPF=∠OPE+∠OPF=∠OME+∠ONF=180°-∠MON=110°.例3、如图,∠AOB=30°,点M、N分别在边OA、OB上,且OM=2,ON=6,点P、Q分别在边OB、OA上,则MP+PQ+QN的最小值是()A.2B. C.20 D.2答案:A解析:作M关于OB的对称点M′,作N关于OA的对称点N′,如图所示:连接M′N′,即为MP+PQ+QN的最小值.根据轴对称的定义可知:∠N′OQ=∠M′OB=30°,∠ONN′=60°,∴△ONN′为等边三角形,△OMM′为等边三角形,∴∠N′OM′=90°,∴在Rt△M′ON′中,M′N′==2.故选:A.例4、如图,四边形ABCD中,∠C=50°,∠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.50° B.60° C.70° D.80°答案:D解析: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,则A′A″即为△AEF的周长最小值.作DA延长线AH,∵∠C=50°,∴∠DAB=130°,∴∠HAA′=50°,∴∠AA′E+∠A″=∠HAA′=50°,∵∠EA′A=∠EAA′,∠FAD=∠A″,∴∠EAA′+∠A″AF=50°,∴∠EAF=130°﹣50°=80°,故选:D.例5、如图所示,正方形ABCD的面积为12,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD对角线AC上有一点P,使PD+PE的和最小,则这个最小值为()A.2 B.2 C.4 D.4答案:B解析:由于点B与D关于AC对称,所以连接BD,与AC的交点即为F点.此时PD+PE=BE最小,而BE是等边△ABE的边,BE=AB,由正方形ABCD的面积为12,可求出AB的长,从而得出结果.连接BD,与AC交于点F.∵点B与D关于AC对称,∴PD=PB,∴PD+PE=PB+PE=BE最小.∵正方形ABCD的面积为12,∴AB=2.又∵△ABE是等边三角形,∴BE=AB=2.故所求最小值为2.故选B.例6、如图,荆州古城河在CC′处直角转弯,河宽均为5米,从A处到达B处,须经两座桥:DD′,EE′(桥宽不计),设护城河以及两座桥都是东西、南北方向的,A、B在东西方向上相距65米,南北方向上相距85米,恰当地架桥可使ADD′E′EB的路程最短,这个最短路程是多少米?答案:见解析。
利用轴对称求最小值数学题中有些求两线段之和最小的题目,同学们感到找不到思路,其实它是利用轴对称求最短距离的变形。
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两个:(1)两点之间线段最短;(2)三角形两边之和大于第三边。
现以部分中考题为例加以分析,希望能对同学们有所帮助。
一、两点一线的最值问题例:如图,草原上两居民点A ,B 在笔直河流l 的同旁,一汽车从A 处出发到B 处,途中需要到河边加水,问选在何处加水可使行驶的路程最短?并在图中画出这一点。
理解转化题意:将这一问题转化为数学问题,即已知直线l 及同侧的点A 和点B ,在l 上确定一点C,使AC+BC 最小。
首先我们思考若点A 和B 点分别在直线l 的两侧,则点C 的位置应如何确定,根据两点之间线段最短,点C 应是与AB 直线l 的交点,如图(2),这就是说,设线段AB 交l 于点C ,点C /是直线上异于点C 的任意一点,总有AC+BC <AC /+BC /。
因此,解决上述问题的关键是将点A (或点B )移至l 的另一侧(设点A 移动后的点为A /),且使A 、A /到直线l 上任意点的距离相等,利用轴对称可达到这一目的。
解:如图(3),作点A 关于直线l 的对称点A /,连接A /B 交l 于点C ,则点C 的位置就是汽车加水的位置,即汽车选在点C 处可使行驶的路程最短。
二、两点两线的最值问题已知两个定点位于平面内两个相交的的直线之间,要在两条直线上确定两个动点使得线段和最短。
这类问题中动点满足最值的位置是由动点和定点所在的直线位置决定,可以通过轴对称图形的性质“搬点移线”(在保持线段的长度不变的情况下将某点搬至某线段所在的直线),将所求线段移到同一直线上就可以了。
例:(课本P47练习题9),如图(4)A 点为马厩,B 点为帐篷,牧马人一天要从马厩牵出马,先到草地边某一点牧马,然后到河边去饮水,再回到帐篷,请你确定一天的最短路程。
中考数学《最值问题》及参考答案一、轴对称求最小值1.如图,四边形ABCD是边长为6的正方形,△ABC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的值最小,求这个最小值.2.四边形ABCD中,∠BAD=122°,∠B=∠D=90°,在BC、CD上分别找一点M、N,当△AMN周长最小时,求∠MAN的度数.3.如图,∠AOB =45°,OC为∠AOB内部一条射线,点D为射线OC上一点,OD=√2,点E、F分别为射线0A、OB上的动点,求△DEF周长的最小值.二、垂线段最短求最值4.如图,矩形ABCD中,AD=3,AB=4,M为线段BD上一动点,MP⊥CD于点P,MQ⊥BC于点Q,求PQ 的最小值.5.如图,边长为6的等边三角形ABC中,E是对称轴AD上一个动点,连接EC,将线段EC绕点C逆时针旋转60°得到FC,连接DF,则在点E运动的过程中,求DF的最小值.6.如图所示,在RtΔABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,P为AB上一动点(不与A、 B重合),作PE ⊥AC于点E,PF⊥BC于点F,连接EF,求EF的最小值.7.如图,在ΔABC中,∠BAC=90,AB=6,BC=10,BD平分∠ABC,若P,Q分别是BD,AB上的动点,求PA+PQ的最小值.8.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,以AB为边在AB上方作正方形ABDE,过点D作DF⊥CB,交CB的延长线于点F,连接BE,P,N分别为AC,BE上的动点,连接AN, PN,若DF=5,AC=9,求AN+PN的最小值.二、两点之间,线段最短求最值9.如图,等边△ABC的边长为4,过点B的直线l⊥AB,且△ABC与△A´B´C´公关于直线l对称,D为线段BC´上一动点,求AD+CD的最小值是( )10.如图,在长方形ABCD中,AB=3,AD=4,动点P满足S△PCD=14S长方形ABCD´,求点P到A,B两点的距离之和PA+PB的最小值.三、三角形三边的关系求最值问题11.如图,在平面直角坐标系中,平行四边形ABCD的坐标分别为A(-1,0)、B(0,2)、 C(4,2)、D(3,0),点P是AD边上的一个动点,若点A关于BP的对称点为A´,求则A´C的最小值.参考答案1.析:连接BP.因为点B 与点D 关于直线AC 对称,所以PB=PD .所以PD+PE =PB+PE≥BE,所以PD+PE 的最小值即为BE 的长.BE =AB =6,则PD+PE 的值最小为6.2.析:如图,延长AB 到A ´使得BA ´=AB,延长AD 到A ´使得DA"=AD,连接A ´A"与BC 、CD 分别交于点M 、N.∵∠ABC=∠ADC=90° ∴ A 、A ´关于BC 对称,A 、A"关于CD 对称,此时ΔAMN 的周长最小∵BA=BA ´,MB ⊥ AB ∴MA =MA ´同理:NA=NA" ∴∠A ´=∠MAB,∠A"=∠NAD∵∠AMN =∠A ´+∠MAB =2∠A ´,∠ANM =∠A"+∠NAD =2∠A"∴∠AMN +∠ANM = 2(∠A ´+∠A")∵∠BAD=122° ∴ ∠A ´+LA"=180°-∠BAD=58° ∴∠AMN +∠ANM=2x58°=116∴∠MAN =180-116°=64°3.析:作点D 作关于OA 的对称点P,点D 关于OB 的对称点Q,连接PQ,与OA 的交点为点E,与OB 的交点为点F.△DEF 的最小周长为DE +EF +QF =PE+EF+QF =PQ连接OP 、OQ,则OP=0Q=√2 ∵∠POQ =2∠AOB=90°∴ΔOPQ 是等腰直角三角形∴PQ =√2OD=2∴ΔDEF 的周长的最小值是2.4.析:如图,连接CM∵MP ⊥CD 于点P,MQ ⊥BC 于点Q ∴∠CPM =∠CQM=90°∴四边形ABCD 是矩形∴BC=AD=3,CD=AB=4,∠BCD=90°∴四边形PCQM 是矩形,PQ =CM∴BD =√32+42=5当CM ⊥BD 时,CM 最小,则PQ 最小,此时,S △BCD =1 2BD ·CM=12BC ·CD ∴PQ 的最小值为125.5.析:取线段AC 的中点G,连接EG∵ΔABC 为等边三角形,AD 为△ABC 的对称轴∴CD=CG=1 2AB=3,∠ACD =60° ∵ ∠ECF =60°∴∠FCD =∠ECG在ΔFCD 和ΔECG 中,FC =EC,∠FCD=∠ECG,DC=GC∴ΔFCD ≌AECG ∴DF =GE当EG ⊥AD 时,EG 最短,即DF 最短∵点G 为AC 的中点,EG=DF=1 2CD=32 6.析: 连接CP.∵∠C=90,AC=3,BC =4 ∴AB =√32+42=5∵PE ⊥AC,PF ⊥BC,∠C=90°∴四边形CFPE 是矩形∴EF =CP由垂线段最短可得CP ⊥AB 时,线段EF 的值最小S △ABC=1 2BC ·AC=12AB ·CP ∴1 2×4×3=12×5·CP ∴CP =2.4 7.如图,作点Q 关于直线BD 的对称点Q ´∵BD 平分∠ABC ∴点Q 在BC 上连接PQ ´,则PA+PQ 的最小值即为PA+PQ ´的最小值∴当A 、P 、Q ´三点共线且AQ ´⊥BC 时,PA+PQ 的值最小过点A 作AM ⊥BC 于点M,则PA+PQ 的最小值即为AM 的长∵AB=6,BC=10 ∴AC ²=10²-6²=64 ∴AC=8∵ S △ABC =1 2AM ·BC=1 2AB ·AC ∴AM=AB·AC BC =48 10=4.88.析:连接AD ,与BE 交于点O∵四边形ABDE 是正方形 ∴BE ⊥AD,OD =OA ,点A 与点D 关于直线BE 对称 求PN + AN 的最小值,只需D ,N ,P 在同一条直线上,由于P ,N 分别是AC 和BE 上的动点,过点D 作DP ⊥AC 于P 交BE 于点 N ,此时PN + AN =PN+ND=PD ,由△ABC ≌ △BDF 可知,BF= AC = 9,BC=DF=5,易知四边形DFCP 是矩形,CF=PD=BF+BC=9+5=149.析:如图,连接AD∵△ABC 是边长为4的等边三角形 ∴AB =BC=4,∠ABC=60° ∵△ABC 与△ A ´B ´C ´关于直线l 对称∴A ´B=BC,∠AB ´C ´=60°∴∠CBC ´=60°=∠A ´BD∴△BCD ≌△BA ´D(SAS)∴A ´D=CD ∴CD +AD =AD +A ´D当A 、D 、A ´三点共线时,AD+A ´D 最小,此时CD+AD 最小,最小为4+4=8.10.析:如图,设APC 的CD 边上的高是h.∵S △PCD =1 2S 长形ABCD ,AD=4 ∴1 2·CD ·h =1 4CD ·AD ∴h=12AD=2 ∵动点P 在与CD 平行且与CD 的距离是2的直线l 上连接AC 交直线l 于点P ´∵l//CD,AD=4,四边形ABCD 是长方形 ∴l ⊥AD,l ⊥BC∴直线l 是BC 边的垂直平分线 ∴BP ´=CP ´∴AP ´+BP ´=AP ´+CP ´ ∴ AC 的长是最短距离∴AC=√32+4=5,PA +PB 的最小值为5.11.析:连接BA ´∵AB=√5,BC =4若点A 关于BP 的对称点为A ´ ∴BA ´=BA=√5在△BA ´C 中,A ´C ≥BC-BA ´,即AC ´≥4-√5∴AC ´的最小值为4-√5。
线段最值问题(二)一.利用轴对称求最值轴对称主要用来解决几条线段的和差的最值问题,相关模型比较多,主要包含以下几种类型: 1.如图,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.2.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.3.如图,直线l 和l 同侧两点A 、B ,在直线l 上求作一点P ,使PA PB -最大.4.如图,直线l 和l 异侧两点A 、B ,在直线l 上求作一点P ,使PA PB -最大.lll5.如图,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.6.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.7.如图,点A 是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.l8.如图,点A 是MON 内的一点,在射线OM 上作点P ,使PA 与点P 到射线ON 的距离之和最小.9.造桥选址问题二.利用二次函数求最值利用二次函数求解最值首先需要引入一个未知数作为自变量,然后根据题目中的等量关系用未知数表示出所求解的线段长度、图形面积等,最后根据函数的增减性,并结合自变量的取值范围,求出最值.l 2l 1一.考点:利用轴对称求最值,利用二次函数求最值二.重难点:利用轴对称求最值,利用二次函数求最值三.易错点:1.利用轴对称求解最值时一般情况下都是定点与最值问题,此时直接按照相应模型来求解即可,如果出现有定点也有动点的情况,可以先把动点固定下来,然后利用模型找到最值时的位置,最后再去确定动点的位置;2.利用二次函数求解最值问题时除了明确二次函数的对称轴和开口方向,一定要注意自变量的取值范围,并不是所有的最值都是在顶点取到.题模一:利用轴对称求最值例1.1.1在平面直角坐标系中,点A、B、C的坐标分别为(2,0),(31点D、E的坐标分别为(m),(n)(m、n为非负数),则CE+DE+DB的最小值是__.【答案】 4【解析】如图所示:∵点D、E的坐标分别为(m),(n)(m、n为非负数),∴直线OD的解析式为,直线OE的解析式x,设点C关于直线OE的对称点C′所在直线CC′的解析式为y=﹣+b,把C 的坐标(1故直线CC ′的解析式为y=+联立直线OE 的解析式和直线CC ′的解析式可得x y=⎧⎪⎨⎪-+⎩,解得x=1.5y=2⎧⎪⎨⎪⎩.故交点坐标为(1.5,2), ∴点C ′坐标为(2,0),设点B 关于直线OD 的对称点B ′所在直线BB ′的解析式为y=x +b ′, 把B 的坐标(3,b ′b ′故直线BB ′的解析式为y=x +联立直线OD 的解析式和直线BB ′的解析式可得y=x 3⎧⎪⎨-+⎪⎩解得x=1.5⎧⎪⎨⎪⎩故交点坐标为(1.5∴点B ′坐标为(0,则B ′C ′,即CE +DE +DB 的最小值是4.例1.1.2 已知抛物线21y=x bx 2+经过点A (4,0).设点C (1,﹣3),请在抛物线的对称轴上确定一点D ,使得|AD ﹣CD|的值最大,则D 点的坐标为__. 【答案】 (2,﹣6) 【解析】 ∵抛物线21y=x bx 2+经过点A (4,0), ∴12×42+4b=0, ∴b=﹣2,∴抛物线的解析式为:y=12x 2﹣2x=12(x ﹣2)2﹣2, ∴抛物线的对称轴为:直线x=2, ∵点C (1,﹣3),∴作点C 关于x=2的对称点C ′(3,﹣3), 直线AC ′与x=2的交点即为D ,因为任意取一点D (AC 与对称轴的交点除外)都可以构成一个△ADC .而在三角形中,两边之差小于第三边,即|AD ﹣CD |<AC ′.所以最大值就是在D 是AC ′延长线上的点的时候取到|AD ﹣C ′D |=AC ′.把A ,C ′两点坐标代入,得到过AC ′的直线的解析式即可; 设直线AC ′的解析式为y=kx +b ,∴4k b=03k b=3+⎧⎨+⎩﹣ ,解得:k=3b=12⎧⎨-⎩,∴直线AC′的解析式为y=3x﹣12,当x=2时,y=﹣6,∴D点的坐标为(2,﹣6).例1.1.3如图,∠AOB=45°,∠AOB内有一定点P,且OP=10.在OA上有一动点Q,OB上有一动点R.若△PQR周长最小,则最小周长是()A.10B.C.20D.【答案】B【解析】如图,作点P关于OA的对称点P1,关于OB的对称点P2,连接P1P2与OA、OB分别相交于点Q、R,所以,PQ=P1Q,PR=P2R,所以,△PQR的周长=PQ+QR+PR=P1Q+QR+P2R=P1P2,由两点之间线段最短得,此时△PQR周长最小,连接P1O、P2O,则∠AOP=∠AOP1,OP1=OP,∠BOP=∠BOP2,OP2=OP,所以,OP1=OP2=OP=10,∠P1OP2=2∠AOB=2×45°=90°,所以,△P1OP2为等腰直角三角,所以,P1P21即△PQR最小周长是故选B.例1.1.4如图,在锐角△ABC中,AB=6,∠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()A.B.6C.D.3【答案】C【解析】如图,作BH⊥AC,垂足为H,交AD于M′点,过M′点作M′N′⊥AB,垂足为N′,则BM′+M′N′为所求的最小值.∵AD是∠BAC的平分线,∴M′H=M′N′,∴BH是点B到直线AC的最短距离(垂线段最短),∵AB=6,∠BAC=45°,∴BH=AB•sin45°=6∵BM+MN的最小值是BM′+M′N′=BM′+例1.1.5如图,已知直线a∥b,且a与b之间的距离为4,点A到直线a的距离为2,点B到直线b的距离为3,a上找一点M,在直线b上找一点N,满足MN⊥a且AM+MN+NB 的长度和最短,则此时AM+NB=____A.6B.8C.10D.12【答案】B【解析】作点A关于直线a的对称点A′,并延长AA′,过点B作BE⊥AA′于点E,连接A′B交直线b于点N,过点N作NM⊥直线a,连接AM,∵A到直线a的距离为2,a与b之间的距离为4,∴AA′=MN=4,∴四边形AA′NM是平行四边形,∴AM+NB=A′N+NB=A′B ,过点B 作BE ⊥AA′,交AA′于点E ,易得AE=2+4+3=9,,A′E=2+3=5,在Rt △AEB 中,,在Rt △A′EB 中,. 故选:B .题模二:利用二次函数求最值例1.2.1 如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax 2+bx+2经过点A (﹣1,0)和点B (4,0),且与y 轴交于点C ,点D 的坐标为(2,0),点P (m ,n )是该抛物线上的一个动点,连接CA ,CD ,PD ,PB .(1)求该抛物线的解析式;(2)当△PDB 的面积等于△CAD 的面积时,求点P 的坐标;(3)当m >0,n >0时,过点P 作直线PE ⊥y 轴于点E 交直线BC 于点F ,过点F 作FG ⊥x 轴于点G ,连接EG ,请直接写出随着点P 的运动,线段EG 的最小值. 【答案】 (1)y=﹣12x 2+32x+2 (2)(1,3)、(2,3)、(5,﹣3)或(﹣2,﹣3)(3【解析】 (1)把A (﹣1,0),B (4,0)两点的坐标代入y=ax 2+bx+2中,可得 a-b+2=016a+4b+2=0⎧⎨⎩解得1 a=23 b=2⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩﹣∴抛物线的解析式为:y=﹣12x2+32x+2.(2)∵抛物线的解析式为y=﹣12x2+32x+2,∴点C的坐标是(0,2),∵点A(﹣1,0)、点D(2,0),∴AD=2﹣(﹣1)=3,∴△CAD的面积=132=32⨯⨯,∴△PDB的面积=3,∵点B(4,0)、点D(2,0),∴BD=2,∴|n|=3×2÷2=3,∴n=3或﹣3,①当n=3时,﹣12m2+32m+2=3,解得m=1或m=2,∴点P的坐标是(1,3)或(2,3).②当n=﹣3时,﹣12m2+32m+2=﹣3,解得m=5或m=﹣2,∴点P的坐标是(5,﹣3)或(﹣2,﹣3).综上,可得点P的坐标是(1,3)、(2,3)、(5,﹣3)或(﹣2,﹣3).(3)如图1,设BC所在的直线的解析式是:y=mx+n,∵点C的坐标是(0,2),点B的坐标是(4,0),∴n=24m+n=0⎧⎨⎩解得1 m=2 n=2⎧⎪⎨⎪⎩﹣∴BC所在的直线的解析式是:y=﹣12x+2,∵点P的坐标是(m,n),∴点F的坐标是(4﹣2n,n),∴EG2=(4﹣2n)2+n2=5n2﹣16n+16=5(n﹣85)2+165,∵n>0,∴当n=85时,线段EG即线段EG例1.2.2如图,长方形OABC的OA边在x轴的正半轴上,OC在y轴的正半轴上,抛物线y=ax2+bx经过点B(1,4)和点E(3,0)两点.(1)求抛物线的解析式;(2)若点D在线段OC上,且BD⊥DE,BD=DE,求D点的坐标;(3)在条件(2)下,在抛物线的对称轴上找一点M,使得△BDM的周长为最小,并求△BDM 周长的最小值及此时点M的坐标;(4)在条件(2)下,从B点到E点这段抛物线的图象上,是否存在一个点P,使得△PAD的面积最大?若存在,请求出△PAD面积的最大值及此时P点的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=﹣2x2+6x;(2)D(0,1);(3)M(,);(4)(,).【解析】(1)将点B(1,4),E(3,0)的坐标代入抛物线的解析式得:,解得:,抛物线的解析式为y=﹣2x2+6x.(2)如图1所示;∵BD⊥DE,∴∠BDE=90°.∴∠BDC+∠EDO=90°.又∵∠ODE+∠DEO=90°,∴∠BDC=∠DE0.在△BDC和△DOE中,,∴△BDC≌△DEO.∴OD=AO=1.∴D(0,1).(3)如图2所示:作点B关于抛物线的对称轴的对称点B′,连接B′D交抛物线的对称轴与点M.∵x=﹣=,∴点B′的坐标为(2,4).∵点B与点B′关于x=对称,∴MB=B′M.∴DM+MB=DM+MB′.∴当点D、M、B′在一条直线上时,MD+MB有最小值(即△BMD的周长有最小值).∵由两点间的距离公式可知:BD==,DB′==,∴△BDM的最小值=+.设直线B′D的解析式为y=kx+b.将点D、B′的坐标代入得:,解得:k=,b=1.∴直线DB′的解析式为y=x+1.将x=代入得:y=.∴M(,).(4)如图3所示:过点F作FG⊥x轴,垂足为G.设点F(a,﹣2a2+6a),则OG=a,FG=﹣2a2+6a.∵S梯形D O GF=(OD+FG)•OG=(﹣2a2+6a+1)×a=﹣a3+3a2+a,S△ODA= OD•OA=×1×1=,S△AG F=AG•FG=﹣a3+4a2﹣3a,∴S△FD A=S梯形D O GF﹣S△ODA﹣S△AGF=﹣a2+a﹣.∴当a=时,S△FD A的最大值为.∴点P的坐标为(,).例1.2.3如图,⊙M的圆心M(﹣1,2),⊙M经过坐标原点O,与y轴交于点A,经过点A的一条直线l解析式为:y=﹣12x+4与x轴交于点B,以M为顶点的抛物线经过x轴上点D(2,0)和点C(﹣4,0).(1)求抛物线的解析式;(2)求证:直线l是⊙M的切线;(3)点P为抛物线上一动点,且PE与直线l垂直,垂足为E,PF∥y轴,交直线l于点F,是否存在这样的点P,使△PEF的面积最小?若存在,请求出此时点P的坐标及△PEF面积的最小值;若不存在,请说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)(x+4),将点M的坐标代入得:﹣9a=2,解得:a=﹣29.∴抛物线的解析式为y=﹣29x2﹣49x+169.(2)连接AM,过点M作MG⊥AD,垂足为G.把x =0代入y =﹣12x +4得:y =4,∴A (0,4). 将y =0代入得:0=﹣12x +4,解得x =8,∴B (8,0).∴OA =4,OB =8. ∵M (﹣1,2),A (0,4),∴MG =1,AG =2.∴tan ∠MAG =tan ∠ABO =12. ∴∠MAG =∠ABO .∵∠OAB +∠ABO =90°,∴∠MAG +∠OAB =90°,即∠MAB =90°.∴l 是⊙M 的切线.(3)∵∠PFE +∠FPE =90°,∠FBD +∠PFE =90°,∴∠FPE =∠FBD .∴tan ∠FPE =12.∴PF :PE :EF 2:1.∴△PEF 的面积=12PE •EF =12PF PF =15PF 2. ∴当PF 最小时,△PEF 的面积最小.设点P 的坐标为(x ,﹣29x 2﹣49x +169),则F (x ,﹣12x +4). ∴PF =(﹣12x +4)﹣(﹣29x 2﹣49x +169)=﹣12x +4+29x 2+49x ﹣169=29x 2﹣118x +209=29(x ﹣18)2+7132.∴当x =18时,PF 有最小值,PF 的最小值为7132.∴P (18,5532). ∴△PEF 的面积的最小值为=15×(7132)2=50415120.随练1.1 四边形ABCD 中,∠BAD=130°,∠B=∠D=90°,在BC 、CD 上分别找一点M 、N ,使三角形AMN 周长最小时,则∠AMN+∠ANM 的度数为( )A . 80°B . 90°C . 100°D . 130°【答案】C【解析】延长AB到A′使得BA′=AB,延长AD到A″使得DA″=AD,连接A′A″与BC、CD分别交于点M、N,此时△AMN周长最小,推出∠AMN+∠NM=2(∠A′+∠A″)即可解决.延长AB到A′使得BA′=AB,延长AD到A″使得DA″=AD,连接A′A″与BC、CD分别交于点M、N.∵∠ABC=∠ADC=90°,∴A、A′关于BC对称,A、A″关于CD对称,此时△AMN的周长最小,∵BA=BA′,MB⊥AB,∴MA=MA′,同理:NA=NA″,∴∠A′=′MAB,∠A″=∠NAD,∵∠AMN=∠A′+′MAB=2∠A′,∠ANM=∠A″+∠NAD=2∠A″,∴∠AMN+∠ANM=2(∠A′+∠A″),∵∠BAD=130°,∴∠A′+∠A″=180°﹣∠BAD=50°M∴∠AMN+∠NM=2×50°=100°.故选C.随练1.2如图,在平面直角坐标系中,A点的坐标是123(,),在x,y轴上分(,),B点的坐标是27别有一点P和Q,若有四边形PABQ的周长最短,求周长最短的值.【答案】如图所示:四边形PABQ的周长最短,∵A点的坐标是123(,),(,),B点的坐标是27∴AB123(,),B'-(,),27A'-A B=,故''则四边形PABQ的周长最短的值为:【解析】利用作B点关于y轴对称点B',作A点关于x轴对称点A',进而连接AB'',交y轴于点Q,交x轴于点P,进而利用勾股定理得出答案.随练1.3如图,已知30∠=︒,在OM上有两点A、B分别到ON的距离为2cm和1cm,若在ONMON-的值最大,求P点到O点的距离.上找一点P使PA PB-的值最大,P应在OM上,【答案】因为A、B在OM上,要使PA PB-<,如果P不在OM上,则P、A、B构成三角形,根据三角形的三边关系,PA PB AB所以,P是OM和ON的交点,即O点,所以P到O的距离为0.【解析】根据三角形的三边关系,两边的差小于第三边,可以判定当P点在OM和ON的交点处PA PB-的值最大,从而求得P点到O点的距离.随练1.4小明在学习轴对称的时候,老师留了这样一道思考题:如图,已知在直线l的同侧有A、B两点,请你在直线l上确定一点P,使得PA PB+的值最小.小明通过独立思考,很快得出了解决这个问题的正确方法,他的作法是这样的:①作点A关于直线l的对称点A''.②连结A B',交直线l于点P.则点P为所求.请你参考小明的作法解决下列问题:(1)如图1,在ABC△中,点D、E分别是AB、AC边的中点,6BC=,BC边上的高为4,请你在BC边上确定一点P,使得PDE△的周长最小.①在图1中作出点P .(三角板、刻度尺作图,保留作图痕迹,不写作法)②请直接写出PDE △周长的最小值__________.(2)如图2在矩形ABCD 中,4AB =,6BC =,G 为边AD 的中点,若E 、F 为边AB 上的两个动点,点E 在点F 左侧,且1EF =,当四边形CGEF 的周长最小时,请你在图2中确定点E 、F 的位置.(三角板、刻度尺作图,保留作图痕迹,不写作法),并直接写出四边形CGEF 周长的最小值_____.【答案】 (1)①见解析②8(2)6+【解析】 该题考查的是将军饮马问题.(1)如图1,作D 关于BC 的对称点'D ,由轴对称的性质可知'D P D P =,DPE C DE DP PE ∆=++'DE D P PE =++ 'D E D E ≥+∴当'D 、P 、E 共线时DPE C ∆最小,即P 为'D E 与BC 的交点, …………………………………………………1分此时,由D 、E 分别为AB 、AC 中点,∴DE //BC 且132DE BC ==, 且D 到BC 距离为A 到BC 距离一半,即为2,由轴对称的性质可知'D P D P =,'DD BC ⊥,∴'DD 即为D 到BC 距离两倍,所以'4D D =,∵DE //BC ,'DD BC ⊥∴'DD DE ⊥,在Rt △'DD E 中,'90D DE ∠=︒,由勾股定理'5D E =,∴358DPE C ∆=+=; ……………………………………………………………2分(2)如图2,作G 关于AB 的对称点M ,在CD 上截取1CH =,则CH 和EF 平行且相等,∴四边形CHEF 为平行四边形,∴CF HE =,由轴对称的性质可知GE ME =,CGEF C CG GE EF CF =+++1CG ME EH =+++ 1CG MH ≥++∴当M 、E 、H 共线时CGEF C 最小,连接HM 与AB 的交点即为E ,在EB 上截取1EF =即得F ,……………4分此时3DH =,3DG AG AM ===,∴9DM =,在Rt △DHM 和Rt △DGC 中由勾股定理:MH =5DG = ∴516CGEF C =+++……………………………………………5分随练1.5 在平面直角坐标系中,已知y=﹣12x 2+bx+c (b 、c 为常数)的顶点为P ,等腰直角三角形ABC 的顶点A 的坐标为(0,﹣1),点C 的坐标为(4,3),直角顶点B 在第四象限.(1)如图,若抛物线经过A、B两点,求抛物线的解析式.(2)平移(1)中的抛物线,使顶点P在直线AC上并沿AC后的抛物线与直线AC交于x轴上的同一点.(3)在(2)的情况下,若沿AC方向任意滑动时,设抛物线与直线AC的另一交点为Q,取BC的中点N,试探究NP+BQ是否存在最小值?若存在,求出该最小值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=﹣12x2+2x﹣1;(2)见解析;(3)当B′、Q、F三点共线时,NP+BQ最小,最小值为【解析】(1)∵等腰直角三角形ABC的顶点A的坐标为(0,﹣1),C的坐标为(4,3)∴点B的坐标为(4,﹣1).∵抛物线过A(0,﹣1),B(4,﹣1)两点,∴111641 2cb c=-⎧⎪⎨-⨯++=-⎪⎩,解得:b=2,c=﹣1,∴抛物线的函数表达式为:y=﹣12x2+2x﹣1.(2)如答题图2,设顶点P在直线AC上并沿AC时,到达P′,作P′M∥y轴,PM∥x轴,交于M点,∵点A的坐标为(0,﹣1),点C的坐标为(4,3),∴直线AC的解析式为y=x﹣1,∵直线的斜率为1,∴△P′PM是等腰直角三角形,∵∴P′M=PM=1,∴抛物线向上平移1个单位,向右平移1个单位,∵y=﹣12x2+2x﹣1=﹣12(x﹣2)2+1,∴平移后的抛物线的解析式为y=﹣12(x﹣3)2+2,令y=0,则0=﹣12(x﹣3)2+2,解得x1=1,x=52,∴平移后的抛物线与x轴的交点为(1,0),(5,0),解()213221y xy x⎧=--+⎪⎨⎪=-⎩,得1xy=⎧⎨=⎩或32xy=⎧⎨=⎩∴平移后的抛物线与AC的交点为(1,0),∴平移后的抛物线与直线AC交于x轴上的同一点(1,0).(3)如答图3,取点B关于AC的对称点B′,易得点B′的坐标为(0,3),BQ=B′Q,取AB中点F,连接QF,FN,QB′,易得FN∥PQ,且FN=PQ,∴四边形PQFN为平行四边形.∴NP=FQ.∴.∴当B′、Q、F三点共线时,NP+BQ最小,最小值为随练1.6如图1,已知平行四边形ABCD顶点A的坐标为(2,6),点B在y轴上,且AD∥BC∥x轴,过B,C,D三点的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(2,2),点F(m,6)是线段AD上一动点,直线OF交BC于点E.(1)求抛物线的表达式;(2)设四边形ABEF的面积为S,请求出S与m的函数关系式,并写出自变量m的取值范围;(3)如图2,过点F作FM⊥x轴,垂足为M,交直线AC于P,过点P作PN⊥y轴,垂足为N,连接MN,直线AC分别交x轴,y轴于点H,G,试求线段MN的最小值,并直接写出此时m的值.【答案】(1)y=(x﹣2)2+2=x2﹣x+3;(2)S=m﹣3.(2≤m≤6);(3)m=时,MN最小==【解析】(1)∵过B,C,D三点的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(2,2),∴点C的横坐标为4,BC=4,∵四边形ABCD为平行四边形,∴AD=BC=4,∵A(2,6),∴D(6,6),设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2+2,∵点D在此抛物线上,∴6=a(6﹣2)2+2,∴a=,∴抛物线解析式为y=(x﹣2)2+2=x2﹣x+3,(2)∵AD∥BC∥x轴,且AD,BC间的距离为3,BC,x轴的距离也为3,F(m,6)∴E(,3),∴BE=,∴S=(AF+BE)×3=(m﹣2+)×3=m﹣3∵点F(m,6)是线段AD上,∴2≤m≤6,即:S=m﹣3.(2≤m≤6)(3)∵抛物线解析式为y=x2﹣x+3,∴B(0,3),C(4,3),∵A(2,6),∴直线AC解析式为y=﹣x+9,∵FM⊥x轴,垂足为M,交直线AC于P∴P(m,﹣m+9),(2≤m≤6)∴PN=m,PM=﹣m+9,∵FM⊥x轴,垂足为M,交直线AC于P,过点P作PN⊥y轴,∴∠MPN=90°,∴MN===∵2≤m≤6,∴当m=时,MN最小==作业1如图,∠MON=20°,A、B分别为射线OM、ON上两定点,且OA=2,OB=4,点P、Q分别为射线OM、ON两动点,当P、Q运动时,线段AQ+PQ+PB的最小值是()A.3B.C.2D.【答案】D【解析】作A关于ON的对称点A′,点B关于OM的对称点B′,连接A′B′,交于OM,ON分别为P,Q,连接OA′,OB′,则PB′=PB,AQ=A′Q,OA′=OA=2,OB′=OB=4,∠MOB′=∠NOA′=∠MON=20°,∴AQ+PQ+PB=A′Q+PQ+PB′=A′B′,∠A′OB′=60°,∵cos60°=12,OAOB''=12,∴∠OA′B′=90°,∴∴线段AQ+PQ+PB的最小值是:作业2阅读材料:,如图,建立平面直角坐标系,点P(x,0)是x P与点A(0,1点P与点B(3,2)的距离,所以原代数式的值可以看成线段PA与PB长度之和,它的最小值就是PA+PB的最小值.设点A关于x轴的对称点为A′,则PA=PA′,因此,求PA+PB的最小值,只需求PA′+PB的最小值,而点A′、B间的直线段距离最短,所以PA′+PB的最小值为线段A′B的长度.为此,构造直角三角形A′CB,因为A′C=3,CB=3,所以A′,即原式的最小值为根据以上阅读材料,解答下列问题:(1P(x,0)与点A(1,1)、点B____的距离之和.(填写点B的坐标)(2____.【答案】(1)(2,3)(2)10【解析】(1∴代数式P(x,0)与点A(1,1)、点B(2,3)的距离之和,故答案为(2,3);(2的形式,∴所求代数式的值可以看成平面直角坐标系中点P(x,0)与点A(0,7)、点B(6,1)的距离之和,如图所示:设点A关于x轴的对称点为A′,则PA=PA′,∴PA+PB的最小值,只需求PA′+PB的最小值,而点A′、B间的直线段距离最短,∴PA′+PB的最小值为线段A′B的长度,∵A(0,7),B(6,1)∴A′(0,-7),A′C=6,BC=8,∴,故答案为:10.作业3定义:对于平面直角坐标系xOy中的线段PQ和点M,在△MPQ中,当PQ边上的高为2时,称M为PQ的“等高点”,称此时MP+MQ为PQ的“等高距离”.(1)若P(1,2),Q(4,2).①在点A(1,0),B(52,4),C(0,3)中,PQ的“等高点”是;②若M(t,0)为PQ的“等高点”,求PQ的“等高距离”的最小值及此时t的值.(2)若P(0,0),PQ=2,当PQ的“等高点”在y轴正半轴上且“等高距离”最小时,直接写出点Q的坐标.【答案】(1)A、B(2)见解析(3)Q)或Q()【解析】解:(1)A 、B……………………………………………………………………………2分(2)如图,作点P 关于x 轴的对称点P′,连接P′Q ,P′Q 与x 轴的交点即为“等高点”M ,此时“等高距离”最小,最小值为线段P′Q 的长. ………………………3分∵P (1,2),∴ P′ (1,-2).设直线P′Q 的表达式为y kx b =+,根据题意,有242k b k b +=-⎧⎨+=⎩,解得43103k b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩. ∴直线P′Q 的表达式为41033y x =-.……………4分 当0y =时,解得52x =. 即52t =.………………………………………………………………………5分 根据题意,可知PP′=4,PQ =3, PQ ⊥PP′,∴'5P Q .∴“等高距离”最小值为5.…………………………………………………6分(3)Q)或Q().………………………………8分作业4 如图,已知在平面直角坐标系中,A ,B 两点在x 轴上,线段OA ,OB 的长分别为方程x 2﹣8x+12=0的两个根(OB >OA ),点C 是y 轴上一点,其坐标为(0,﹣3).(1)求A ,B 两点的坐标;(2)求经过A ,B ,C 三点的抛物线的关系式;(3)D是点C关于该抛物线对称轴的对称点,E是该抛物线的顶点,M,N分别是y轴、x轴上的两个动点.①当△CEM是等腰三角形时,请直接写出此时点M的坐标;②以D、E、M、N位顶点的四边形的周长是否有最小值?若有,请求出最小值,并直接写出此时点M,N的坐标;若没有,请说明理由.【答案】(1)A(﹣2,0),B(6,0).(2)y=14(x+2)(x﹣6)=14x2﹣x﹣3.(3)有;①M(03)、(03)、(0,﹣5)或(0,﹣112).②M(0,﹣53)N(107,0)【解析】(1)∵x2﹣8x+12=0,∴(x﹣2)(x﹣6)=0,解得:x1=2,x2=6,∵OB>OA,∴OA=2,OB=6,∴点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(6,0).(2)设抛物线的解析式为:y=a(x+2)(x﹣6)(a≠0),将C(0,﹣3)代入得:﹣3=﹣12a,解得:a=14,∴经过A,B,C三点的抛物线的关系式为:y=14(x+2)(x﹣6)=14x2﹣x﹣3.(3)①依据题意画出图形,如图1所示.设点M的坐标为(0,m),∵抛物线的关系式为y=14x2﹣x﹣3=14(x﹣2)2﹣4,∴点E(2,﹣4),∴CM=|m+3|,.△CEM是等腰三角形分三种情况:当CE=CM,解得:3或m=3,此时点M的坐标为(03)或(03);当CE=ME,解得:m=﹣3(舍去)或m=﹣5,此时点M的坐标为(0,﹣5);当CM=ME时,有,解得:m=﹣112,此时点M的坐标为(0,﹣112).综上可知:当△CEM是等腰三角形时,点M的坐标为(03)、(03)、(0,﹣5)或(0,﹣112).②四边形DEMN有最小值.作点E关于y轴对称的点E′,作点D关于x轴对称的点D′,连接D′E′交x轴于点N,交y 轴于点M,此时以D、E、M、N位顶点的四边形的周长最小,如图2所示.∵点C(0,﹣3),点E(2,﹣4),∴点D(4,﹣3),=∵E、E′关于y轴对称,D、D′关于x轴对称,∴EM=E′M,DN=D′N,点E′(﹣2,﹣4),点D′(4,3),∴EM+MN+DN=D′E′=∴C四边形DEMN.设直线D′E′的解析式为y=kx+b,则有3442k bk b⎧-+⎨-=-+⎩,解得:7653kb⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,∴直线D′E′的解析式为y=76x﹣53.令y=76x﹣53中x=0,则y=﹣53,∴点M(0,﹣53);令y=76x﹣53中y=0,则76x﹣53=0,解得:x=107,∴点N(107,0).故以D、E、M、N,此时点M的坐标为(0,﹣53),点N的坐标为(107,0).作业5已知抛物线y=x2+bx+c与直线y=x+1有两个交点A、B.(1)当AB的中点落在y轴时,求c的取值范围;(2)当,求c的最小值,并写出c取最小值时抛物线的解析式;(3)设点P(t,T)在AB之间的一段抛物线上运动,S(t)表示△PAB的面积.①当y 轴时,求S (t )的最大值,以及此时点P 的坐标; ②当AB=m (正常数)时,S (t )是否仍有最大值,若存在,求出S (t )的最大值以及此时点P 的坐标(t ,T )满足的关系,若不存在说明理由.【答案】 见解析【解析】 此题主要考查了二次函数与一元二次方程的关系,根与系数的关系,根的判别式,函数图象交点及图形面积的求法等知识,综合性强,难度较大.(1)若AB 的中点落在y 轴上,那么A 、B 的横坐标互为相反数,即两个横坐标的和为0;可联立两个函数的解析式,那么A 、B 的横坐标即为所得方程的两根,根据方程有两个不等的实数根及两根的和为0即可求出c 的取值范围;(2)由于直线AB 的斜率为1,当A 、B 两点横坐标差的绝对值为2;联立两个函数的解析式,可得到关于x 的方程,那么A 、B 的横坐标就是方程的两个根,可用韦达定理表示出两根差的绝对值,进而求出b 、c 的关系式,即可得到c 的最小值以及对应的b 的值,由此可确定抛物线的解析式;(3)①在(2)中已经求得了b 、c 的关系式,若抛物线与直线的一个交点在y 轴,那么c=1,可据此求出b 的值;进而可确定抛物线的解析式,过P 作PQ ∥y 轴,交AB 于Q ,可根据抛物线和直线AB 的解析式表示出P 、Q 的纵坐标,进而可求出PQ 的表达式,以PQ 为底,A 、B 横坐标的差的绝对值为高即可求出△PAB 的面积,进而可得出关于S (t )和t 的函数关系式,根据函数的性质即可求出△PAB 的最大面积及对应的P 点坐标;②结合(2)以及(3)①的方法求解即可.(1)由x 2+bx+c=x+1,得x 2+(b-1)x+c-1=0①.设交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2) (x 1<x 2).∵AB 的中点落在y 轴,∴A ,B 两点到y 轴的距离相等,即A ,B 两点的横坐标互为相反数,∴x 1+x 2=0,故210(1)4(1)0b b c ⎧-=⎪⎨⎪=--->⎩V∴c<1;(3分)(2)∵,如图,过A作x轴的平行线,过B作y轴的平行线,它们交于G点,∵直线y=x+1与x轴的夹角为45°,∴△ABG为等腰直角三角形,而,=2,即|x1-x2|=2,∴(x1+x2)2-4x1x2=4,由(1)可知x1+x2=-(b-1),x1x2=c-1.代入上式得:(b-1)2-4(c-1)=4,∴c=14(b-1)2≥0∴c的最小值为0;此时,b=1,c=0,抛物线为y=x2+x;(3)①∵由(2)知c=14(b-1)2成立.又∵抛物线与直线的交点在y轴时,交点的横坐标为0,把x=0代入①,得c-1=0,∴c=1.∴这一交点为(0,1);∴14(b-1)2=1∴b=-1或3;当b=-1时,y=x2-x+1,过P作PQ∥y轴交直线AB于Q,则有:P(t,t2-t+1),Q(t,t+1);∴PQ=t+1-(t2-t+1)=-t2+2t;∴S (t )=122+2t=-(t-1)2+1; 当t=1时,S (t )有最大值,且S (t )最大=1,此时P (1,1);当b=3时,y=x 2+3x+1,同上可求得:S (t )=122-2t=-(t+1)2+1; 当t=-1时,S (t )有最大值,且S (t )最大=1,此时P (-1,-1);故当P 点坐标为(1,1)或(-1,-1)时,S (t )最大,且最大值为1;②同(2)可得:(b-1)2-4(c-1)=m 2,由题意知:c=1,则有:(b-1)2=m 2,即b=1±m ;当b=1+m 时,y=x 2+(1+m )x+1,∴P (t ,t 2+(1+m )t+1),Q (t ,t+1);∴PQ=t+1-[t 2+(1+m )t+1]=-t 2-mt ;∴S (t )=1212(-t 2-mt )(t+2m )2m 3;∴当t=-2m 时,S (t )最大3, 此时P (-12m ,-24m -2m +1); 当b=1-m 时,y=x 2+(1-m )x+1,同上可求得:S (t )m (t-2m )23;∴当t=12m 时,S (t )最大3, 此时P (12m ,34m 2+12m+1);故当P (-12m ,-24m -2m +1)或(12m ,34m 2+12m+1)时,S (t 3.作业6 如图,抛物线y=ax 2﹣2ax+c 过坐标系原点及点B (4,4),交x 轴的另一个点为A .(1)求抛物线的解析式及对称轴;(2)抛物线上找出点C ,使得S △ABO =S △CBO ,求出点C 的坐标;(3)连结BO 交对称轴于点D ,以半径为12作⊙D ,抛物线上一动点P ,过P 作圆的切线交圆于点Q ,使得PQ 最小的点P 有几个?并求出PQ 的最小值.【答案】 (1)故抛物线的解析式为: 21y=x x 2-,对称轴x=﹣1122-⨯=1 (2)点C 的坐标为:C 1(2,0),C 2(2﹣4﹣C 3(2+4+(3)点P 有2个,PQ【解析】 (1)∵抛物线y=ax 2﹣2ax +c 过坐标系原点及点B (4,4),∴c=016a 8a+c=4⎧⎨-⎩, 解得:1a=2c=0⎧⎪⎨⎪⎩, 故抛物线的解析式为:21y=x x 2-, 对称轴x=﹣1122-⨯=1; (2)当y=0,0=12x 2﹣x , 解得:x 1=0,x 2=2,故A (2,0),∵B (4,4),∴直线BO 的解析式为:y=x ,作BO 的平行线y=x ﹣2, 则2y=x 21y=x x 2-⎧⎪⎨-⎪⎩ , 解得:x 1=x 2=2,则y=0,故C 1(2,0)往上平移还可以得到另一直线:y=x +2,组成方程组: 2y=x 21y=x x 2+⎧⎪⎨-⎪⎩, 解得:11x =2y =4⎧-⎪⎨-⎪⎩22x =2y =4⎧+⎪⎨+⎪⎩可得C 2(2﹣4﹣C 3(2+4+综上所述:点C 的坐标为:C 1(2,0),C 2(2﹣4﹣C 3(2+4+(3)∵y=12x 2﹣x=12(x ﹣1)2+1, ∴可得D (1,1),设P (x ,y ),由相切得:DQ ⊥PQ ,则PQ 2=PD 2﹣DQ 2, 故2221(x 1y 14PQ =-+--)()=2217x x 244-+(), 故x=0,2时PQ 最小,故点P 有2个,PQ的最小值为2.作业7 如图1,在平面直径坐标系中,抛物线y=ax 2+bx ﹣2与x 轴交于点A (﹣3,0).B (1,0),与y 轴交于点C(1)直接写出抛物线的函数解析式;(2)以OC 为半径的⊙O 与y 轴的正半轴交于点E ,若弦CD 过AB 的中点M ,试求出DC 的长;(3)将抛物线向上平移32个单位长度(如图2)若动点P (x ,y )在平移后的抛物线上,且点P 在第三象限,请求出△PDE 的面积关于x 的函数关系式,并写出△PDE 面积的最大值.【答案】 (1)抛物线的函数解析式为y=23x 2+43x ﹣2. (2). (3)△PDE 的面积关于x 的函数关系式为S △PDE =﹣2815x ﹣23x+2<x <0),且△PDE 面积的最大值为5324【解析】 (1)由点A 、B 的坐标利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;(2)令抛物线解析式中x=0求出点C 的坐标,根据点A 、B 的坐标即可求出其中点M 的坐标,由此即可得出CM 的长,根据圆中直径对的圆周角为90°即可得出△COM ∽△CDE ,根据相似三角形的性质即可得出OC CM DC CE=,代入数据即可求出DC 的长度; (3)根据平移的性质求出平移后的抛物线的解析式,令其y=0,求出平移后的抛物线与x 轴的交点坐标,由此即可得出点P 横坐标的范围,再过点P 作PP′⊥y 轴于点P′,过点D 作DD′⊥y 轴于点D′,通过分割图形求面积法找出S △PDE 关于x 的函数关系式,利用配方结合而成函数的性质即可得出△PDE 面积的最大值.解:(1)将点A (﹣3,0)、B (1,0)代入y=ax 2+bx ﹣2中,得:093202a b a b =--⎧⎨=+-⎩,解得:2343a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,∴抛物线的函数解析式为y=23x2+43x﹣2.(2)令y=23x2+43x﹣2中x=0,则y=﹣2,∴C(0,﹣2),∴OC=2,CE=4.∵A(﹣3,0),B(1,0),点M为线段AB的中点,∴M(﹣1,0),∴∵CE为⊙O的直径,∴∠CDE=90°,∴△COM∽△CDE,∴OC CM DC CE=,∴.(3)将抛物线向上平移32个单位长度后的解析式为y=23x2+43x﹣2+32=23x2+43x﹣12,令y=23x2+43x﹣12中y=0,即23x2+43x﹣12=0,解得:x1,x2.∵点P在第三象限,x<0.过点P作PP′⊥y轴于点P′,过点D作DD′⊥y轴于点D′,如图所示.(方法一):在Rt△CDE中,,CE=4,∴,sin ∠DCE=DE CE =在Rt △CDD′中,,∠CD′D=90°,∴DD′=CD•sin ∠DCE=85,165, ∴OD′=CD′﹣OC=65, ∴D (﹣85,65),D′(0,65). ∵P (x ,23 x 2+43x ﹣12), ∴P′(0,23 x 2+43x ﹣12). ∴S △PDE =S △DD′E +S梯形DD′P′P ﹣S △EPP′=12DD′•ED′+12(DD′+PP′)•D′P′﹣12PP′•EP′=﹣2815x ﹣23x+2x <0),∵S △PDE =﹣2815x ﹣23x+2=﹣285()158x ++5324<﹣58<0, ∴当x=﹣58时,S △PDE 取最大值,最大值为5324.故:△PDE 的面积关于x 的函数关系式为S △PDE =﹣2815x ﹣23x+2<x <0),且△PDE 面积的最大值为5324.(方法二):在Rt △CDE 中,,CE=4,∴, ∵∠CDE=∠CD′D=90°,∠DCE=∠D′CD , ∴△CDE ∽△CD′D ,∴DD CD CD DE CD CE''==, ∴DD′=85,CD′=165, ∴∴OD′=CD′﹣OC=65, ∴D (﹣85,65),D′(0,65). ∵P (x ,23 x 2+43x ﹣12), ∴P′(0,23 x 2+43x ﹣12). ∴S △PDE =S △DD′E +S梯形DD′P′P ﹣S △EPP′=12DD′•ED′+12(DD′+PP′)•D′P′﹣12PP′•EP′=﹣2815x ﹣23x+2x <0),∵S △PDE =﹣2815x ﹣23x+2=﹣285()158x ++5324<﹣58<0, ∴当x=﹣58时,S △PDE 取最大值,最大值为5324.故:△PDE 的面积关于x 的函数关系式为S △PDE =﹣2815x ﹣23x+2<x <0),且△PDE 面积的最大值为5324.。
利用轴对称求最小值问题1.如图,一位牧童,从A 地出发,赶着牛群到河边饮水,然后再到B 地,问应当怎样选择饮水的地点,才能使牛群所走的路线最短?并说明理由。
2.如图,等腰直角ABC ∆中,°=∠90A ,AC AB =,ABC ∆的面积等于50,点P 在AB 上,点Q 在AC 上, AQ BP =,BC 上有一动点M ,若要使得MQ PM +最小,则该最小值为3.如图,在ABC ∆中,2==BC AC ,°=∠90ACB ,D 是BC 边的中点,E 是AB 边上一动点,则ED EC +的最小值是4.如图,在一条河的两岸有A 、B 两个村庄,现在要在河上建一座小桥,桥的方向与河岸方向垂直,试问:桥建在何处,才能使A 到B 的距离最短?B5.如图,在四边形ABCD 中,°=∠120BAD ,°=∠=∠90D B ,在BC 、CD 上分别找一点M 、N ,当AMN ∆的周长最小时,MAN ∠的度数为( )A .°50B .°55C .°60D .°656.如图所示,α=∠AOB ,AOB ∠内有一定点P ,在AOB ∠的两边上有两个动点Q 、R (均不同于点O ),现在把PQR ∆周长最小时QPR ∠的度数记为β,则α与β7.如图,已知牧马营地在A 处,每天牧马人要赶着马群先到河边饮水,再带到草地吃草,然后回到营地,请你替牧马人设计出最短的放牧路线。
8.在锐角三角形ABC 中,23=BC ,°=∠45ABC ,BD 平分ABC ∠,M 、N 分别是BD 、BC 上的动点,则MN CM +最小值是9.已知ABC ∆是等腰直角三角形,且BC AC =(1)若DEC ∆也是等腰直角三角形,如图①所示,连接AD 、BE ,猜想AD 、BE 之间的数量关系是 ,位置关系是(2)如图②,D 是AC 上一点,BD AE ⊥交BD 的延长线于E ,且BD AE 21=,求证:BD 是ABC ∠的角平分线 (3)在第(2)问的条件下,若F 是AB 上的点,当3==DC AF ,10=AB 时,在直线BE 上找一点P ,使得PF AP +最小,并求出其最小值;(4)在第(2)问的条件下,若M 、N 分别是BD 与BC 上的动点,当10=AB 时,求MN CM +的最小值,并说明理由。
中考数学知识点考点复习指导利用轴对称求最值利用轴对称求最值是高中数学中的一个重要的知识点,也是中考数学中经常考察的内容之一、下面我将从以下几个方面为你详细介绍如何利用轴对称求最值。
1.轴对称性的概念轴对称性是指对于平面上的一个图形,如果沿条直线旋转180度后,旋转后的图形与原图形重合,那么我们就说这个图形具有轴对称性。
轴对称的直线称为轴线。
轴对称的图形的特点是:图形的任意一点关于轴线对称的点也在图形内部。
2.利用轴对称求最值的一般步骤求解最值的一般步骤为:首先明确最值是指最大值还是最小值,然后利用轴对称性把问题转化为一个等价的问题,利用已知条件求解这个等价问题,最后还原到原问题中,得到最值。
3.利用轴对称求最值的具体方法在具体的问题中,可以根据实际的情况,运用合适的方法进行求解。
下面是常见的一些方法:(1)利用轴对称线上的点求最值:对于轴对称的图形,如果可以确定图形上的其中一点关于轴线的对称点是最值点,那么这个最值点的横坐标就可以作为最值的解。
(2)利用轴对称图形的特点求最值:对于具有轴对称性的图形,如果能够找到一些特殊的点,使得这些点关于轴线对称,而且能够确定这些点是最值点,那么这个最值点就可以作为最值的解。
(3)利用轴对称图形的性质求最值:对于轴对称的图形,如果能够利用对称性与其他已知条件建立等式或不等式,然后求解这个等式或不等式的解,就可以得到最值的解。
(4)利用轴对称折线的特点求最值:对于轴对称的折线图,可以利用折线图的性质,比如单调性,交点等,将问题转化为求解折线的最值的问题,然后利用已知条件求解最值。
4.练习题示例为了更好地理解和掌握利用轴对称求最值的方法,我们可以通过一些练习题来加深印象。
下面是一些练习题的示例:(1)求函数y=2x^2-3x+1在区间[-1,2]上的最大值和最小值。
解:首先,求函数的极值点,对应的x值是-1/4、然后,将-1/4代入函数,得到y=-1/8、所以在[-1,2]上,最大值为1,最小值为-1/8(2)求函数y=x^3-3x^2+3x的最大值和最小值。
初中数学最值问题专题5 费马点中的对称模型与最值问题【专题说明】【例题】1、如图,在△ABC 中,△ACB =90°,AB =AC =1,P 是△ABC 内一点,求P A +PB +PC 的最小值.【分析】如图,以AD 为边构造等边△ACD ,连接BD ,BD 的长即为P A +PB +PC 的最小值.至于点P 的位置?这不重要!如何求BD ?考虑到△ABC 和△ACD 都是特殊的三角形,过点D 作DH △BA 交BA 的延长线于H 点,根据勾股定理,222BD BH DH =+即可得出结果.C2、如图,已知矩形ABCD ,AB =4,BC =6,点M 为矩形内一点,点E 为BC 边上任意一点,则MA +MD +ME 的最小值为______.3、如图,P 是AOB ∠内一定点,点M ,N 分别在边OA ,OB 上运动,若30AOB ∠=︒,3OP =,则PMN的周长的最小值为___________.4、如图,点都在双曲线上,点,分别是轴,轴上的动点,则四边形周长的最小值为( )A .B .C .D .5、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.ABCDME6、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P C,P E.当△P CE的面积最大时,连接CD,CB,点K是线段CB的中点,点M是C P上的一点,点N是CD上的一点,求KM+MN+NK的最小值;(3)点G是线段CE的中点,将抛物线y=x2﹣x﹣沿x轴正方向平移得到新抛物线y′,y′经过点D,y′的顶点为点F.在新抛物线y′的对称轴上,是否存在一点Q,使得△FGQ为等腰三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.7、已知,如图,二次函数()2230y ax ax a a =+-≠图象的顶点为H ,与x 轴交于A 、B 两点(B 点在A点右侧),点H 、B 关于直线l :y x =+对称.(1)求A 、B 两点的坐标,并证明点A 在直线l 上; (2)求二次函数解析式;(3)过点B 作直线//BK AH 交直线l 于K 点,M 、N 分别为直线AH 和直线l 上的两个动点,连结HN 、NM 、MK ,求HN +NM +MK 的最小值.专题5 费马点中的对称模型与最值问题 答案【专题说明】【例题】1、如图,在△ABC 中,△ACB =90°,AB =AC =1,P 是△ABC 内一点,求P A +PB +PC 的最小值.【分析】如图,以AD 为边构造等边△ACD ,连接BD ,BD 的长即为P A +PB +PC 的最小值.至于点P 的位置?这不重要!如何求BD ?考虑到△ABC 和△ACD 都是特殊的三角形,过点D 作DH △BA 交BA 的延长线于H 点,根据勾股定理,222BD BH DH =+即可得出结果.C2、如图,已知矩形ABCD ,AB =4,BC =6,点M 为矩形内一点,点E 为BC 边上任意一点,则MA +MD +ME 的最小值为______.【分析】依然构造60°旋转,将三条折线段转化为一条直线段. 分别以AD 、AM 为边构造等边△ADF 、等边△AMG ,连接FG ,易证△AMD △△AGF ,△MD =GF △ME +MA +MD =ME +EG +GF过F 作FH △BC 交BC 于H 点,线段FH 的长即为所求的最小值.ABCDMEHFGE MDCBA3、如图,P 是AOB ∠内一定点,点M ,N 分别在边OA ,OB 上运动,若30AOB ∠=︒,3OP =,则PMN 的周长的最小值为___________.【解析】如图,作P 关于OA ,OB 的对称点C ,D .连接OC ,OD .则当M ,N 是CD 与OA ,OB 的交点时,△P MN 的周长最短,最短的值是CD 的长.△点P 关于OA 的对称点为C , △P M =CM ,O P=OC ,△COA =△P OA ; △点P 关于OB 的对称点为D , △P N =DN ,O P=OD ,△DOB =△P OB ,△OC =OD =O P=3,△COD =△COA +△P OA +△P OB +△DOB =2△P OA +2△P OB =2△AOB =60°, △△COD 是等边三角形, △CD =OC =OD =3.△△P MN 的周长的最小值=P M +MN +P N =CM +MN +DN ≥CD =3.4、如图,点都在双曲线上,点,分别是轴,轴上的动点,则四边形周长的最小值为()A.B.C.D.【解析】分别把点A(a,3)、B(b,1)代入双曲线y=得:a=1,b=3,则点A的坐标为(1,3)、B点坐标为(3,1),作A点关于y轴的对称点P,B点关于x轴的对称点Q,所以点P坐标为(﹣1,3),Q点坐标为(3,﹣1),连结P Q分别交x轴、y轴于C点、D点,此时四边形ABCD的周长最小,四边形ABCD周长=DA+DC+CB+AB=D P+DC+CQ+AB=P Q+AB==4+2=6,故选B.5、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.【解析】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1PMPM =,2PN P N =,1212PMN PM MN P N PP ∴∆=++=,且1AOP AOP ∠=∠,2BOP BOP ∠=∠,12260POP AOB ∠=∠=︒,128OP OP OP ===,12PP O ∆为等边三角形,1218PP OP ==即PMN ∆周长的最小值为8.6、如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =x 2﹣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P C ,P E .当△P CE 的面积最大时,连接CD ,CB ,点K是线段CB的中点,点M是C P上的一点,点N是CD上的一点,求KM+MN+NK的最小值;(3)点G是线段CE的中点,将抛物线y=x2﹣x﹣沿x轴正方向平移得到新抛物线y′,y′经过点D,y′的顶点为点F.在新抛物线y′的对称轴上,是否存在一点Q,使得△FGQ为等腰三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【解析】(1)△y=x2﹣x﹣,△y=(x+1)(x﹣3).△A(﹣1,0),B(3,0).当x=4时,y=.△E(4,).设直线AE的解析式为y=kx+b,将点A和点E的坐标代入得:,解得:k=,b=.△直线AE的解析式为y=x+.(2)设直线CE的解析式为y=mx﹣,将点E的坐标代入得:4m﹣=,解得:m=.△直线CE的解析式为y=x﹣.过点P作P F△y轴,交CE与点F.设点P的坐标为(x,x2﹣x﹣),则点F(x,x﹣),则F P=(x﹣)﹣(x2﹣x﹣)=x2+x.△△E P C的面积=×(x2+x)×4=﹣x2+x.△当x=2时,△E P C的面积最大.△P(2,﹣).如图2所示:作点K关于CD和C P的对称点G、H,连接G、H交CD和C P与N、M.△K是CB的中点,△k(,﹣).△点H与点K关于C P对称,△点H的坐标为(,﹣).△点G与点K关于CD对称,△点G(0,0).△KM+MN+NK=MH+MN+GN.当点O、N、M、H在条直线上时,KM+MN+NK有最小值,最小值=GH.△GH==3.△KM+MN+NK的最小值为3.(3)如图3所示:△y ′经过点D ,y ′的顶点为点F ,△点F (3,﹣).△点G 为CE 的中点,△G (2,).△FG =.△当FG =FQ 时,点Q (3,),Q ′(3,).当GF =GQ 时,点F 与点Q ″关于y =对称,△点Q ″(3,2).当QG =QF 时,设点Q 1的坐标为(3,a ).由两点间的距离公式可知:a +=,解得:a =﹣.△点Q 1的坐标为(3,﹣).综上所述,点Q 的坐标为(3,),Q ′(3,)或(3,2)或(3,﹣). 7、已知,如图,二次函数()2230y ax ax a a =+-≠图象的顶点为H ,与x 轴交于A 、B 两点(B 点在A=+对称.点右侧),点H、B关于直线l:y x(1)求A、B两点的坐标,并证明点A在直线l上;(2)求二次函数解析式;BK AH交直线l于K点,M、N分别为直线AH和直线l上的两个动点,连结HN、NM、(3)过点B作直线//MK,求HN+NM+MK的最小值.【解析】(1)依题意,得ax2+2ax−3a=0(a≠0),两边都除以a得x2+2x−3=0,解得x1=−3,x2=1,△B点在A点右侧,△A点坐标为(−3,0),B点坐标为(1,0),答:A.B两点坐标分别是(−3,0),(1,0).证明:△直线l:y x+-=,△点A在直线l上.当x=−3时,y(3)0(2)△点H、B关于过A点的直线l:y x+对称,△AH=AB=4,过顶点H作HC△AB交AB于C点,则AC=12,2AB HC==△顶点H(1,-,代入二次函数解析式,解得a=,△二次函数解析式为2y x=,答:二次函数解析式为2y x=+.(3)直线AH的解析式为y=+,直线BK的解析式为y=-y xy⎧=⎪⎨⎪=-⎩,解得3xy=⎧⎪⎨=⎪⎩K),则BK=4,△点H、B关于直线AK对称,K,△HN+MN的最小值是MB,过K作KD△x轴于D,作点K关于直线AH的对称点Q,连接QK,交直线AH于E,则QM=MK,QE=EKAE△QK,△根据两点之间线段最短得出BM+MK的最小值是BQ,即BQ的长是HN+NM+MK的最小值,△BK△AH,△△BKQ=△HEQ=90△,由勾股定理得QB8==△HN+NM+MK的最小值为8,。
图(6)
C
B
图(5
)
C
B
一、课本原型:
如图(1)所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区A 、B 提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使从A ,B 到它的距离之和最短?
解:如图(2)①,只要画出A 点关于直线L 的对称点C ,连结BC 交直线L 于P ,则P 点就是所求。
这时PA+PB=PC+PB 为最小,(因为两点之间线段最短)。
证明:如图(2)②,在L 上任取一点P 1,连结P 1A ,P 1B ,P 1C ,
因为P 1A+P 1B=P 1C+P 1B >BC=PA+PB 。
这是根据三角形两边之和大于第三边,所以结论
成立。
二、应用和延伸: 例1、(七年级作业本题)如图(3),
∠AOB 内有一点P ,在OA 和OB 边上分别找出M 、N ,使ΔPMN 的周长最小。
解:如图(4),只要画出P 点关于OB 、OA 的对称点P 1,P 2 ,
连结P 1、P 2交OB 、OA 于M 、N ,
此时ΔPMN 的周长PM+PN+MN =P 1P 2为最小。
(证明略)
例2、如图,A 到直线L 的距离AC =3千米,B 到直线L 的距离BD =1千米,并且CD =4千米,在直线L 上找一点P ,使PA+PB 的值最小。
求这个最小值。
解:如图所示,只要过A 1点画直线L 的平行线与BD 的延长线交于H ,
在Rt △A 1BH 中,A 1H=4千米,BH=4千米,用勾股定理求得A 1B 的长度为42千米。
三、迁移和拓展:
例3、(温州2003年中考题)如图(5),在菱形ABCD 中,AB=4a,E 在BC 上,EC=2a ,∠
BAD=1200
,点P 在BD 上,则PE+PC (A ) 6a , (B) 5a , (C)4a (D)23a 。
解:如图(6),因为菱形是轴对称图形,所以BC 中点E 关于对角线BD 的对称点E 一定
落在AB 的中点E 1,只要连结CE 1,CE 1即为PC+PE 的最小值。
这时三角形CBE 1是含有300
角
的直角三角形,PC+PE=CE 1
=23a 。
所以选(D )。
②
l
街道
图(1)
B
A
街道
图(3
)
例4、如图(7), 在直角坐标系XOY 中,X 轴上的动点M (X ,0)到定点P (5,5)和到Q (2,1)的距离分别为MP 和MQ ,那么当MP+MQ 取最小值时,点M 的横坐标X=_ ___.(你能求出当MP-MQ 最大时点M 的横坐标X= ?)
Q 关于X 轴的对称点Q 1(2,-1),连结PQ 1 交X 于点M ,则M 点即为所求。
点M 的横坐标只要先求出经过PQ 1两点的直线的解析式,(y=2x-5),令y=0,求得x=5/2。
(也可以用勾股定理和相似三角形求出答案。