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文檔簡介
專題31最值模型之將軍飲馬模型
“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”,這是唐代詩人李頑《古從軍行》里的一句詩,由此卻引申出一系
列非常有趣的數學問題,通常稱為“將軍飲馬”。
將軍飲馬問題從本質上來看是由軸對稱衍生而來,同時還需掌握平移型將軍飲馬(即將軍遛馬、造橋
或過橋),主要考查轉化與化歸等的數學思想。在各類考試中都以中高檔題為主,本專題就特殊的平行四邊
形背景下的將軍飲馬問題進行梳理及對應試題分析,方便掌握。
目錄導航]
例題講模型]
........................................................................................................................................................1
模型1.將軍飲馬模型(雙線段和的最小值)....................................................1
模型2.將軍飲馬模型(雙線段差的最大值)...................................................3
模型3.將軍飲馬模型(多線段和的最值)......................................................5
習題練模型
.........................................................................................................................................................7
例題講模型1
模型1.將軍飲馬模型(雙線段和的最小值)
模型解讀
條件:A,5為定點,機為定直線,P為直線機上的一個動點,求AP+5P的最小值。
模型(D點4、3在直線機兩側:模型(2)點A、5在直線同側:
A
A*
?-------------------------?m
B
B■m
模型證明
模型(1)點A、3在直線機兩側:模型(2)點A、3在直線同側:
A'
圖⑴圖(2)
模型(1):如圖(1),連結AB,根據兩點之間線段最短,AP+BP的最小值即為:線段A8的長度。
模型(2):如圖(2),作點A關于定直線機的對稱點連結/區根據兩點之間線段最短,AP+BP的最小
值即為:線段/‘2的長度。
模型運用
例1.(2024.陜西西安?一模)如圖,在四邊形ABCD中,AD//BC,AB=BC=4,AD=8,AG=2,ZABC=90°,
E是邊CO上的一動點,尸為AE的中點,則AF+GV的最小值為.
例2.(2024?四川廣安?中考真題)如圖,在YABCD中,AB=4,AD=5,NABC=30。,點M為直線5c上
一動點,則M4+A?的最小值為.
例3.(2024?廣東?二模)如圖,菱形ABCD的一條對角線AC=4A/L2918=60。,尸是對角線AC上的一
個動點,E,尸分別為邊ZM,0c的中點,則PE+Pb的最小值是()
A.2B.273C.4D.4A/3
例4.(2024?河南洛陽?模擬預測)如圖,在扇形BOC中,ZBOC=60°,平分/30C交于點。,點E
為半徑08上一動點.若陰影部分周長的最小值為2忘+三,則扇形的半徑03的長為
模型2.將軍飲馬模型(雙線段差的最大值)
模型解讀
條件:A,B為定點,機為定直線,尸為直線/上的一個動點,求HPdPI的最大值。
模型(1):點A、5在直線機同側:模型(2):點4、5在直線機異側:
模型證明
模型(1):如圖(1),延長A8交直線小于點P,當A、B、P不共線時,根據三角形三邊關系,有:\P'A-P'B\
<AB,當A、B、P共線時,^\PA-PB\=AB,i^\B\-PB\<AB,即|AP-BP|的最大值即為:線段AB的長度。
模型(2):如圖(2),作點B作關于直線m的對稱點夕,連接48,交直線m于點P,此時PB=PB1
當A、B、P不共線時,根據三角形三邊關系,有:
當A、B、P共線時,有陷-尸8|=|必-尸21=/夕,故附-PBIS4夕,即IAP-2PI的最大值即為:線段的長度。
模型運用
例1.(2024?河南南陽.一模)如圖,已知AABC為等腰直角三角形,AC=BC=6,NBCD=15°,P為直線
CO上的動點,則|E4—PB|的最大值為.
例2.(2024?陜西渭南?二模)如圖,在菱形ABCQ中,E為42邊中點,而點F在。C邊上,尸為對角線AC
所在直線上一動點,已知AB=8,DF=2,且NABC=60。,則|尸尸-尸目的最大值為.
例3.(23-24八年級下?山東聊城?期中)如圖,在正方形ABCD中,AB=8,AC與8。交于點。,N是AO
的中點,點〃在BC邊上,且BM=6.尸為對角線8£>上一點,則PM-PN的最大值為.
模型3.將軍飲馬(多線段和的最值模型)
模型解讀
模型(1):兩定點+兩動點
條件:A,B為定點,在直線機、”上分別找兩點P、Q,使協+尸。+。8最小。
兩個點都在直線外側(圖1-1);內外側各一點01-2);兩個點都在內側(圖1-3)
B
圖1-1圖1-1圖2
模型(2):一定點+兩動點
條件:如圖2,A為定點,在直線機、〃上分別找兩點P、Q,使三角形AP。的周長(AP+PQ+Q4)最小。
模型證明
圖1-1圖1-1圖1-1圖2
模型(1-1)(兩點都在直線外側型)
如圖(1-1),連結根據兩點之間線段最短,B4+PQ+QB的最小值即為:線段的長度。
模型(1-2)(直線內外側各一點型)
如圖(1-2),作點B關于定直線n的對稱點3;連結根據對稱得至I]:故必+2。+。8=以+尸。+。氏,
根據兩點之間線段最短,出+尸。+。2的最小值即為:線段/夕的長度。
模型(1-3)(兩點都在直線內側型)
如圖(1-3),作點B關于定直線〃的對稱點2;作點A關于定直線機的對稱點連結
根據對稱得至lj:QB=QB,,PA=PA',?PA+PQ+QB^PA'+PQ+QB",
根據兩點之間線段最短,融+尸。+。8的最小值即為:線段才夕的長度。
模型(2);如圖(2),作點A分別關于定直線機、〃的對稱點/'、N”,連結/'8,
根據對稱得至U:QA=QA',PA=PA",PA+PQ+QA=PA,,+PQ+QA',
再利用“兩點之間線段最短”,得到B4+PQ+QA的最小值即為:線段N'A”的長度。
模型運用
例1.(2023?四川廣元?一模)如圖,已知正方形ABCD邊長為3,點E在邊上且鹿=1,點P,。分別
是邊BC,8的動點(均不與頂點重合),當四邊形AEPQ的周長取最小值時,四邊形AEPQ的面積是()
D9
A.-D
42-I
例2.(2022?山東泰安?中考真題)如圖,ZAO5=30。,點加、N分別在邊OA、02上,且OM=3,ON=5,
點尸、。分別在邊03、Q4上,則MP+R2+QN的最小值是(
C.734-2D.735-2
例3.(23-24九年級上?陜西漢中?期中)(1)如圖①,在Rt^ABC中,ZB=90°,AB=3,BC=4.若點尸
是邊AC上一點.則8尸的最小值為.(2)如圖②,在RtZiA5c中,?B90?,AB=BC=2,點E是
3C的中點.若點P是邊AC上一點,求PB+PE的最小值.(3)公園內有一條四邊形ABCD型環湖路,如
圖③.若40=2000米,CD=1000米,ZA=60°,ZB=90°,ZC=150°.為滿足市民健身需求,現要修一
條由CE,EF,FC連接而成的步行景觀道,其中點E,尸分別在邊AB,AD上.為了節省成本,要使所修
的這條步行景觀道最短,即CE+砂+FC的值最小,求此時3E,小的長.(路面寬度忽略不計)
圖①圖②
習題練模型]
1.(2024?河南周口?一模)如圖,正方形ABCD中,點N分別為AB,BC上的動點,B.AM=BN,DM,
AN交于點E,點、F為AB的中點,點P為BC上一個動點,連接PE,PF.若AB=4,則PE+尸尸的
最小值為()
9
A.V10-1B.2A/10-2C.5D.
2
2.(2024.山東泰安?二模)如圖,在矩形ABCD中,AB=6,相>=5,點E是AD邊的點,ED=3,點、F是
線段CO上一點,連接E尸,以E尸為直角邊作等腰直角EFG,FG為斜邊,連接AG,則AG+EG的最小
值為()
D.3小
3.(2022.內蒙古赤峰.統考中考真題)如圖,菱形ABCD,點A、B、C、。均在坐標軸上,ZABC=120°,
點A(-3,0),點E是。的中點,點尸是0c上的一動點,則尸D+PE的最小值是()
A.3B.5C.2A/2D.173
4.(2023?遼寧盤錦?統考中考真題)如圖,四邊形ABCD是矩形,=AD=4插,點尸是邊上
一點(不與點4。重合),連接PBPC.點、M,N分別是PBPC的中點,連接MN,AM,DN,點、E
在邊AD上,ME//DN,則AM+ME的最小值是()
A.2?B.3C.372D.472
5.(2023?安徽?統考中考真題)如圖,E是線段上一點,VADE和3CE是位于直線48同側的兩個等邊
三角形,點P1分別是COAB的中點.若AB=4,則下列結論簿誤的是()
A.R4+PB的最小值為3君B.PE+尸口的最小值為2退
C._CDE周長的最小值為6D.四邊形ABCD面積的最小值為3g
6.(2023?廣東廣州?統考中考真題)如圖,正方形ABCD的邊長為4,點E在邊3c上,且3E=1,尸為對角
線上一動點,連接CF,EF,則CF+EF的最小值為
7.(2024.陜西寶雞.二模)如圖,點0是矩形ABCD的對稱中心,點尸,。分別在邊AD,BC上,且尸。經
過點。,AB=6,AP=3,BC=8,點E是邊A3上一動點.貝憶回。周長的最小值為
8.(2024?陜西渭南?二模)如圖,在四邊形AC3。中,ZBAC=ZBAD=60°,ZACB=ZADB=90°,BC=6,
連接8、A3交于點。,點E為48上一動點,連接CE,點尸為CE的中點,連接。尸、DP,則OP+OP的
最小值為.
9.(2024.陜西商洛.三模)如圖,點。為正方形ABCD的對稱中心,點E為AD邊上的動點,連接OE,作
交于點尸,連接EF,尸為EP的中點,G為邊CD上一點,且CD=4CG=8,連接以,PG,
則R4+PG的最小值為.
10.(2023?江蘇南通?模擬預測)如圖,R△ABC中,ZC=90°,AC=8,BC=6,/為Rt^ABC的內心,
若M、N分別是斜邊和直角邊AC上的動點,連接的、MN,則加的最小值為.
11.(2024?海南?三模)如圖,矩形ABC。中,AB=2,3C=4,尸、。分別是直線BC、AB上的兩個動點,
AE^l,△AEQ沿E。翻折形成一在。,連接PnPD,則EF=,PR+PD的最小值是.
12.(2024?陜西咸陽?模擬預測)如圖,在YA5co中,連接AC,ZD=ZCAD,AB的垂直平分線交A8于
E,交AC于EP是線段E廠上一動點,點0為3c的中點.若BC=4,YABCD的面積是24,則依+尸。
的最小值為.
13.(2024?山東淄博?一模)如圖,線段AC與相交于點E,保持ZBEC=60°,已知AC=3,BD=2,則AD+BC
的最小值是.
14.(2023?黑龍江綏化?統考中考真題)如圖,一ABC是邊長為6的等邊三角形,點E為高8。上的動點.連
接CE,將CE繞點C順時針旋轉60。得到CP.連接AF,EF,DF,則一CD尸周長的最小值是.
15.(2023上?江蘇常州?九年級??茧A段練習)如圖,8是的直徑,點A是半圓上的三等分點,B是弧
AD的中點,尸點為直線8上的一個動點,當CD=4時,AP+5尸的最小值為.
16.(2023?湖北黃岡???寄M預測)如圖,在菱形A8CD中,ZA=60°,A8=6,點£為A3的中點,點廠
在8上,且CF=2,點G為直線3D上一動點,|Gb-GE|的最大值是.
17.(2023?陜西西安?校考模擬預測)如圖,四邊形A8CD中,AB//CD,ZABC=9Q°,AB=5,BC=4,
CD=3,點尸為直線BC左側平面上一點,BCP的面積為2,貝I」叢-尸。的最大值為.
18.(2024?陜西榆林?二模)【問題提出】(1)如圖1,在四邊形ABCD中,AD//BC,AD=8,3c=15,
點E為AD的中點,點F為8c上一點,連接EFEF//CD,則叱的長為;
【問題探究】(2)如圖2,菱形ABCD的邊長為8,且NABC=60。,E是以)的中點,尸為對角線AC上一
動點,連接。AEF,求/歷周長的最小值;
【問題解決】(3)某校為了開展勞動教育,開辟出一塊四邊形空地,其平面示意圖如圖3中四邊形A8CD所
示,經測量,BC=24米,CZ)=16米,NBCD=90°,并沿著對角線BD修建一條隔墻(厚度不計)將該空
地分成和△BCD兩個區域,其中區域為幼苗培育區,△BCD區域為作物觀察區,的中點
P處有一扇門,現計劃在3C上取點E、尸(點E在點尸左側),并沿E尸修建一面結果記錄墻(厚度不計),
根據規劃要求,E尸=5米,且PE與。尸的長度之和最小,請問PE+D歹的值是否存在最小值?若存在,求
出尸E+OR的最小值;若不存在,請說明理由.
圖2
19.(23-24九年級上?河南周口?期末)唐朝詩人李頑的詩《古從軍行》開頭兩句說:“白日登山望烽火,黃
昏飲馬傍交河.”詩中隱含著一個有趣的數學問題一將軍飲馬問題:
如圖1所示,詩中將軍在觀望烽火之后從山腳下的A點出發,走到河旁邊的P點飲馬后再到8點宿營.請
問怎樣走才能使總的路程最短?
作法如下:如圖1,從8出發向河岸引垂線,垂足為。,在3。的延長線上,取8關于河岸的對稱點連
接與河岸線相交于P,則P點就是飲馬的地方,將軍只要從A出發,沿直線走到尸,飲馬之后,再由
P沿直線走到B,所走的路程就是最短的.
(1)觀察發現如圖2,在等腰梯形ABCD中,AB=CD=AD^2,ZD=120°,點E、歹是底邊AD與的中
點,連接EF,在線段EF上找一點P,使3P+AP最短.
作點8關于的對稱點,恰好與點C重合,連接AC交EF于一點,則這點就是所求的點尸,故3P+好的
最小值為.
(2)實踐運用如圖3,已知.。的直徑肱V=l,點A在圓上,且/4W的度數為30。,點8是弧4V的中點,
點尸在直徑上運動,求BP+AP的最小值.
(3)拓展遷移如圖,已知拋物線丁=62+陵+。(。彳0)的對稱軸為x=l,且拋物線經過A(-l,0)、C(0,-3)兩
點,與x軸交于另一點3.①求這條拋物線所對應的函數關系式;②在拋物線的對稱軸直線x=l上找到一點
M,使"。0周長最小,請求出此時點M■的坐標與△ACM周長最小值.
20.(2024?甘肅蘭州?模擬預測)如圖,一次函數y=x+8的圖象與反比例函數>=§(尤<0)的圖象交于A(a,6),
8兩點.(1)求此反比例函數的表達式及點B的坐標;
(2)在y軸上存在點尸,使得AP+3尸的值最小,求AP+3尸的最小值.
21.(2023?山東棗莊?統考中考真題)如圖,拋物線>=-/+法+。經過A(T0),C(0,3)兩點,并交無軸于另
一點8,點M是拋物線的頂點,直線AM與軸交于點。.
備用圖
(1)求該拋物線的表達式;(2)若點H是x軸上一動點,分別連接MH,DH,求+的最小值;
22.(2023?陜西西安?九年級校考階段練習)【問題提出】
⑴如圖1,4403=45。,在—AC?內部有一點P,M、N分別是Q4、05上的動點,分別作點尸關于邊。4、
的對稱點匕P2,連接巴與。4、。3相交于M、N,貝ij此時」/MN的周長最小,且順次連接0,R,
乙后。片舄的形狀是等腰直角三角形.理由如下:
???點尸關于邊。4、。8的對稱點分別為£,舄,
OP=OPl=OP2,ZA0P=ZA0Pl,ABOP=ABOP,,PM=PXM,PN=P2N
:.JPMN=PM+尸N+MN=+肱V=即PMN周長的的最小值為々鳥
???ZAOB=45°,二^OP2=2(ZAOP+/BOP)=90。;...。[鳥是等腰直角三角形.
學以致用:若ZAOB=30。,在NAO3內部有一點P,分別作點P關于邊Q4、。8的對稱點A,鳥,順次連
接0,P、,鳥,則。片鳥的形狀是_________三角形.
(2)【問題探究】如圖2,在&ABC中,AB=AC,ZBAC=3Q°,點。是3c的中點,若4。=/?,請用含有
/?的代數式表示,ABC的面積.(3)【問題解決】如圖3,在四邊形ABC。內有一點P,點尸到頂點8的距離
為10,ZABC=60°,點M、N分別是AB、3c邊上的動點,順次連接尸、M.N,使PMN在周長最小的
情況下,面積最大,問:是否存在使一PMN在周長最小的條件下,面積最大這種情況?若存在,請求出一尸
的面積的最大值;若不存在,請說明理由.
專題31最值模型之將軍飲馬模型
“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”,這是唐代詩人李頑《古從軍行》里的一句詩,由此卻引申出一系
列非常有趣的數學問題,通常稱為“將軍飲馬”。
將軍飲馬問題從本質上來看是由軸對稱衍生而來,同時還需掌握平移型將軍飲馬(即將軍遛馬、造橋
或過橋),主要考查轉化與化歸等的數學思想。在各類考試中都以中高檔題為主,本專題就特殊的平行四邊
形背景下的將軍飲馬問題進行梳理及對應試題分析,方便掌握。
目錄導航]
例題講模型]
........................................................................................................................................................1
模型1.將軍飲馬模型(雙線段和的最小值)....................................................1
模型2.將軍飲馬模型(雙線段差的最大值)...................................................3
模型3.將軍飲馬模型(多線段和的最值)......................................................5
習題練模型
.........................................................................................................................................................7
例題講模型1
模型1.將軍飲馬模型(雙線段和的最小值)
模型解讀
條件:A,5為定點,機為定直線,P為直線機上的一個動點,求AP+5P的最小值。
模型(D點4、3在直線機兩側:模型(2)點A、5在直線同側:
A
A*
?-------------------------?m
B
B■m
模型證明
模型(1)點A、3在直線機兩側:模型(2)點A、3在直線同側:
A'
圖⑴圖(2)
模型(1):如圖(1),連結AB,根據兩點之間線段最短,AP+BP的最小值即為:線段A8的長度。
模型(2):如圖(2),作點A關于定直線機的對稱點連結/區根據兩點之間線段最短,AP+BP的最小
值即為:線段/‘2的長度。
模型運用
例1.(2024.陜西西安?一模)如圖,在四邊形ABCD中,AD//BC,AB=BC=4,AD=8,AG=2,ZABC=90°,
E是邊CO上的一動點,尸為AE的中點,則AF+GV的最小值為.
【答案】275
【分析】本題考查軸對稱中最短路線問題,正方形的判定,勾股定理,靈活運用將軍飲馬模型是解題的關
鍵.取AO的中點女連接即7,CH,CG,CF,證明出廠點就是3"與AE的交點,四邊形3C"。是平行
四邊形,四邊形ABCH是正方形,利用將軍飲馬模型得到CG是AF+GF的最小值,再在RtaCG”中,利
用勾股定理求出CG即可.
【詳解】取AD的中點”連接
BC=4,AD=S,:.AH=HD=BC=4,
AD//BC,,四邊形BCD”是平行四邊形,,9〃CD,且點H為AD的中點,
Ap4H1
.?.受=笠=:,二8〃與AE的交點就是4E的中點尸,連接CH,
AEAD2
AD//BC,AH=BC,四邊形ABC”是平行四邊形,
AB=BC=4,NABC=90。.?.四邊形是正方形,C關于8H對稱,
連接CP,CG,則AB=CF,AAF+GF=CF+GF>CG,即AP+GF的最小值為CG的長,
在Rt"G〃中,CH=AB=4,GH=AH-AG=3-2=2,
由勾股定理,得CG=dCH4+GH?=收+2?=2宕,故答案為:2石.
例2.(2024?四川廣安?中考真題)如圖,在YABCD中,AB=4,AD=5,NABC=30。,點M為直線8C上
一動點,則M4+A?的最小值為.
【答案】V41
【分析】如圖,作A關于直線BC的對稱點A,連接交BC于■,則=AHLBC,AM'=AM',
當重合時,MA+MD最小,最小值為AD,再進一步結合勾股定理求解即可.
【詳解】解:如圖,作A關于直線3c的對稱點A,連接AO交BC于財,則=AH±BC,
AAT=AM',.?.當重合時,M4+MD最小,最小值為AO,
A'
?:AB=4,ZABC=30°,在YABCZ)中,/.AH=^AB=2,AD//BC,:.AA^2AH=4,AALAD,
AD=5,=A/42+52=741>故答案為:"T
【點睛】此題考查了平行四邊形的性質,勾股定理,軸對稱的性質,求最小值問題,正確理解各性質及掌
握各知識點是解題的關鍵.
例3.(2024?廣東?二模)如圖,菱形A5CD的一條對角線AC=46,ZZMB=60°,尸是對角線AC上的一
個動點,E,尸分別為邊D4,DC的中點,則尸E+尸尸的最小值是()
DF
£
A.2B.273C.4D.46
【答案】C
【分析】作點E關于直線AC的對稱點G,連接PG,根據軸對稱的性質可知PE+Pb=Pb+PG,證明四
邊形AGED為平行四邊形,PE+尸產=尸3=4)為最小值,再求出菱形ABCD的邊AD,即為尸E+P尸的最
小值.
【詳解】解:如圖,連接30,交AC于K,
?.?菱形ABC。,AB//CD,AB=CD=AD,KA=KC=2A/3,AC.LBD,
':ZDAB=60°:.ZD4C=30°,;?AD=2DK,
AD2-DK2=12>DK=2,AD=4,
作點E關于直線AC的對稱點G,連接PG,:.PE+PF=PF+PG,
:點E為邊AD上的中點,則點G也為邊A3的中點,
...當點尸、G、尸在一條直線上時,PE+尸尸有最小值,
連接FG交AC于P,...當P,P'重合時,PE+PF=RS為最小值,
?.?尸,3為£)。,鉆的中點,,£>尸=47,...四邊形46£0為平行四邊形,
FG=AD=4,;.PE+尸尸的最小值是4,故選:C.
【點睛】本題考查了軸對稱中的最短距離問題、菱形的性質、平行四邊形的判定與性質,勾股定理的應用,
學會利用軸對稱的性質解決最短距離問題是解答本題的關鍵.
例4.(2024?河南洛陽?模擬預測)如圖,在扇形2OC中,/BOC=60。,0D平分NBOC交BC于點、D,點E
為半徑上一動點.若陰影部分周長的最小值為2&+。,則扇形的半徑的長為.
c
【分析】本題主要考查扇形周長的計算,軸對稱最短路徑的計算方法,掌握扇形弧長的計算方法,軸對稱
求最短路徑的方法是解題的關鍵.根據題意可求出NCOD=4OD=30。,作點。關于08的對稱點D,可
得CD'最小,則扇形周長最小,由此即可求解.
【詳解】解::0D平分NBOC,NBOC=60°,ZCOD=ZDOB=30°,
設扇形的半徑OC=O3=r,五的長為:黑又2b=§,陰影部分的周長最小為2及+g,
“360°63
如圖所示,作點。關于的對稱點。',連接CD'與08交于點E,此時,CE+ED=CE+ED'=CD'的值
最小,即陰影部分的周長最小,
/.Z.COD'=Z.COB+NBOD'=90°,:.CD'=仿,
即1+應廠=2應+1,解得,「=2,故答案為:2.
63
模型2.將軍飲馬模型(雙線段差的最大值)
模型解讀
條件:A,B為定點,m為定直線,尸為直線/上的一個動點,求HP-5PI的最大值。
模型(1):點4、3在直線機同側:模型(2):點A、3在直線m異側:
*A
模型證明
圖⑴圖(2)
模型(1):如圖(1),延長A2交直線根于點P,當A、B、P不共線時,根據三角形三邊關系,有:\P-A-P'B\
<AB,當A、B、P共線時,^\PA-PB\=AB,故|B4-PB|S48,即|AP-BP|的最大值即為:線段的長度。
模型(2):如圖(2),作點8作關于直線相的對稱點夕,連接交直線加于點尸,此時尸2=尸2'。
當A、B、P不共線時,根據三角形三邊關系,有:
當A、B、P共線時,有陷-心|=解-尸8'|=/5',故幺夕,即IAP-8尸|的最大值即為:線段/g的長度。
模型運用
例1.(2024?河南南陽?一模)如圖,已知AABC為等腰直角三角形,AC=BC=6,ZBCD=15°,P為直線
CO上的動點,則|B4一尸2|的最大值為.
【答案】6
【分析】作A關于CD的對稱點4,連接A'B交CD于P,則點尸就是使|以孑8|的值最大的點,|以-P8|=4B,
連接4C,根據等腰直角三角形的性質得到NCAB=NABC=45。,NACB=90。,根據角的和差關系得到/
ACD=75°,根據軸對稱的性質得到4C=AC=BC,ZCA'A=ZCAA'=15°,推出△48C是等邊三角形,根據等
邊三角形的性質即可得到結論.
【詳解】如圖,作A關于的對稱點4,連接43并延長交CO延長線于點尸,則點尸就是使|卓-「目的
值最大的點,|出一尸理=AB,連接HC,
ABC為等腰直角三角形,AC=BC=6,:.ZCAB=ZABC=45°,ZACB=90°,
?;/BCD=15°,:.ZACD=75°,:點A與4關于CO對稱,
CD±AA',AC=A'C,ZCArA=ZCAA',:.ZCAA'=15°,
?:AC=BC,:.A'C=BC,ZC4,A=ZC4A,=15°,AZACA'=150°,
,:ZACB^9Q°,:.ZA!CB=63°,△43C是等邊三角形,AA:B=BC=6.故答案為:6
【點睛】此題主要考查軸對稱-最短路線問題,等腰直角三角形的性質,等邊三角形的判定和性質,正確的
作出圖形是解題的關鍵.
例2.(2024?陜西渭南.二模)如圖,在菱形ABCD中,E為邊中點,而點尸在DC邊上,P為對角線AC
所在直線上一動點,己知AB=8,DF=2,且NABC=60。,則戶尸-咫的最大值為.
【答案】273
【分析】本題考查菱形的性質,軸對稱中最值問題,勾股定理.取AD的中點G,連接PG,易得PG=PE,
故歸尸-P同=|Pb—PG|wbG,即當凡G,0共線時,歸歹―PE|=bG最大,作WAD于先后求出
HD,HF,GH,最后用勾股定理求FG即可.
【詳解】解:如圖,取仞的中點G,連接尸G,「四邊形ABCD是菱形.?./G=/LE,/G"=/&1P
AG=AE
在tAPG和NAPE中-4GAp=ZEAP:.^APG^A叨(SAS)PG=PE
AP=AP
連接尸GA\PF-PE\=\PF-PG\<FG當EG。共線時,歸尸―尸耳=對最大,圖中P處
作于HZD=ZB=60°/.ZDFH=30°:.HD=-DF=\FH=收_=亞
j__________
GD=-AD=A.■.07=4-1=3...PG=^GH1+FH1=2A/3?即伊斤一尸目的最大值為2G.
例3.(23-24八年級下?山東聊城?期中)如圖,在正方形A8CD中,AB=8,AC與8。交于點。,N是A0
的中點,點M■在BC邊上,且3M=6.P為對角線80上一點,則PM-PN的最大值為.
【答案】2
【分析】本題考查了正方形的性質,平行線分線段成比例定理,等腰直角三角形的判定與性質,最值問題
等,熟練掌握和靈活運用相關知識是解題的關鍵.以8。為對稱軸作N的對稱點N',連接尸N',根據對稱
性質可知,PN=PN',由此可得RW-PNYW,當尸,三點共線時,取“=”,此時即尸河-PN的值
最大,由正方形的性質求出AC的長,繼而可得ON'=ON=2應,AN'=6^/2,再證明娶=邕=:,可
BMAN3
得N'M〃AB,ZCMN'=90°,判斷出Z\N'CM為等腰直角三角形,求得N'M長即可得答案.
【詳解】解:如圖,以為對稱軸作N的對稱點N',連接PN',
根據軸對稱性質可知,PN^PN',:.PM-PN'<MN',當尸,三點共線時,取“=”,
?.?在正方形ABC。中,AB=BC=CD^AD^8,ZABC=ZBCD=ZCDA=ZDAC=90°,
AC=-JiAB=8叵,:。為AC中點,AO=OC=4&,
為04中點,ON=2&,/.ON'=ON=2^,/.AN'=6^/2,
CMCN'1
VBM=6,:.CM=AB-BM=8-6=2,:.——=--=-
BMAN'3
Z.N'M//AB,:.ZCMN'=ZCBA=90°,ZMCN'=45°,
.?.△N'CN為等腰直角三角形,C0=NN=2,故答案為:2.
模型3.將軍飲馬(多線段和的最值模型)
模型解讀
模型(1):兩定點+兩動點
條件:A,8為定點,在直線機、”上分別找兩點尸、Q,使RL+P0+Q5最小。
兩個點都在直線外側(圖1-1);內外側各一點(圖1-2);兩個點都在內側(圖1-3)
圖1-1圖1-1圖1-1
模型(2):一定點+兩動點
條件:如圖2,A為定點,在直線小、〃上分別找兩點P、Q,使三角形APQ的周長(AP+PQ+Q4)最小。
模型證明
圖1-1圖1-1圖1-1圖2
模型(1-1)(兩點都在直線外側型)
如圖(1-1),連結AB,根據兩點之間線段最短,9+PQ+Q8的最小值即為:線段A8的長度。
模型(1-2)(直線內外側各一點型)
如圖(1-2),作點B關于定直線n的對稱點B,,連結48;根據對稱得到:QB=QB',故PA+PQ+QB=PA+PQ+QB),
根據兩點之間線段最短,9+尸。+。8的最小值即為:線段/夕的長度。
模型(1-3)(兩點都在直線內側型)
如圖(1-3),作點B關于定直線〃的對稱點2作點A關于定直線相的對稱點連結/3',
根據對稱得至lj:QB=QB',PA=PA',PA+PQ+QB^PA'+PQ+QB),
根據兩點之間線段最短,B4+PQ+QB的最小值即為:線段/'夕的長度。
模型(2):如圖(2),作點A分別關于定直線小〃的對稱點,、/",連結/區
根據對稱得至lj:QA=QA',PA=PA",故故24+PQ+QA=RT'+PQ+QT,
再利用“兩點之間線段最短”,得到出+PQ+QA的最小值即為:線段N'A”的長度。
模型運用
例1.(2023?四川廣元?一模)如圖,已知正方形ABCD邊長為3,點E在邊上且座=1,點P,。分別
是邊BC,8的動點(均不與頂點重合),當四邊形AEPQ的周長取最小值時,四邊形AEPQ的面積是()
【答案】B
【分析】作E關于BC的對稱點E,點4關于。C的對稱點A,,連接今E,四邊形AEPQ的周長最小,根
據S四娜AEP2=S正方形^38——S&PCQ—S^BEP>即可解.
【詳解】解:如圖1所示,作E關于BC的對稱點E,點A關于DC的對稱點A,連接A'E,四邊形AEPQ
的周長最小,
VAD=AD=3,BE=BE'=1,AX=6,AE'=4.
VDQ//AE',。是AA的中點,,。。是△AA'E'的中位線,
/.DQ=^AE'=2,CQ=DC-CQ=3-2=1,■:BP//AA,:.ZXBE'P,
333
CP=BC-BP=3——=-,
翳蛋即一-222
S四邊形AEP2=S正方形Ass--SNCQ~^BEP=9--AD-DQ--CQ-CP--BE-BP
9
=9--x3x2--xlx---xlx-=~,故選:B.
22222
【點睛】本題主要考查了正方形的性質,軸對稱的性質,三角形相似的判定和性質,中位線的性質,三角
形面積的計算,解題的關鍵是作出輔助線,找出四邊形A"。的周長最小時,P、。的位置.
例2.(2022?山東泰安?中考真題)如圖,ZAOB=30。,點M、N分別在邊0403上,且。M=3,ON=5,
點尸、。分別在邊03、上,則MP+R2+QN的最小值是(
C.734-2D.735-2
【答案】A
【分析】作M關于0B的對稱點AT,作N關于的對稱點N,連接MN,即為MP+PQ+QN的最小值;
證出△OMV為等邊三角形,AOMM為等邊三角形,得出NMOM,=90。,由勾股定理求出MW即可.
【詳解】解:作M關于08的對稱點作N關于0A的對稱點V,如圖所示:
連接MN,即為MP+PQ+QN的最小值.
根據軸對稱的定義可知:ON'=ON=5,OM'=OM=3,ZN'OQ=ZM'OB=3Q°,
:.ZNON'=60°,/MOAT=60。,.'.△ONM為等邊三角形,AOW為等邊三角形,
A
/.ZN'OM'=90°,.?.在RtAM'ON'中,M'N'=^+^=A/34-故選:-
【點睛】本題考查了軸對稱-最短路徑問題,根據軸對稱的定義,找到相等的線段,得到等邊三角形是解題
的關鍵.
例3.(23-24九年級上?陜西漢中?期中)(1)如圖①,在Rt^ABC中,ZS=90°,AB=3,8C=4.若點尸
是邊AC上一點.則BP的最小值為.(2)如圖②,在Rt^ABC中,?B90?,AB=BC=2,點、E是
BC的中點.若點P是邊AC上一點,求心+PE的最小值.(3)公園內有一條四邊形ABCD型環湖路,如
圖③.若AD=2000米,CD=1000米,ZA=60°,ZB=90°,ZC=150°.為滿足市民健身需求,現要修一
條由CE,EF,FC連接而成的步行景觀道,其中點E,尸分別在邊AB,AD1..為了節省成本,要使所修
的這條步行景觀道最短,即CE+EF+FC的值最小,求此時3E,小的長.(路面寬度忽略不計)
【答案】(1)y;(2)P3+PE的最小值為拓;(3)BE的長為500米,。產的長為1000米
【分析】(1)過8作BPLAC于P,由垂
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