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专题03 轴对称-最短距离问题
1.(2020•荆门)在平面直角坐标系中,长为2的线段CD(点D在点C右侧)在x轴上移动,A(0,2),B(0,4),连接AC,BD,则AC+BD的最小值为( )
A.2
B.2
C.6
D.3
解:设C(m,0),
∵CD=2,
∴D(m+2,0),
∵A(0,2),B(0,4),
∴AC+BD=+,
∴要求AC+BD的最小值,相当于在x轴上找一点P(n,0),使得点P到M(0,2)和N(﹣2,4)的距离和最小,
如图1中,作点M关于x轴的对称点Q,连接NQ交x轴于P′,连接MP′,此时P′M+P′N的值最小,
∵N(﹣2,4),Q(0,﹣2)
P′M+P′N的最小值=P′N+P′Q=NQ==2,
∴AC+BD的最小值为2.
故选:B.
2.(2020•贵港)如图,动点M在边长为2的正方形ABCD内,且AM⊥BM,P是CD边上的一个动点,E是AD边的中点,则线段PE+PM的最小值为( )
A.﹣1
B.+1
C.
D.+1
解:作点E关于DC的对称点E',设AB的中点为点O,连接OE',交DC于点P,连接PE,如图:
∵动点M在边长为2的正方形ABCD内,且AM⊥BM,
∴点M在以AB为直径的圆上,OM=AB=1,
∵正方形ABCD的边长为2,
∴AD=AB=2,∠DAB=90°,
∵E是AD的中点,
∴DE=AD=×2=1,
∵点E与点E'关于DC对称,
∴DE'=DE=1,PE=PE',
∴AE'=AD+DE'=2+1=3,
在Rt△AOE'中,OE'===,
∴线段PE+PM的最小值为:
PE+PM
=PE'+PM
=ME'
=OE'﹣OM
=﹣1.
故选:A.
3.(2020•恩施州)如图,正方形ABCD的边长为4,点E在AB上且BE=1,F为对角线AC上一动点,则△BFE周长的最小值为( )
A.5
B.6
C.7
D.8
解:如图,连接ED交AC于一点F,连接BF,
∵四边形ABCD是正方形,
∴点B与点D关于AC对称,
∴BF=DF,
∴△BFE的周长=BF+EF+BE=DE+BE,此时△BEF的周长最小,
∵正方形ABCD的边长为4,
∴AD=AB=4,∠DAB=90°,
∵点E在AB上且BE=1,
∴AE=3,
∴DE=,
∴△BFE的周长=5+1=6,
故选:B.
4.(2020•潍坊)如图,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=3,OB=4,以点O为圆心,2为半径的圆与OB交于点C,过点C作CD⊥OB交AB于点D,点P是边OA上的动点.当PC+PD最小时,OP的长为( )
A.
B.
C.1
D.
解:如图,延长CO交⊙O于点E,连接ED,交AO于点P,此时PC+PD的值最小.
∵CD⊥OB,
∴∠DCB=90°,
又∠AOB=90°,
∴∠DCB=∠AOB,
∴CD∥AO
∴
∵OC=2,OB=4,
∴BC=2,
∴,解得,CD=;
∵CD∥AO,
∴=,即=,解得,PO=
故选:B.
5.(2020•西宁)如图,等腰△ABC的底边BC=20,面积为120,点D在BC边上,且CD=5,直线EF是腰AC的垂直平分线,若点M在EF上运动,则△CDM周长的最小值为 18 .
解:如图,作AH⊥BC于H,连接AM,
∵EF垂直平分线段AC,
∴MA=MC,
∴DM+MC=AM+MD,
∴当A、D、M共线时,DM+MC的值最小,
∵等腰△ABC的底边BC=20,面积为120,AH⊥BC,
∴BH=CH=10,AH==12,
∴DH=CH﹣CD=5,
∴AD===13,
∴DM+MC的最小值为13,
∴△CDM周长的最小值=13+5=18,
故答案为18.
6.(2020•内江)如图,在矩形ABCD中,BC=10,∠ABD=30°,若点M、N分别是线段DB、AB上的两个动点,则AM+MN的最小值为 15 .
解:作点A关于BD的对称点A′,连接MA′,BA′,过点A′作A′H⊥AB于H.
∵BA=BA′,∠ABD=∠DBA′=30°,
∴∠ABA′=60°,
∴△ABA′是等边三角形,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=10,
在Rt△ABD中,AB==10,
∵A′H⊥AB,
∴AH=HB=5,
∴A′H=AH=15,
∵AM+MN=A′M+MN≥A′H,
∴AM+MN≥15,
∴AM+MN的最小值为15.
故答案为15.
7.(2020•毕节市)如图,已知正方形ABCD的边长为4,点E是边AB的中点,点P是对角线BD上的动点,则AP+PE的最小值是 .
解:如图,连接CE交BD于点P,连接AP,
∵四边形ABCD是正方形,
∴点A与点C关于BD对称,
∴AP=CP,
∴AP+EP=CP+EP=CE,此时AP+PE的最小值等于CE的长,
∵正方形ABCD的