内容正文:
第16讲 轴对称中“将军饮马”模型(核心考点讲与练)
【知识梳理】
如图,将军在图中点A处,现在他要带马去河边喝水,之后返回军营,问:将军怎么走能使得路程最短?
如图,在直线上找一点P使得PA+PB最小?
这个问题的难点在于PA+PB是一段折线段,通过观察图形很难得出结果,关于最小值,我们知道“两点之间,线段最短”、“点到直线的连线中,垂线段最短”等,所以此处,需转化问题,将折线段变为直线段.
【模型解析】
作点A关于直线的对称点A’,连接PA’,则PA’=PA,所以PA+PB=PA’+PB
当A’、P、B三点共线的时候,PA’+PB=A’B,此时为最小值(两点之间线段最短)
类型一:两定一动之点点
在OA、OB上分别取点M、N,使得△PMN周长最小.
此处M、N均为折点,分别作点P关于OA(折点M所在直线)、OB(折点N所在直线)的对称点,化折线段PM+MN+NP为P’M+MN+NP’’,当P’、M、N、P’’共线时,△PMN周长最小.
类型二:两定两动之点点
在OA、OB上分别取点M、N使得四边形PMNQ的周长最小。
考虑PQ是条定线段,故只需考虑PM+MN+NQ最小值即可,类似,分别作点P、Q关于OA、OB对称,化折线段PM+MN+NQ为P’M+MN+NQ’,当P’、M、N、Q’共线时,四边形PMNQ的周长最小。
类型三:一定两动之点线
在OA、OB上分别取M、N使得PM+MN最小。
此处M点为折点,作点P关于OA对称的点P’,将折线段PM+MN转化为P’M+MN,即过点P’作OB垂线分别交OA、OB于点M、N,得PM+MN最小值(点到直线的连线中,垂线段最短)
【核心考点精讲】
1、如图,在中,,是的两条中线,是上一个动点,则下列线段的长度等于最小值的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】在中,,AD是的中线,可得点B和点D关于直线AD对称,连结CE,交AD于点P,此时最小,为EC的长,故选B.
2、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______.
【答案】(,).
【详解】解:作N关于OA的对称点N′,连接N′M交OA于P,则此时,PM+PN最小,∵OA垂直平分NN′,∴ON=ON′,∠N′ON=2∠AON=60°,∴△NON′是等边三角形,∵点M是ON的中点,∴N′M⊥ON,∵点N(3,0),∴ON=3,∵点M是ON的中点,∴OM=1.5,∴PM=,∴P(,).故答案为:(,).
3、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.
【分析】此处E点为折点,可作点C关于AD的对称,对称点C’在AB上且在AB中点,化折线段CE+EF为C’E+EF,当C’、E、F共线时得最小值,C’F为CB的一半,故选C.
4、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
【分析】此处M点为折点,作点N关于BD的对称点,恰好在AB上,化折线CM+MN为CM+MN’.
因为M、N皆为动点,所以过点C作AB的垂线,可得最小值,选C.
【过关检测】
一.选择题(共6小题)
1.(2021秋•天津期末)如图,在△ABC中,AB的垂直平分线DE交BC于点D,垂足为E,M为DE上任意一点,BA=3,AC=4,BC=6,则△AMC周长的最小值为( )
A.7 B.6 C.9 D.10
【分析】连接BM,依据DE是AB的垂直平分线,可得AM=BM,进而得到当B,M,C在同一直线上时,AM+CM的最小值为BC的长,依据AC=4,BC=6,即可得到△AMC周长的最小值.
【解答】解:如图所示,连接BM,
∵DE是AB的垂直平分线,
∴AM=BM,
∴AM+CM=BM+CM,
当B,M,C在同一直线上时,AM+CM的最小值为BC的长,
又∵AC=4,BC=6,
∴△AMC周长的最小值=6+4=10,
故选:D.
【点评】本题考查了轴对称—最短路线问题以及线段垂直平分线的性质,凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,结合轴对称变换来解决,多数情况要作点关于某直线的对称点.
2.(2021秋•河东区期末)如图,△ABC中,AD⊥BC,垂足为D,AD=BC,P为直线BC上方的一个动点,△PBC的面积等于△ABC的面积的,则当PB+PC最小时,∠PBC的度数为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【分析】由题意可知作B点关于该垂直平