内容正文:
专题2.2 最值模型之将军饮马 专项讲练
三角形中的最值(将军饮马模型)问题在考试中,无论是解答题,还是选择、填空题,都是学生感觉有困难的地方,也恰是学生能力区分度最重要的地方,主要考查转化与化归等的数学思想。在各类考试中都以中高档题为主,中考说明中曾多处涉及。在解决几何最值问题主要依据是:①两点之间,线段最短;②垂线段最短,涉及的基本方法还有:利用轴对称变换化归到“三角形两边之和大于第三边”、“三角形两边之差小于第三边”等。希望通过本专题的讲解让大家对这类问题有比较清晰的认识。
注意:本专题部分题目涉及勾股定理,希望大家学习完第3章后再完成该专题训练。
【解题技巧】
将军
饮马
模型
图形
原理
两点之间线段最短
两点之间线段最短
三角形三边关系
特征
A,B为定点,l为定直线,P为直线l上的一个动点,求AP+BP的最小值
A,B为定点,l为定直线,MN为直线l上的一条动线段,求AM+BN的最小值
A,B为定点,l为定直线,P为直线l上的一个动点,求|AP-BP|的最大值
转化
作其中一个定点关于定直线l的对称点
先平移AM或BN使M,N重合,然后作其中一个定点关于定直线l的对称点
作其中一个定点关于定直线l的对称点
题型1: 求两条线段和最小值
例1.(2022·湖北江夏初二月考)在平面直角坐标系中,Rt△OAB的顶点A在x轴上,点A的坐标为(4,0),∠AOB=30°,点E的坐标为(1,0),点P为斜边OB上的一个动点,则PA+PE的最小值为_____.
【答案】
【分析】作A关于OB的对称点D,连接ED交OB于P,连接AP,过D作DN⊥OA于N,则此时PA+PC的值最小,求出AM和AD,再求出DN、EN,根据勾股定理求出ED,即可得出答案.
【解析】作A关于OB的对称点D,连接ED交OB于P,连接AP,过D作DN⊥OA于N,
则此时PA+PC的值最小,∵DP=PA,∴PA+PE=PD+PE=ED,
∵点A的坐标为(4,0),∠AOB=30°,∴OA=4,∴AM=OA=2,∴AD=2×2=4,
∵∠AMB=90°,∠B=60°,∴∠BAM=30°,
∵∠DNO=∠OAB=90°,∴DN∥AB,∴∠NDA=∠BAM=30°,
∴AN=AD=2,由勾股定理得:DN===2,
∵E(1,0),∴EN=4﹣1﹣2=1,在Rt△DNE中,由勾股定理得:DE===,
即PA+PC的最小值是.故答案为:.
【点睛】本题考查了轴对称确定最短路线问题,坐标与图形性质,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理的应用,熟练掌握最短路径的确定方法找出点P的位置以及表示PA+PE的最小值的线段是解题的关键.
变式1.(2022·甘肃西峰·八年级期末)如图,在等边△ABC中,E为AC边的中点,AD垂直平分BC,P是AD上的动点.若AD=6,则EP+CP的最小值为_______________.
【答案】6
【分析】要求EP+CP的最小值,需考虑通过作辅助线转化EP,CP的值,从而找出其最小值求解.
【详解】解:作点E关于AD的对称点F,连接CF,
∵△ABC是等边三角形,AD是BC边上的中垂线,
∴点E关于AD的对应点为点F,∴CF就是EP+CP的最小值.
∵△ABC是等边三角形,E是AC边的中点,∴F是AB的中点,
∴CF=AD=6,即EP+CP的最小值为6,故答案为6.
【点睛】本题考查等边三角形的性质和轴对称等知识,熟练掌握等边三角形和轴对称的性质是本题的关键.
变式2.(2022·广东新丰·八年级期末)如图所示,在中,,直线EF是AB的垂直平分线,D是BC的中点,M是EF上一个动点,的面积为12,,则周长的最小值是______.
【答案】8
【分析】连接AD,AM,由EF是线段AB的垂直平分线,得到AM=BM,则△BDM的周长=BD+BM+DM=AM+DM+BD,要想△BDM的周长最小,即要使AM+DM的值最小,故当A、M、D三点共线时,AM+DM最小,即为AD,由此再根据三线合一定理求解即可.
【详解】解:如图所示,连接AD,AM,∵EF是线段AB的垂直平分线,∴AM=BM,
∴△BDM的周长=BD+BM+DM=AM+DM+BD,∴要想△BDM的周长最小,即要使AM+DM的值最小,
∴当A、M、D三点共线时,AM+DM最小,即为AD,
∵AB=AC,D为BC的中点,∴AD⊥BC,,∴,
∴AD=6,∴△BDM的周长最小值=AD+BD=8,故答案为:8.
【点睛】本题主要考查了线段垂直平分线的性质,三线合一定理,解题的关键在于能够根据题意得到当A、M、D三点共线时,AM+DM最小,即为AD.
变式3.(2021·湖北洪山·八年级期中)如图,将△ABC沿AD折叠使得顶点C恰好落在AB边上的