内容正文:
费马点模型
费马点--就是到三角形的三个顶点的距离之和最小的点。
三点共线必旋转
问题提出:如图在△ABC内部有一点P,连接PA、PB、PC,求PA+PB+PC的最小值。当PA+PB+PC的值最小时,求此时∠APB、∠APC与∠BPC的度数。
将BP绕点B逆时针旋转60°,点P对应点为,将BA绕点B逆时针旋转60°,点A对应点为,易得△BPA≌△BP´A´,因为∠P´BP=∠A´BA=60°,所以BP=P´P,PA=P´A´,所以求PA+PB+PC的最小值问题即转化为求P´A´+P´P+PC的最小值问题,因为A´与C为定点,所以A´C即为PA+PB+PC的最小值。易得∠A´P´B=BPC=120°,即∠APB=∠APC=∠BPC=120°。
【典题探究】
中考真题1:
已知正方形ABCD内一动点E到A、B、C三点的距离之和的最小值为,求此正方形的边长.
中考真题2:
若点P为△ABC 所在平面上一点,且∠APB=∠BPC=∠CPA=120°,则点P叫做△ABC 的费马点.
(1)若点P为锐角△ABC的费马点,且∠ABC=60°,PA=3,PC=4,则PB的值为 .
(2)如图所示,在锐角三角形△ABC的外侧作等边△ACB,连接BB,求证:BB′过△ABC的费马点P,且BB′=PA+PB+PCB′
C
B
A
【真题演练】
1. (2019·锡山区校级二模)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( )
A. B. C. D.10
2. (2021·滨州)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,AB=2.若点P是△ABC内一点,则PA+PB+PC 的最小值为 .
3. (2021·淄博)两张宽为3cm的纸条交叉重叠成四边形 ABCD,如图所示.若∠α=30°,则对角线BD上的动点P到A,B,C三点距离之和的最小值是 .
4. (2021·丹东)已知到三角形3个顶点距离之和最小的点称为该三角形的费马点。如果△ABC 是锐角(或直角)三角形,则其费马点P是三角形内一点,且满足∠APB=∠BPC=∠CPA=120°.(例如:等边三角形的费马点是其三条高的交点).
(1).若AB=AC=,BC=,P为△ABC的费马点,则PA+PB+PC= ;
(2).若AB=,BC=2,AC=4,P为△ABC 的费马点,则 PA+PB+PC= .
5. (2019·武汉)问题背景:如图1,将△ABC绕点A逆时针旋转60°得到△ADE,DE与BC交于点P,可推出结论:PA+PC=PE.
问题解决:如图2,在△MNG中,MN=6,∠M=75°,MG=.点是△MNG内一点,则点到△MNG三个顶点的距离和的最小值是 .
6.
(2019秋·梁溪区期末)如图,已知正方形 ABCD内一动点E到A、B、C三点的距离之和的最小值为,则这个正方形的边长为 .
7. (2020·荷塘区模拟)在ABC 中,若其内部的点 P满足∠APB=∠BPC=∠CPA=120°,则称P为△ABC 的费马点。如冬所示,在△ABC中,已知∠BAC=45°,设P为△ABC的费马点,且满足∠PBA=45°,PA=4,则△PAC 的面积为 .
8. (2020·武汉期末)已知,在△ABC中,∠ACB=30°
(1)如图1,当AB=AC=2,求BC的值;
(2)
如图2,当AB=AC,点P是△ABC 内一点,且PA=2,PB=,PC=3,求∠APC 的度数;
(3)如图3,当AC=4,AB=(CB>CA),点P是△ ABC 内一动点,则 PA+PB+PC的最小值为 ·
9. (2022 福建一模)方形中的费马点最值问题如图,点P是正方形 ABCD 内一点,并延长 AP 与DC 相交于点 Q.
(1)
若PA=,PB=3,PD=,求∠DPQ 的大小;
(2)
若 PA+PB+PD 的最小值为,请直接写出正方形 ABCD 的边长.
10. (2020·重庆)如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点 D是 BC 边上一动点,连接 AD,把 AD 绕点A逆时针旋转 90°,得到 AE,连接CE,DE.点F是DE 的中点,连接 CF.
(1)求证:CF=AD;
(2)如图2所示,在点D运动的过程中,当BD=2CD时,分别延长 CF,BA,相交于点G,猜想 AG与BC 存在的数量关系,并证明你猜想的结论;
(3)在点D运动的过程中,在线段 AD 上存在一点 P,使 PA+PB+PC的值最小.当 PA+PB+