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专题27 最值模型之胡不归模型
胡不归模型可看作将军饮马衍生,主要考查转化与化归等的数学思想,近年在中考数学和各地的模拟考中常以压轴题的形式考查,学生不易把握。本专题就最值模型中的胡不归问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。在解决胡不归问题主要依据是:点到线的距离垂线段最短。
【模型背景】从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A到家B之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?”
看到这里很多人都会有一个疑问,少年究竟能不能提前到家呢?假设可以提早到家,那么他该选择怎样的一条路线呢?这就是今天要讲的“胡不归”问题.
知识储备:在直角三角形中锐角A的对边与斜边的比叫做∠A的正弦,记作sinA,即。
【模型解读】一动点P在直线MN外的运动速度为V1,在直线MN上运动的速度为V2,且V1<V2,A、B为定点,点C在直线MN上,确定点C的位置使的值最小.(注意与阿氏圆模型的区分)
1),记,即求BC+kAC的最小值.
2)构造射线AD使得sin∠DAN=k,,CH=kAC,将问题转化为求BC+CH最小值.
3)过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH取到最小值,即BC+kAC最小.
【解题关键】在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.(若k>1,则提取系数,转化为小于1的形式解决即可)。
【最值原理】两点之间线段最短及垂线段最短。
例1.(2023·辽宁锦州·统考中考真题)如图,在中,,,,按下列步骤作图:①在和上分别截取、,使.②分别以点D和点E为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧在内交于点M.③作射线交于点F.若点P是线段上的一个动点,连接,则的最小值是 .
例2.(2023·河北保定·统考一模)如图,在矩形中,对角线交于点O,,点M在线段上,且.点P为线段上的一个动点.
(1) °;(2)的最小值为 .
例3.(2023·陕西西安·校考二模)如图,在菱形中,,,对角线、相交于点,点在线段上,且,点为线段上的一个动点,则的最小值为 .
例4.(2023·广东佛山·校考一模)在边长为1的正方形中,是边的中点,是对角线上的动点,则的最小值为 ___________.
例5.(2023·湖南湘西·统考中考真题)如图,是等边三角形的外接圆,其半径为4.过点B作于点E,点P为线段上一动点(点P不与B,E重合),则的最小值为 .
例6.(2023·广东深圳·校考模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,若P是x轴上一动点,点在y轴上,连接,则的最小值是 .
例7.(2023·江苏宿迁·统考二模)已知中,,则的最大值为 .
例8.(2023·四川自贡·统考中考真题)如图,直线与x轴,y轴分别交于A,B两点,点D是线段AB上一动点,点H是直线上的一动点,动点,连接.当取最小值时,的最小值是 .
例9.(2023.重庆九年级一诊)如图①,抛物线y=﹣x2+x+4与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点D为线段AC的中点,直线BD与抛物线交于另一点E,与y轴交于点F.
(1)求直线BD的解析式;(2)如图②,点P是直线BE上方抛物线上一动点,连接PD,PF,当△PDF的面积最大时,在线段BE上找一点G,使得PG﹣GE的值最小,求出点G的坐标及PG﹣GE的最小值;
课后专项训练
1.(2023·重庆·九年级期中)如图所示,菱形的边长为5,对角线的长为,为上一动点,则的最小值为
A.4 B.5 C. D.
2.(2023·山东淄博·二模)如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标是,点C的坐标是,点是x轴上的动点,点B在x轴上移动时,始终保持是等边三角形(点P不在第二象限),连接,求得的最小值为( )
A. B.4 C. D.2
3.(2023.重庆九年级期中)如图,在中,,,,若是边上一动点,则的最小值为
A. B.6 C. D.3
4.(2022·河北·九年级期中)如图,在△ABC中,∠A=15°,AB=2,P为AC边上的一个动点(不与A、C重合),连接BP,则AP+PB的最小值是( )
A. B. C. D.2
5.(2023·安徽合肥·校联考一模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=3