内容正文:
利用“两点之间,线段最短”求最值
类型一 一动两定(“一线两点”型)
(一) 线段和最小值问题
模型解读:
1. 两点在一条直线异侧
如图①,点A,B在直线l两侧,直线l上有一动点P,求PA+PB的最小值.
如图②,连接AB,与直线l交于点P,此时PA+PB有最小值,最小值为AB的长.
2. 两点在一条直线同侧
如图③,点A,B位于直线l同侧,直线l上有一动点P,求PA+PB的最小值.
如图④,作点B关于直线l的对称点B1,连接AB1,与直线l交于点P,此时PA+PB有最小值,最小值为AB1的长.
典例1 如图,在△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面积的一半,则当PB+PC最小时,∠PBC的度数为( B )
典例1图
B
A. 30° B. 45°
C. 60° D. 90°
典例2 如图,在正方形ABCD中,E是CD的中点,点P在AC上运动,以CE为边向外作正方形CEGF,连接PD,PG.若BC=2,则PD+PG的最小值为 .
典例2图
(二) 线段差最大值问题
模型解读:
1. 两点在一条直线异侧
如图①,点A,B在直线l两侧,直线l上有一动点P,求|PA-PB|的最大值.
如图②,作点B关于直线l的对称点B1,直线AB1与直线l交于点P,此时|PA-PB|有最大值,最大值为AB1的长.
2. 两点在一条直线同侧
如图③,点A,B位于直线l同侧,直线l上有一动点P,求|PA-PB|的最大值.
如图④,作直线AB与直线l交于点P,此时|PA-PB|有最大值,最大值为AB的长.
典例3 如图,在△ABC中,AB=AC,AC的垂直平分线交AC于点N,交AB于点M,AB=12,△BMC的周长是20.若点P在直线MN上,则PA-PB的最大值为 8 .
典例3图
8
典例4 如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,连接AC,O是AC的中点,M是AD上一点,且MD=1,P是BC上一动点,连接PM,PO,求PM-PO的最大值.
典例4图
解:∵ 四边形ABCD为矩形,∴ AD∥BC,AD=BC=4,AB=CD=3.∵ MD=1,∴ AM=3.如图,连接MO并延长,交BC于点P,则此时PM-PO有最大值,最大值为OM的长.∵ AM∥CP,∴ ∠MAO=∠PCO.∵ O是AC的中点,∴ AO=CO.又∵ ∠AOM=∠COP,
∴ △AOM≌△COP.∴ AM=CP=3,OM=OP.∴ PB=1.过点M作MN⊥BC于点N,则易得四边形MNCD是矩形.∴ MN=CD=3,CN=MD=1.∴ PN=4-1-1=2.∴ MP==.∴ OM=.∴ PM-PO的最大值为.
类型二 两动一定(“一点两线”型)
模型解读:如图①,点P在∠AOB的内部,M为OA上一动点,N为OB上一动点,求△PMN周长的最小值.
如图②,分别作点P关于OA,OB的对称点P1,P2,连接P1P2,与OA,OB的交点分别为M,N,此时△PMN周长的最小值为P1P2的长.
典例5 如图,∠AOB=30°,P是∠AOB内部的一点,且OP=4,M,N分别是射线OA,OB上的动点,则△PMN周长的最小值为( B )
典例5图
B
A. 2 B. 4
C. 6 D. 8
典例6 如图,在四边形ABCD中,∠BAD=120°,∠B=∠D=90°,AB=1,AD=2,在BC,CD上分别找一点M,N,使△AMN的周长最小,求△AMN周长的最小值.
典例6图
解:如图,作点A关于BC,CD的对称点A',A″,连接A'A″,交BC于点M,交CD于点N,则易得A'A″的长即为△AMN周长的最小值.过点A'作A'H⊥DA,交DA的延长线于点H.由作图,可知
AA'=2AB=2,AA″=2AD=4.∵ ∠BAD=120°,∴ ∠HAA'=60°.∵ A'H⊥HA,即∠H=90°,∴ ∠AA'H=30°.∴ AH=AA'=1.∴ A'H==,A″H=1+4=5.∴ A'A″==2.∴ △AMN周长的最小值为2.
1. 如图,河道l的同侧有M,N两个村庄,计划铺设管道将河水引至M,N两个村庄.下列四个方案中,管道总长度最短的是( B )
第1题
A
B
B
1
2
3
4
5
6
7
C
D
强化训练
2. 如图,在正方形ABCD中,AB=6,P是正方形内一动点,满足S△PAB=S正方形ABCD,则点P到A,B两点的距离之和,即PA+PB的最小值为( B )
A. 8 B. 10 C. 6 D. 8
第2题
B
1
2
3
4
5
6
7
3. (2022·赤峰)如图,在菱形ABCD中,点A,B,C,D均在坐标轴上,∠ABC=120°,点A的坐标为(-3,0),E是CD的中点,P是OC上的一动点,则PD+PE的最