内容正文:
专题05.特殊的平行四边形中的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.
补充知识: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。
若无法理解正弦,也可考虑特殊直角三角形(含30°,45°,60°)的三边关系。
【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·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2.(2023·湖北武汉·九年级期末)如图,▱中,,,为边上一点,则的最小值为______.
例3.(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4.(2022·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.(2022·山东济宁·校考模拟预测)如图,矩形的对角线,相交于点,关于的对称图形为.(1)求证:四边形是菱形;(2)连接,若,.
①求的值;②若点为线段上一动点(不与点重合),连接,一动点从点出发,以的速度沿线段匀速运动到点,再以的速度沿线段匀速运动到点,到达点后停止运动.当点沿上述路线运动到点所需要的时间最短时,求的长和点走完全程所需的时间.
课后专项训练
1.(2023·山东济南·统考二模)如图,在菱形ABCD中,,对角线AC、BD相交于点O,点M在线段AC上,且,点P是线段BD上的一个动点,则的最小值是( )
A.2 B. C.4 D.
2.(2023下·湖北武汉·八年级校考阶段练习)如图,平行四边形中,,,,P为边CD上的一动点,则的最小值等于( )
A. B. C. D.
3.(2023春·广东·八年级专题练习)如图,四边形ABCD是菱形,AB=8,且∠ABC=60°,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,则AM+BM的最小值为_____.
4.(2023上·湖北黄冈·八年级校考期中)如图,在长方形中,对角线.将长方形沿对角线折叠,得,点 M 是线段上一点.则的最小值为 .
5.(2023·广东·统考二模)如图,菱形的对角线,点E为对角线上的一动点,则的最小值为_________.
6.(2023·山东·九年级专题练习)如图,矩形ABCD中AB=3,BC,E为线段AB上一动点,连接CE,则AE+CE的最小值为___.
7. (2023.绵阳市八年级期中)P是正方形对角线上一点,AB=2,则PA+PB+PC的最小值为 。
8.(2023·黑龙江绥化·九年级校联考阶段练习)如图,在矩形中,,对角线、相交于点O,.点E是的中点,若点F是对角线上一点,则的最小值是 .
9.(2022·陕西西安·校考模拟预测)如图,在矩形ABCD中,AB=2, BC=2,点P是对角线AC上的动点,连接PD,则PA+2PD的最小值________.
10.(2021·山东淄博市·中考真题)两张宽为的纸条交叉重叠成四边形,如图所示.若,则对角线上的动点到三点距离之和的最小值是__