内容正文:
专题08 最短路径问题
异侧两定一动模型
1.(23-24八年级上·山东潍坊·期中)如图,在一条河的两岸有两个村庄A,B,现要在河上建一座小桥,桥的方向与河流垂直,设河的宽度不变,试问:桥架在何处,才能使从村庄A到村庄B的距离最短?画出从村庄A到村庄B的最短路径.
2.(23-24八年级上·山东淄博·期中)在中,,,,点E是边的中点,的角平分线交于点D.作直线,在直线上有一点P,连结、,则的最大值是 .
3.(23-24八年级上·山东泰安·期中)如图:平行河岸两侧各有一村庄,现在河上修建一座垂直于河岸的桥,使得村庄到村庄的路程最短.
4.(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图,是一条笔直的公路,在公路的两侧各有一个村庄,,两个村庄准备集资修建一个公交车站,经过协商,要求车站到两个村庄的路程和最短,小聪帮助设计了公交车站修建点,则小聪设计的理由是 .
同侧两定一动模型
5.(23-24八年级上·山东济南·期中)如图,在的正方形网格中,有A,B两点,在直线ɑ上求一点P,使最短,则点P的位置应选在( )
A.C点 B.D点 C.E点 D.F点
6.(23-24八年级上·山东潍坊·期中)如图,等腰三角形的底边长为4,面积是16,腰的垂直平分线分别交边于E,F点,若点D为边的中点,点M为线段上一动点,则周长的最小值为( )
A.6 B.8 C.10 D.16
7.(23-24八年级上·山东青岛·期中)利用轴对称的性质解决路程之和最短的问题,如图所示,河岸的同侧有、两个村庄,两村委会决定在小河边建一座自来水加工厂向两村庄输送自来水,为了节约开支,加工厂建在何处所需铺设的管道最短?为什么?
8.(23-24八年级上·山东淄博·期中)如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为,点B的坐标为,点C的坐标为,点D在y轴上运动,当的值最小时,点D的坐标为 .
9.(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图,等边中,于,,点、分别为、上的两个定点且,在上有一动点使最短,则的最小值为 .
10.(23-24八年级上·山东聊城·期中)如图,在中,,,点在直线上,,点为上一动点,连接、.当的值最小时,的度数为 度.
11.(23-24八年级上·山东济南·期中)如图:等腰的底边长为8,面积是24,腰的垂直平分线分别交,边于E,F点.若点D为边的中点,点M为线段上一动点,则周长的最小值为 .
一动两定模型
12.(23-24八年级上·山东烟台·期中)如图,阳光明媚的周六,小明在学校(A)练习篮球,他接到妈妈的电话,要先去C街快递公司取包裹,再去D街购买文具,然后回到家里(B).请画出小明行走的最短路径.
13.(23-24八年级上·山东青岛·期中)如图,点是四边形内一点,分别在边、上作出点,点,使的值最小,保留作图痕迹,不写作法.
14.(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图所示,牧马营地在点P处,每天牧马人要赶着马群先到草地a吃草,再到河边b饮水,最后回到营地,请你设计一条放牧路线,使其所走的总路程最短.
15.(23-24八年级上·山东潍坊·期中)如图,点E在等边的边上,,射线,垂足为点C,点P是射线上一动点,点F是线段上一动点,当的值最小时,,则的长为 .
16.(23-24八年级上·山东滨州·期中)如图,在锐角三角形中,,的面积为7,平分,若M,N分别是,上的动点,则的最小值为 .
17.(23-24八年级上·山东德州·期中)如图,在中,,点、分别是边、上的动点,若,,,则的最小值为 .
18.(23-24八年级上·山东泰安·期中)如图所示,已知五边形,.
(1)在,上分别找一点M,N,使得的周长最小.(保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的基础上,若,求的度数.
两定两动模型
19.(23-24八年级上·山东济南·期中)如图,已知内两定点.试在上各找一点,使最短.
20.(23-24八年级上·山东济宁·期中)如图,,点,分别是边,上的定点,点,分别是边,上的动点,记,,当最小时,则与的数量关系为 .
21.(23-24八年级上·山东青岛·期中)如图,是内部的一条线段,在的两边上各取一点组成四边形,如何取点才能使该四边形周长最小?
22.(23-24八年级上·山东青岛·期中)如图,牧马人从地出发,先到草地边某一处牧马,再到河边饮马,然后回到处,要求指出最短路径.
同学甲:牧马人从地出发,把马牵到草地与河边的交汇处点,牧马又饮马,然后回到处.
同学乙:作点关于直线对称的点,再作点关于直线对称的点,连接交直线于点,交直线于点,则路径为最短路径.
你认为哪位同学指出的最短路径正确?画出图形,并说明理由.
1.(23-24八年级上·山东淄博·期中)如图,的面积为14,,的垂直平分线分别交边于点E,F,若点D为边的中点,点P为线段EF上一动点,则周长的最小值为 .
2.(23-24八年级上·山东东营·期中)如图,等腰三角形的底边长为6,腰的垂直平分线分别交边、于点,,若为边的中点,为线段上一动点,若三角形的周长的最小值为,则等腰三角形的面积为( )
A. B. C. D.
3.(23-24八年级上·山东泰安·期中)如图,,,AD是∠BAC内的一条射线,且,P为AD上一动点,则的最大值是 .
4.(23-24八年级上·山东济南·期中)如图,已知点,,点P在直线上运动,则的最大值为( )
A. B. C.4 D.
5.(23-24八年级上·山东济宁·期中)如图,等边的边长为1,过点B的直线,且与关于直线l对称,D为线段上的一个动点,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(23-24八年级上·山东青岛·期中)如图所示,在中,,,的面积是,的垂直平分线分别交,边于E,F两点,若点D为边的中点,点M为线段上一动点,求周长的最小值.
7.(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图,小河边有两个村庄A,B,要在河边上建一自来水厂向A村与B村供水,若要使水厂到A,B村的水管(同样的料)用料最省,则水厂应建在什么位置?
(1)请利用尺规作图的方法找出水厂应建位置(保留作图痕迹);
(2)请根据画法写出每一步的详细作图步骤;
(3)请根据画法证明你的结论.
8.(23-24八年级上·山东泰安·期中)如下图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都是1,网格中有一个格点.
(1)在图中作出关于直线的对称图形;
(2)在直线上画出点P,使得的距离最短;
9.(23-24八年级上·山东日照·期中)如图,点A,B在直线l的同侧,在直线l上找一点P,使的周长最小.
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专题08 最短路径问题
异侧两定一动模型
1.(23-24八年级上·山东潍坊·期中)如图,在一条河的两岸有两个村庄A,B,现要在河上建一座小桥,桥的方向与河流垂直,设河的宽度不变,试问:桥架在何处,才能使从村庄A到村庄B的距离最短?画出从村庄A到村庄B的最短路径.
【答案】见解析
【详解】解:如答图,过点A作垂直于河岸,且使的长等于河宽,连接与河岸相交于点N,过点N于点M,则为所建桥的位置,从村庄A到村庄B的最短路径为A→M→N→B.
2.(23-24八年级上·山东淄博·期中)在中,,,,点E是边的中点,的角平分线交于点D.作直线,在直线上有一点P,连结、,则的最大值是 .
【答案】2
【详解】解:∵点是边的中点,
∴,
在上取点,使得,
∵的角平分线交于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:2.
3.(23-24八年级上·山东泰安·期中)如图:平行河岸两侧各有一村庄,现在河上修建一座垂直于河岸的桥,使得村庄到村庄的路程最短.
【答案】详见解析
【详解】解:如图,把点向下平移河的宽度得到,连接与相交于点,过点作交于,即为修桥地点,
【点睛】本题考查了最短路径问题、两点之间线段最短,熟练掌握以上知识点是解此题的关键.
4.(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图,是一条笔直的公路,在公路的两侧各有一个村庄,,两个村庄准备集资修建一个公交车站,经过协商,要求车站到两个村庄的路程和最短,小聪帮助设计了公交车站修建点,则小聪设计的理由是 .
【答案】两点之间线段最短
【详解】解:两点之间线段最短.
【点睛】本题主要考查线段的基本事实,理解线段的基本事实是解题的关键.
同侧两定一动模型
5.(23-24八年级上·山东济南·期中)如图,在的正方形网格中,有A,B两点,在直线ɑ上求一点P,使最短,则点P的位置应选在( )
A.C点 B.D点 C.E点 D.F点
【答案】A
【详解】如答图,点是点A关于直线a的对称点,连接,则与直线a的交点即为点P,此时最短.
∵与直线a交与点C,
∴点P的位置应选在C点.
同理,也可以找到点B关于直线a的对称点求得.
故选A.
6.(23-24八年级上·山东潍坊·期中)如图,等腰三角形的底边长为4,面积是16,腰的垂直平分线分别交边于E,F点,若点D为边的中点,点M为线段上一动点,则周长的最小值为( )
A.6 B.8 C.10 D.16
【答案】C
【详解】解:连接,,
∵是等腰三角形,点D是边的中点,
∴,,
∴,
解得,
∵是线段的垂直平分线,
∴点C关于直线的对称点为点A,
则,
,
∴的长为的最小值,
∴周长的最小值为.
故选:C.
7.(23-24八年级上·山东青岛·期中)利用轴对称的性质解决路程之和最短的问题,如图所示,河岸的同侧有、两个村庄,两村委会决定在小河边建一座自来水加工厂向两村庄输送自来水,为了节约开支,加工厂建在何处所需铺设的管道最短?为什么?
【答案】见解析
【详解】解:如图,作点关于直线的对称点,连接,交直线于点,
由作图可知:,
要使的从点到点的路程最短,根据两点之间线段最短,连接,交直线于点,点即为所求;
故加工厂应该建在处.
8.(23-24八年级上·山东淄博·期中)如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为,点B的坐标为,点C的坐标为,点D在y轴上运动,当的值最小时,点D的坐标为 .
【答案】
【详解】解:点的坐标为,点的坐标为,
两点关于轴对称,
如图,连接,与轴的交点即为点,即此时的值最小,
直线的解析式为,
将,代入得:
,
解得,
直线的解析式为,
当时,,
的坐标为,
故答案为:;
9.(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图,等边中,于,,点、分别为、上的两个定点且,在上有一动点使最短,则的最小值为 .
【答案】5
【详解】解:如图,作点关于的对称点,连接交于,连接,此时的值最小.最小值,
是等边三角形,
,
,,,
,
,,
,
,
,
,
是等边三角形,
,
的最小值为5.
故答案为:5.
10.(23-24八年级上·山东聊城·期中)如图,在中,,,点在直线上,,点为上一动点,连接、.当的值最小时,的度数为 度.
【答案】
【详解】解:∵点和点在直线的同旁,
∴作点关于点的对称点,连接交直线于点,则的值最小.
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
故答案为:.
11.(23-24八年级上·山东济南·期中)如图:等腰的底边长为8,面积是24,腰的垂直平分线分别交,边于E,F点.若点D为边的中点,点M为线段上一动点,则周长的最小值为 .
【答案】10
【详解】解:连接,,如下图:
∵是等腰三角形,点D是边的中点,
∴,
∴,
解得,
∵是线段的垂直平分线,
∴点C关于直线的对称点为点A,
∴的长为的最小值,
∴的周长最短.
故答案为:10.
一动两定模型
12.(23-24八年级上·山东烟台·期中)如图,阳光明媚的周六,小明在学校(A)练习篮球,他接到妈妈的电话,要先去C街快递公司取包裹,再去D街购买文具,然后回到家里(B).请画出小明行走的最短路径.
【答案】见详解
【详解】解;如图所示:作点A的对称点,作点B的对称点,连接,交C街和D街于点,
则,
当点共线时,小明行走的路径最短,
故小明行走的最短路径是,
13.(23-24八年级上·山东青岛·期中)如图,点是四边形内一点,分别在边、上作出点,点,使的值最小,保留作图痕迹,不写作法.
【答案】见解析
【详解】解:分别做出点关于的对称点,连接,交于点,交于点,则点即为所求点.
14.(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图所示,牧马营地在点P处,每天牧马人要赶着马群先到草地a吃草,再到河边b饮水,最后回到营地,请你设计一条放牧路线,使其所走的总路程最短.
【答案】见解析
【详解】解:如图所示,作点P关于直线a的对称点,作点P关于直线b的对称点,连接,分别交直线a,b于点A,B,连接
由轴对称的性质知,,,
∴先沿路线到点A处吃草,再沿路线到点B处饮水,最后沿路线回到营地,
即四点共线时,按这样的路线放牧所走的总路程最短.
15.(23-24八年级上·山东潍坊·期中)如图,点E在等边的边上,,射线,垂足为点C,点P是射线上一动点,点F是线段上一动点,当的值最小时,,则的长为 .
【答案】7
【详解】解:作点E关于射线的对称点,过作于F,交射线于P,连接,如图,则,
∴,此时的值最小,则,
∵是等边三角形,
∴,,
在中,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:7.
16.(23-24八年级上·山东滨州·期中)如图,在锐角三角形中,,的面积为7,平分,若M,N分别是,上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:∵平分,如图,过C作于H,作N关于对称点,
∴在上,
连接,则,当C、M、共线且时,取等号,此时值最小,最小值为的值,
∵在锐角三角形中,,的面积为7,
∴,
∴ ,
即的最小值为,
故答案为:.
17.(23-24八年级上·山东德州·期中)如图,在中,,点、分别是边、上的动点,若,,,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:作线段关于的对称线段,连接交于点,过点作于点,交于点,
此时,有最小值,即,
根据对称可知,,,,
,,,,
,
即,
,
,
,
即,
,
即的最小值为,
故答案为:.
18.(23-24八年级上·山东泰安·期中)如图所示,已知五边形,.
(1)在,上分别找一点M,N,使得的周长最小.(保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的基础上,若,求的度数.
【答案】(1)见解析;
(2);
【详解】(1)解:分别找到关于,的对称点,,连接与,的交点即为最小周长点,如图所示,
;
(2)解:∵,
∴,
由(1)得,,,
∴.
两定两动模型
19.(23-24八年级上·山东济南·期中)如图,已知内两定点.试在上各找一点,使最短.
【答案】作图见解析
【详解】解:如图所示,点即为所求.
20.(23-24八年级上·山东济宁·期中)如图,,点,分别是边,上的定点,点,分别是边,上的动点,记,,当最小时,则与的数量关系为 .
【答案】
【详解】解:如图,作关于的对称点,关于的对称点,连接交于,交于,则最小,
,,
,
,
故答案为:.
21.(23-24八年级上·山东青岛·期中)如图,是内部的一条线段,在的两边上各取一点组成四边形,如何取点才能使该四边形周长最小?
【答案】见解析
【详解】(1)作出点A关于直线的对称点C;
(2)作出点B关于直线的对称点D;
(3)连接,交于点E,交于点F,
(4)连接,
则四边形即为所求.
【点睛】本题考查了将军饮马河原理的应用,熟练掌握原理并灵活运用是解题的关键.
22.(23-24八年级上·山东青岛·期中)如图,牧马人从地出发,先到草地边某一处牧马,再到河边饮马,然后回到处,要求指出最短路径.
同学甲:牧马人从地出发,把马牵到草地与河边的交汇处点,牧马又饮马,然后回到处.
同学乙:作点关于直线对称的点,再作点关于直线对称的点,连接交直线于点,交直线于点,则路径为最短路径.
你认为哪位同学指出的最短路径正确?画出图形,并说明理由.
【答案】同学乙指出的最短路径正确,见解析
【详解】解:同学乙指出的最短路径正确.
理由:如图,在直线上任意选一点,在直线上任意选一点,连接,,,.
由轴对称性质,易得,.
,
,
当共线时,
∵
是最短路径.
1.(23-24八年级上·山东淄博·期中)如图,的面积为14,,的垂直平分线分别交边于点E,F,若点D为边的中点,点P为线段EF上一动点,则周长的最小值为 .
【答案】9
【详解】解:连接,
是等腰三角形,点是边的中点,
,
,
解得:,
是线段的垂直平分线,
点关于直线的对称点为点,
的长为的最小值,
的周长最短.
故答案为:9.
2.(23-24八年级上·山东东营·期中)如图,等腰三角形的底边长为6,腰的垂直平分线分别交边、于点,,若为边的中点,为线段上一动点,若三角形的周长的最小值为,则等腰三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:如图:连接,交于点M,
是等腰三角形,点D是边的中点,
,,
是线段的垂直平分线,
点C关于直线的对称点为点A,,
此时的周长最小,
,
,
,
故选:D.
【点睛】本题考查的是轴对称−最短路线问题,等腰三角形的性质,三角形的面积,熟知等腰三角形三线合一的性质是解答此题的关键.
3.(23-24八年级上·山东泰安·期中)如图,,,AD是∠BAC内的一条射线,且,P为AD上一动点,则的最大值是 .
【答案】5
【详解】解:如图,
作点关于射线的对称点,连接、,B'P.
则,,,.
∵ ,
∴,
∴ 是等边三角形,
∴,
在中,,
当、、在同一直线上时,取最大值,即为5.
∴的最大值是5.
故答案为:5.
【点睛】
本题考查了线段之差的最小值问题,正确作出点B的对称点是解题的关键.
4.(23-24八年级上·山东济南·期中)如图,已知点,,点P在直线上运动,则的最大值为( )
A. B. C.4 D.
【答案】D
【详解】解:作A关于直线对称点C,
∴,
∵,
∴C的坐标为;
连接并延长,交直线于P点,
此时,取得最大值,
∴.
故选D.
【点睛】本题考查了一次函数图像上点的坐标特征,轴对称−最短路线问题,正确的作出辅助线是解决本题的关键.
5.(23-24八年级上·山东济宁·期中)如图,等边的边长为1,过点B的直线,且与关于直线l对称,D为线段上的一个动点,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】解:连接交于点,
直线,且与△关于直线对称,
,,共线,
,
,
,
,
,,
,关于直线对称,
当点与重合时,的值最小,最小值为线段的长,
故选B.
【点睛】本题考查轴对称最短问题,等边三角形的性质等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短问题,属于中考常考题型.
6.(23-24八年级上·山东青岛·期中)如图所示,在中,,,的面积是,的垂直平分线分别交,边于E,F两点,若点D为边的中点,点M为线段上一动点,求周长的最小值.
【答案】
【详解】解:如图13-4-12所示,连接,,
∵,
∴是等腰三角形.
又∵点D为边的中点,
∴,,
∴,
解得,
∵是线段的垂直平分线,
∴.
∴,
∴的长为的最小值,
∴周长的最小值为.
7.(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图,小河边有两个村庄A,B,要在河边上建一自来水厂向A村与B村供水,若要使水厂到A,B村的水管(同样的料)用料最省,则水厂应建在什么位置?
(1)请利用尺规作图的方法找出水厂应建位置(保留作图痕迹);
(2)请根据画法写出每一步的详细作图步骤;
(3)请根据画法证明你的结论.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)解:
(2)解:作A点关于直线的对称点,再连接交于点N,点N即为所求.
(3)证明:∵A点关于直线的对称点是,
∴,
∴(两点之间,线段最短)
8.(23-24八年级上·山东泰安·期中)如下图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都是1,网格中有一个格点.
(1)在图中作出关于直线的对称图形;
(2)在直线上画出点P,使得的距离最短;
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)解:如图,点P即为所求;
9.(23-24八年级上·山东日照·期中)如图,点A,B在直线l的同侧,在直线l上找一点P,使的周长最小.
【答案】见解析
【详解】解:如图所示,点P即为所求.
∵点A和点关于直线l对称,
∴,
∴的周长,
此时的周长最小.
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