内容正文:
线段和最值问题
【问题介绍】
如图,在直线上找一点 P,使得 PA +PB 值最小,该问题俗称将军
饮马问题.本节主要解决此类线段和最值问题.
两定一动 一定两动 两定两动
在直线上找
一点 P,使得
PA +PB 的值
最小 在 OA 上找一点
M,在 OB 上找一
点 N,使得△PMN
的周长最小 在 OA 上找一点
M,在 OB 上找
一点N,使得PM
+MN 的值最小 在 OA 上找一点 M,
在 OB 上找一点 N,
使得四边形 PMNQ
的周长最小
【问题解决】
【总结】
在解决线段和最值问题时,常常通过作平移、轴对称、旋转等图
形变换的方式进行线段的转化,实现“化曲为直”.
类型
将军饮马
【例1】如图,四边形 ABCD 中,∠B=∠D=90°,∠C=70°,
在BC,CD 上分别找一点 M,N,使△AMN 的周长最小时,∠AMN+
∠ANM的度数为_______.
140°
【思路】
AM
MN
AN
△AMN的周长C△AMN=________+________+________,
↓
第一步:求三条线段长度和的最小值,需要通过作________转化
线段,
轴对称
BC
DC
A′M
A″N
↓
第二步:作点 A 关于________的对称点 A′,点 A 关于________的
对称点 A″,
则 AM=________,AN=________,
↓
AM
MN
AN
A′M
MN
A″N
A′A″
第三步:C△AMN=________+________+________=________+
________+________≥______,
当点________,M,N,_______四点共线时,△AMN 的周长最
小,
A′
A″
↓
第四步:此时∠AMN+∠ANM 的度数为________.
140°
1.如图,∠AOB=60°,点 P 是∠AOB 内一定点,且 OP=4,点 M,
N 分别是射线 OA,OB 上异于点 O 的动点,当△PMN 的周长取最小值
时,点 O 到线段 MN 的距离为(
)
B
A.1
B.2
C.3
D.4
2.如图,在锐角△ABC 中,AB=4,∠BAC=45°,∠BAC 的平分
线交 BC 于点 D,M,N 分别是 AD 和 AB 上的动点,则 BM+MN 的最
小值是________.
C
类型
斜边中线
【例 2】如图,在平面直角坐标系中,点 O 为坐标原点,△ABC
是边长为 2 的正三角形,点 A,B 分别在 x 轴的正半轴、y 轴的正半轴
上滑动,点 C 在第一象限,连接 OC,则线段 OC 的长的最大值是
________.
【思路】
第一步:由于点 A,B 均为动点,则猜测 OA_______OB 时,OC
最大,
此时最大值为 OC最大值=________,
=
↓
第二步:构造辅助线,取________的中点D,连接________和
________,
AB
OD
CD
OD
CD
则 OC≤________+________=________,
↓
D
第三步:当且仅当点 O,____,C 三点共线时,OC 取得最大值.
1.如图,∠MON=90°,矩形 ABCD 的顶点 A,B 分别在边 OM,
ON 上,当点 B 在边ON上运动时,点A 随之在OM上运动,矩形 ABCD
的形状保持不变,其中 AB=8,BC=2.在运动过程中点 D 到点 O 的最
大距离为____________.
2.如图,已知正方形 ABCD 中,两动点 M 和 N 分别从顶点B,C
同时出发,以相同的速度沿 BC,CD 向终点 C,D 运动,连接 AM,
BN,交于点 P,再连接 PC,若 AB=4,则 PC 长的最小值为_______.
1.(2023·广州一模)如图,在平面直角坐标系中,点 A(6,0),B(0,
8),点 C 从点 O 出发,以每秒 1 个单位长度的速度沿折线 O-A-B
DE+EC 的和最小时,点 E 的坐标为(
)
B
2.(2024·绥化)如图,已知∠AOB=50°,点 P 为∠AOB 内部一点,
点 M 为射线 OA、点 N 为射线 OB 上的两个动点,当△PMN 的周长最
小时,则∠MPN=________.
80°
3.如图,矩形 ABCD 中,AD=6,∠CAB=30°,点 P 是线段 AC
上的动点,点 Q 是线段 CD 上的动点,则 AQ+QP 的最小值是______.
4.(2024·盐城)如图,在平面直角坐标系 xOy 中,边长为 2 的等边
△ABC 的顶点 A,B 分别在 x 轴、y 轴的正半轴上移动,将△ABC 沿
BC 所在直线翻折得到△DBC,则 OD 的最大值为___________.
5.有一架竖直靠在直角墙面的梯子正在下滑,一只猫紧紧盯住位
于梯子正中间的老鼠,等待与老鼠距离最小时扑捉.把墙面、梯子、猫
和老鼠都理想化为同一平面内的线或点,模型如图,∠ABC=90°,点
M,N 分别在射线 BA,BC 上,MN 长度始终保持不变,MN=4,E 为
MN 的中点,点 D 到 BA,BC 的距离分别为 4 和 2.在此滑动过程中,
猫与老鼠的距离 DE 的最小值为_________.
6.(2024·广州一模)如图,在等腰直角三角形 ABC 中,AC=6,点
D 在边 BC 的延长线上,将线段 CD 绕点 D 逆时针旋转 90°得到线段
DE,连接 BE,P 为 BE 的中点.
(1)求 BC 的长;
(2)连接 AP,PD,请猜想 AP 与 PD 的数量和位置关系,并证明你
的结论;
(3)在(2)的条件下,若点 M 为 AC 中点,连接 MP,PC,求 MP+
PC 的最小值.
解:(1)∵在等腰直角三角形 ABC 中,AC=6,
(2)AP=PD,AP⊥PD.理由如下:
如图所示,连接 CE,AP,PD.∵将线段 CD 绕点 D 逆时针旋转 90°
得到线段 DE,∴CD=DE,∠CDE=90°,
∴△CDE 是等腰直角三角形,∴∠DCE=45°,
又∵∠ACB=45°,∴A,C,E 三点共线.
∵P 为 BE 的中点,∠BAE=∠BDE=90°,
∴PA =PD.
∵∠BAE=∠BDE=90°,
∴A,B,E,D 四点共圆,
︵ ︵
∵AD=AD,
∴∠APD=2∠ABC=90°,
∴AP⊥PD.
(3)如图所示,过点 A 作 AT⊥BC 于点 T,连接 TP,
∴∠ATD=∠APD=90°,∴A,T,P,D 四点共圆.
︵ ︵
∵PD=PD,∴∠DTP=∠DAP=45°,
∴点 P 在射线 TP 上运动,
∵∠DTP=∠ACB=45°,
∴TP∥AC.
作点 M 关于 TP 所在直线的对称点 M′,连接 CM′,
当点 P 在 CM′上时,PM+PC=PM′+PC=M′C,此时 PM+PC
取最小值.
∵△ATC 是等腰直角三角形,M 是 AC 的中点,AC=6,
$$