内容正文:
造桥选址问题
【问题介绍】
如图1,已知直线m∥n,在m,n上分别找一点M,N,使得MN⊥m,
求 AM+MN+NB 的最小值,该问题源于人教版八年级上册数学教材中
课题学习的内容,以造桥选址为实际背景的问题.
【问题解决】
第一步:如图 2,将点 A 沿 MN 的方向向下平移至点 A′,平移距
离为 MN 的长度,
第二步:如图 2,连接 AA′,A′N,则四边形 AA′NM 为平行四边形,
所以 AM=A′N,则 AM+MN+NB=MN+A′N+NB≥MN+A′B,
第三步:如图 3,当且仅当点 A′,N,B 三点共线时,AM+MN+
NB 取得最小值.
【例题】在平面直角坐标系中,矩形 OABC 如图所示,点 A 在 x
轴正半轴上,点 C 在 y 轴正半轴上,且 OA=6,OC=4,D 为 OC 中
点,点 E,F 在线段 OA 上,点 E 在点 F 左侧,EF=2,当四边形BDEF
的周长最小时,求点 E 的坐标.
【思路】
DE
第一步:四边形BDEF的周长C四边形BDEF=BD+____+EF+____,
其中 BD=________,EF=________,则当________+________
时,四边形 BDEF 的周长最小,
2
DE
BF
↓
第二步:如图,将点 D 向右平移___个单位长度得
到 D′________,作 D′关于 x 轴的对称点 D″_________,
连接 BD″交 x 轴于点 F,将点 F 向左平移 2 个单位长度
到点______,
2
(2,2)
(2,-2)
E
↓
BF
D″F
BF
D″B
第三步:此时 DE+BF=________+________≥________,此时
点 E 和点 F 为所求作的点,且四边形 BDEF 周长最小,
↓
第四步:待定系数法求出直线 BD″的解析式为 y=____________,
求得点 E 坐标为____________.
【答案】
1.如图,抛物线 y=(x-1)2-4 与 y 轴交于点 C,M 为抛物线的顶
点,N(4,5)为抛物线上的点,过点 C 作直线 l∥x 轴,动点 P(m,-3)
在直线l上,动点Q(m,0)在x轴上,连接 PM,PQ,NQ,当m为______
时,PM+PQ+QN 的和最小为________.
2.如图,在平面直角坐标系 xOy中,点 A在 y 轴的正半轴上,点B
在 x 轴的正半轴上,OA=OB=10,将直线 AB 向下平移 10 个单位长
度得到直线 l,点 M,N 是直线 l 上的动点(M,N 的横坐标分别是 xM,
,求四边形 ABNM 的周长的最小值,并说
xN,且 xM<xN),MN=4
明理由.
解:如图所示,作点 A 关于直线 l 的对称点 C,作 MD∥BN,连
接 MC,CD.∴AM=MC,AC⊥MN.
∵MN∥AB,MD∥BN,
∴四边形 MNBD 是平行四边形,∠CAD=90°,
∴MN=BD,MD=BN.
1.(2022·桂林中考真题改编)如图,抛物线 y=-x2+3x+4 与 x 轴
交于 A,B 两点(点 A 位于点 B 的左侧),与 y 轴交于C点,抛物线的对
称轴 l 与 x 轴交于点 N,长为 1 的线段 PQ(点 P 位于点 Q 的上方)在 x
轴上方的抛物线对称轴上运动,则 CP+PQ+QB 的最小值为____.
6
2.(2023·齐齐哈尔中考真题改编)如图,抛物线 y=-x2+bx+c 上
的点 A,C 坐标分别为(0,2),(4,0),抛物线与 x 轴负半轴交于点 B,
点 M 为 y 轴负半轴上一点,且 OM=2,连接 AC,CM.将抛物线沿 x
轴的负方向平移得到新抛物线,点 A 的对应点为点 A′,点 C 的对应点
为点 C′,在抛物线平移过程中,当 MA′+MC′的值最小时,新抛物线
的顶点坐标为___________,MA′+MC′的最小值为________.
解:存在,理由如下:
抛物线向左或向右平移,因为 AB,P′C′是定值,所以 A,B,P′,
C′所构成的多边形的周长最短,只要 AC′+BP′最小.
第一种情况:抛物线向右平移,AC′+BP′>AC+BP;
第二种情况:向左平移,如图所示,作点 C′关于 x 轴对称的点 C″,
将点 P′向左移 5 个单位长度得到点 P″,连接 C′C″,P′P″,C″P″,当
C″,A,P″三点共线时,AC″+BP″最短.
$$