内容正文:
专题07 最值模型之将军饮马(遛马、过桥)模型
将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型是将军饮马的姊妹篇,它是在将军饮马的基础上加入了平移的思想,主要还是考查转化与化归等的数学思想。在各类考试中都以中高档题为主,本专题就将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
在解决将军遛马和将军过桥(造桥),不管是横向还是纵向的线段长度(定长),只要将线段按照长度方向平移即可,即可以跨越长度转化为标准的将军饮马模型,再依据同侧做对称点变异侧,异侧直接连线即可。利用数学的转化思想,将复杂模型变成基本模型就简单容易多了,从此将军遛马和将军过桥(造桥)再也不是问题!
2
模型1.将军遛马模型 2
模型2.将军造桥(过桥)模型 6
12
模型1.将军遛马模型
已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。
点A、B在直线m异侧(图1-1); 点A、B在直线m同侧 (图1-2);
图1-1 图1-2
将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,
再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.
图1-1 图1-2
将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,
根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,
再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。
例1.(2024上·江苏南通·八年级统考期中)如图,中,,,,若D,E是边上的两个动点,F是边上的一个动点,,则的最小值为( )
A.3 B. C. D.3
例2.(2024·山东潍坊·八年级期末)如图,在平面直角坐标系中,已知,,是轴上的一条动线段,且,当取最小值时,点坐标为______.
例3.(2024·山东·八年级专题练习)如图,四边形是平行四边形,,,,点、是边上的动点,且,则四边形周长的最小值为______.
例4.(2024·黑龙江·校考模拟预测)如图,在等腰直角三角形中,,,线段在斜边上运动,且.连接,.则周长的最小值是______.
模型2.将军造桥(过桥)模型
已知,如图2,将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?(即:AM+MN+NB的值最小)。
图2
将军造桥(过桥)模型:如图2,过A点作AA’∥MN,且AA’=MN,连接A’B,
∵AA’∥MN,且AA’=MN ∴四边形APQC为平行四边形,故AM=A’N,
∵MN为定值,∴求AM+MN+NB的最小值,即求AM+NB的最小值+MN。
再利用“两点之间线段最短”,可得AM+NB的最小值为A’B,故AM+MN+NB的最小值=A’B+MN。
图2
例1.(2024.山东八年级月考)有一条以互相平行的直线为岸的河流,其两侧有村庄和村庄,现在要在河上建一座桥梁(桥与河岸垂直),使两村庄之间的路程最短,从作图痕迹上来看,正确的是( )
A. B. C. D.
例2.(2024上·湖北·九年级联考自主招生)如图有一条直角弯道河流,河宽为2,、两地到河岸边的距离均为1,,,,现欲在河道上架两座桥、,使最小,则最小值为
A. B. C.14 D.12
例3.(2024.广东深圳市九年级期中)如图1,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=2,OC=6,∠A=60°,线段EF所在的直线为OD的垂直平分线,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E′关于x轴对称,连接BP、E′M.
(1)请直接写出点A的坐标为_____,点B的坐标为_____;
(2)当BP+PM+ME′的长度最小时,请直接写出此时点P的坐标为_____;
例4.(2024·内江·中考模拟预测)如图,已知直线,、之间的距离为8,点P到直线的距离为6,点Q到直线的距离为4,PQ=,在直线l1上有一动点A,直线上有一动点B,满足AB⊥,且PA+AB+BQ最小,此时PA+BQ= .
例5.(2024·陕西西安·校考模拟预测)如图,中,,,,,;垂足分别为点F和E.点G和H分别是和上的动点,,那么的最小值为______.
例6.(2024·湖北武汉·八年级统考期中)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是________.
1.(2024上·江苏无锡·八年级校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线AB与y轴交于点A(0,6),与x轴的负半轴交于点B,且∠BAO=30°, M、N是该直线上的两个动点,且MN=2,连接OM、ON,则△MON周长的最小值为 ( )
A.2+3 B.2+2 C.2+2 D.5+
2.(2023·广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )
A.2 B.1+3 C.3+ D.
3.(2024.山东九年级校考一模)如图,已知A(3,1)与B(1,0),PQ是直线y=x上的一条动线段且PQ=(Q在P的下方),当AP+PQ+QB最小时,Q点坐标为( )
A.(,) B.(,) C.(0,0) D.(1,1)
4.(2024·安徽·校联考模拟预测)如图,在四边形中,对角线相交于点,,,则的最小值为( )
A.8 B. C. D.
5.(2024上·江苏南通·八年级统考期中)如图,中,,,,若D,E是边上的两个动点,F是边上的一个动点,,则的最小值为( )
A.3 B. C. D.3
6.(23-24成都市八年级校考期末)如图,在平面直角坐标系中有,两点.将直线:向上平移个单位长度得到直线,点在直线上,过点作直线的垂线,垂足为点,连接,,,则折线的长的最小值为 .
7.(2024.广东深圳市八年级期中)如图,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=4,OC=10,∠A=60°,线段EF垂直平分OD,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E'关于x轴对称,连接BP、E'M,则BP+PM+ME'的长度的最小值为 .
8.(2024广东·九年级期中)如图,CD是直线x=1上长度固定为1的一条动线段.已知A(﹣1,0),B(0,4),则四边形ABCD周长的最小值为 _________________.
9.(2024上·浙江·八年级周测)如图,为等腰直角三角形,,点在的延长线上,且,将沿方向平移得到,连接,,则的周长的最小值为 .
10.(2023·江苏盐城·统考三模)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是 .
11.(2024上·重庆沙坪坝·八年级校考阶段练习)已知点函数的图象上有两个动点,且,则四边形的周长最小值是 .
12.(2023下·辽宁鞍山·八年级统考期末)如图,河的两岸有,两个水文观测点,为方便联络,要在河上修一座木桥(河的两岸互相平行,垂直于河岸),现测得,两点到河岸的距离分别是5米,4米,河宽3米,且,两点之间的水平距离为12米,则的最小值是 米.
13.(23-24八年级下·山东威海·期中)如图,在平行四边形中,,,将线段沿着直线上下平移得到线段,连接,,则的最小值是 .
14.(2024·江苏苏州·校考二模)如图,在中,.如果在三角形内部有一条动线段,且,则的最小值为________.
15.(23-24八年级下·重庆秀山·期中)在平行四边形中,连接,若,点为边上一点,连接,交于点.如图,若,,点在边上,,且平分,线段(点在点的左侧)在线段上运动,且,连接,,请直接写出的最小值.
16.(2024北京西城八年级期中)作图题(不写作法)
()如图,一个牧童从点出发,赶着羊群去河边喝水,则应当怎样选择饮水路线,才能使羊群走的路程最短?请在图中画出最短路线.
()如图,直线是一条河,,是两个村庄,欲在上的某处修建一个水泵站,向,两地供水,要使所需管道的长度最短,在图中标出点.(保留作图过程)
()如图,在一条河的两岸有,两个村庄,现在要在河上建一座小桥,桥的方向与河岸方向垂直,桥在图中用一条线段表示.试问:桥建在何处,才能使到的路程最短呢?请在图中画出桥的位置.(保留作图过程)
17.(2023上·陕西西安·九年级校考阶段练习)(1)问题提出如图①,在中,,点D,E分别是的中点.若点M,N分别是和上的动点,则的最小值是______.
(2)问题探究:如图②,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥(与河床垂直),桥造在何处,才能使从A到B的路径最短.博琳小组针对该问题展开讨论,小旭同学认为:过A作河岸的垂线,使,为河宽,连接,与河的一岸交于点N,此时在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.你认为小旭的说法正确吗?请说明理由.
18.(2023上·重庆万州·九年级校考期中)如图,直线的图象与轴和轴分别交于点和点,的垂直平分线与轴交于点,与交于点,连接.(1)如图1,求的长;(2)如图2,若点是射线上的动点,点和点是轴上的两个动点,且,当的面积为时,求的最小值。
19.(2023·广东深圳·八年级统考期末)如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知平行四边形OABC的顶点O为坐标原点,顶点A在x轴的正半轴上,B、C在第一象限内,且OA=6,OC=3,∠AOC=45°.
(1)顶点B的坐标为 ,顶点C的坐标为 ;(2)设对角线AC、OB交于点E,在y轴上有一点D(0,﹣1),x轴上有一长为1个单位长度的可以左右平移的线段MN,点M在点N的左侧,连接DM、EN,求DM+EN的最小值;(3)如图2,若直线l:y=kx+b过点P(0,﹣2),且把平行四边形OABC的面积分成1:2的两部分,请直接写出直线l的函数解析式.
20.(23-24八年级下·广东深圳·期末)【综合实践活动】
【问题背景】如图,,表示两个村庄,要在,一侧的河岸边建造一个抽水站,使得它到两个村庄的距离和最短,抽水站应该修建在什么位置?
【数学建模】小坤发现这个问题可以用轴对称知识解决,他先将实际问题抽象成如下数学问题:
如图,,是直线同侧的两个点,点在直线上.在何处时,的值最小.
画图:如图,作关于直线的对称点,连结与直线交于点,点的位置即为所求.
证明:和关于直线对称 直线垂直平分
________,
根据“________”(填写序号:①两点之间,线段最短;②垂线段最短;③两点确定一列条直线.)可得最小值为________(填线段名称),此时P点是线段和直线的交点.
【问题拓展】如图4,村庄的某物流公司在河的对岸有一个仓库(河流两侧河岸平行,即),为了方便渡河,需要在河上修建一座桥(桥的长度固定不变,等于河流的宽度且与河岸方向垂直),请问桥修建在何处才能使得到的路线最短?请你画出此时桥的位置(保留画图痕迹,否则不给分).
【迁移应用】光明区某湿地公园如图5所示,四边形为花海景区,,米,米,长方形为人工湖景区,为了方便市民观景,公园决定修建一条步行观光路线(折线),为起点,终点在上,米,为湖边观景台,长度固定不变米),且需要修建在湖边所在直线上,步行观光路线的长度会随着观景台位置的变化而变化,请直接写出步行观光路线的最短长度.
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专题07 最值模型之将军饮马(遛马、过桥)模型
将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型是将军饮马的姊妹篇,它是在将军饮马的基础上加入了平移的思想,主要还是考查转化与化归等的数学思想。在各类考试中都以中高档题为主,本专题就将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
在解决将军遛马和将军过桥(造桥),不管是横向还是纵向的线段长度(定长),只要将线段按照长度方向平移即可,即可以跨越长度转化为标准的将军饮马模型,再依据同侧做对称点变异侧,异侧直接连线即可。利用数学的转化思想,将复杂模型变成基本模型就简单容易多了,从此将军遛马和将军过桥(造桥)再也不是问题!
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模型1.将军遛马模型 2
模型2.将军造桥(过桥)模型 6
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模型1.将军遛马模型
已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。
点A、B在直线m异侧(图1-1); 点A、B在直线m同侧 (图1-2);
图1-1 图1-2
将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,
再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.
图1-1 图1-2
将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,
根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,
再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。
例1.(2024上·江苏南通·八年级统考期中)如图,中,,,,若D,E是边上的两个动点,F是边上的一个动点,,则的最小值为( )
A.3 B. C. D.3
【答案】A
【详解】解:如图,过点C作关于的对称点,连接,交于点N;过作,且,过作于点F,交AB于点E,
∵,, ∴四边形是平行四边形,∴,
又∵关于对称,∴,∴,即的最小值为,
∵,,∴,∴,,
过作,则,又∵,∴四边形是矩形,
∴,,
∵,,∴,
在中,,,
∴,∴,
∴’故选:A.
例2.(2024·山东潍坊·八年级期末)如图,在平面直角坐标系中,已知,,是轴上的一条动线段,且,当取最小值时,点坐标为______.
【答案】
【详解】解:如图把点4向右平移1个单位得到E(1,1),作点E关于x轴的对称点F(1,-1),连接BF,BF与x轴的交点即为点Q,此时4P+PQ+QB的值最小.
设最小BF的解析式为y=kx+b,则有解得
∴直线BF的解析式为y=x-2,令y=0,得到x=2.∴Q(2.0)故答案为(2,0).
例3.(2024·山东·八年级专题练习)如图,四边形是平行四边形,,,,点、是边上的动点,且,则四边形周长的最小值为______.
【答案】
【详解】如下图,将点沿向右平移2个单位长度得到点,作点关于的对称点,连接,交于点,在上截取,连接,,∴,,
此时四边形的周长为,
当点、、三点共线时,四边形的周长最小,
,,,经过点,,,
,,,
,四边形周长的最小值为,故答案为:.
例4.(2024·黑龙江·校考模拟预测)如图,在等腰直角三角形中,,,线段在斜边上运动,且.连接,.则周长的最小值是______.
【答案】/
【详解】解:如图,作点关于的对称点,连接、,过点作,且点在上方,,连接交于点,取,连接,.
,.,,∴四边形为平行四边形,.
,,三点共线,此时的周长最小.
,,即,,
周长的最小值为:.故答案为:.
模型2.将军造桥(过桥)模型
已知,如图2,将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?(即:AM+MN+NB的值最小)。
图2
将军造桥(过桥)模型:如图2,过A点作AA’∥MN,且AA’=MN,连接A’B,
∵AA’∥MN,且AA’=MN ∴四边形APQC为平行四边形,故AM=A’N,
∵MN为定值,∴求AM+MN+NB的最小值,即求AM+NB的最小值+MN。
再利用“两点之间线段最短”,可得AM+NB的最小值为A’B,故AM+MN+NB的最小值=A’B+MN。
图2
例1.(2024.山东八年级月考)有一条以互相平行的直线为岸的河流,其两侧有村庄和村庄,现在要在河上建一座桥梁(桥与河岸垂直),使两村庄之间的路程最短,从作图痕迹上来看,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:根据轴对称确定最短路线问题,过村庄作河岸的垂线并且等于河的宽度,
然后与村庄连接与河岸相交于一点,过点作与相交于点,
连接,则即为最短路径,如图 所示,故选:D.
例2.(2024上·湖北·九年级联考自主招生)如图有一条直角弯道河流,河宽为2,、两地到河岸边的距离均为1,,,,现欲在河道上架两座桥、,使最小,则最小值为
A. B. C.14 D.12
【答案】C
【详解】解:延长到,使得,延长到,使得,连接交河道于点,,得到两座桥,,此时的值最小.
∴四边形是平行四边形,∴,同理:=,
延长交的延长线于点.∴,,
∴,,
在中,,
,
的最小值为14.故选:C.
例3.(2024.广东深圳市九年级期中)如图1,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=2,OC=6,∠A=60°,线段EF所在的直线为OD的垂直平分线,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E′关于x轴对称,连接BP、E′M.
(1)请直接写出点A的坐标为_____,点B的坐标为_____;
(2)当BP+PM+ME′的长度最小时,请直接写出此时点P的坐标为_____;
【答案】(1)(﹣2,2),(4,2);(2)(2,);
【详解】解:(1)如图1中,
在Rt△ADO中,∵∠A=60°,∴∠AOD=30°.∵AD=2,∴OD =2,∴A(﹣2,2),
∵四边形ABCO是平行四边形,∴AB=OC=6,∴DB=6﹣2=4,∴B(4,2);
(2)如图1中,连接OP.
∵EF垂直平分线段OD,PM⊥OC,∴∠PEO=∠EOM=∠PMO=90°,∴四边形OMPE是矩形,∴PM=OE=.
∵OE=OE′,∴PM=OE′,PM∥OE′,∴四边形OPME′是平行四边形,∴OP=EM,
∵PM是定值,∴PB+ME′=OP+PB的值最小时,BP+PM+ME′的长度最小,∴当O、P、B共线时,BP+PM+ME′的长度最小.∵直线OB的解析式为y=x,∴P(2,).故答案为(2,).
例4.(2024·内江·中考模拟预测)如图,已知直线,、之间的距离为8,点P到直线的距离为6,点Q到直线的距离为4,PQ=,在直线l1上有一动点A,直线上有一动点B,满足AB⊥,且PA+AB+BQ最小,此时PA+BQ= .
【答案】16
【详解】作PE⊥于E交于F,在PF上截取PC=8,连接QC交于B,作BA⊥于A,此时PA+AB+BQ最短.作QD⊥PF于D.
在Rt△PQD中,∵∠D=,PQ=,PD=18,∴DQ= =,
∵AB=PC=8,ABPC,∴四边形ABCP是平行四边形,∴PA=BC,
又CD=10,∴PA+BQ=CB+BQ=QC= ==16.故答案为:16.
例5.(2024·陕西西安·校考模拟预测)如图,中,,,,,;垂足分别为点F和E.点G和H分别是和上的动点,,那么的最小值为______.
【答案】
【详解】解:如图,过点E作交于点I,连接.
∵中,,,∴,∴,
∴,.∵,,∴.
∵,∴四边形为平行四边形,∴.同理可得出.
∵,,∴四边形为平行四边形,
∴,∴四边形为平行四边形,
∴,∴,∴当最小时,最小.
∵当点I,H,C三点共线时,最小,∴此时最小,如图,
∵,∴.∵∴四边形为平行四边形,∴,,
∵,,∴,∴,∴,
∴的最小值为. 故答案为:.
例6.(2024·湖北武汉·八年级统考期中)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是________.
【答案】
【详解】作交于点E,在取,连接,延长至点,使,连接,作于点,如下图:
,,为等边三角形,,
,,四边形为平行四边形,
同理得四边形与四边形为平行四边形,
,,,
,
中,,
中,
,的最小值是.
1.(2024上·江苏无锡·八年级校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线AB与y轴交于点A(0,6),与x轴的负半轴交于点B,且∠BAO=30°, M、N是该直线上的两个动点,且MN=2,连接OM、ON,则△MON周长的最小值为 ( )
A.2+3 B.2+2 C.2+2 D.5+
【答案】B
【详解】解:如图作点O关于直线AB的对称点O’,作且,连接O’C交AB于点D,连接ON,MO, ∴四边形MNOC为平行四边形,∴,,∴,
在中,,即,
当点M到点D的位置时,即当O’、M、C三点共线,取得最小值,
∵,,设,则,,解得:,
即:,,,解得:,∴,
∵,∴,∵,∴,∴,
在中,,即:,∴,选:B.
2.(2023·广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )
A.2 B.1+3 C.3+ D.
【答案】A
【详解】解:如图,作BB'垂直于河岸,使BB′等于河宽,连接AB′,与靠近A的河岸相交于M,作MN垂直于另一条河岸,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故MB′=BN.
根据“两点之间线段最短”,AB′最短,即AM+BN最短.
∵AB=10千米,BC=1+3+4=8千米,∴在RT△ABC中,,
在RT△AB′C中,B′C=1+3=4千米,∴AB′=千米;故选A.
3.(2024.山东九年级校考一模)如图,已知A(3,1)与B(1,0),PQ是直线y=x上的一条动线段且PQ=(Q在P的下方),当AP+PQ+QB最小时,Q点坐标为( )
A.(,) B.(,) C.(0,0) D.(1,1)
【解答】解:作点B关于直线y=x的对称点B'(0,1),过点A作直线MN,使得MN平行于直线y=x,并沿MN向下平移单位后得A'(2,0)连接A'B'交直线y=x于点Q,如图
理由如下:∵AA'=PQ=,AA'∥PQ∴四边形APQA'是平行四边形 ∴AP=A'Q
∵AP+PQ+QB=B'Q+A'Q+PQ且PQ= ∴当A'Q+B'Q值最小时,AP+PQ+QB值最小
根据两点之间线段最短,即A',Q,B'三点共线时A'Q+B'Q值最小
∵B'(0,1),A'(2,0) ∴直线A'B'的解析式y=﹣x+1
∴x=﹣x+1,即x= ∴Q点坐标(,) 故选:A.
4.(2024·安徽·校联考模拟预测)如图,在四边形中,对角线相交于点,,,则的最小值为( )
A.8 B. C. D.
【答案】C
【详解】解:如图,过点作,过点作,相交于点,连接,过点作于点.∵,,∴四边形是平行四边形,∴,.
∵,∴.
当A,B,E三点在同一条直线上时,,此时取得最小值,.
∵,,∴,,
在中,,,,
∴,∴,即的最小值为.
5.(2024上·江苏南通·八年级统考期中)如图,中,,,,若D,E是边上的两个动点,F是边上的一个动点,,则的最小值为( )
A.3 B. C. D.3
【答案】A
【详解】解:如图,过点C作关于的对称点,连接,交于点N;过作,且,过作于点F,交AB于点E,
∵,, ∴四边形是平行四边形,∴,
又∵关于对称,∴,∴,即的最小值为,
∵,,∴,∴,,
过作,则,又∵,∴四边形是矩形,
∴,,
∵,,∴,
在中,,,
∴,∴,
∴’故选:A.
6.(23-24成都市八年级校考期末)如图,在平面直角坐标系中有,两点.将直线:向上平移个单位长度得到直线,点在直线上,过点作直线的垂线,垂足为点,连接,,,则折线的长的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图,将点沿轴向下平移个单位得到,以为斜边,作等腰直角三角形,则点,连接,是等腰直角三角形,,,
将直线:向上平移个单位长度得到直线,,,
,,,
,,,四边形是平行四边形,
,,
当点,点,点三点共线时,有最小值为的长,即有最小值,
点,点,,
折线的长的最小值为,故答案为:.
7.(2024.广东深圳市八年级期中)如图,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=4,OC=10,∠A=60°,线段EF垂直平分OD,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E'关于x轴对称,连接BP、E'M,则BP+PM+ME'的长度的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图:连接OP
在Rt△ADO中,∠A=60°,AD=4,∴OD=4,∴A(-4,4)
∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB=OC=10,∴DB=10-4=6,∴B(6,4)
∵线段EF垂直平分OD∴OE=OD=2,∠PEO=∠EOM=∠PMO=90°,
∴四边形OMPE是矩形,∴PM=OE=2,
∵OE=OE'∴PM=OE',PM//OE',∴四边形OPM E'是平行四边形,∴OP=EM,
∵PM=2是定值,∴PB+ME'=OP+PB的值最小时,BP+PM+M E'的长度最小,
∴当O、P、B共线时,BP+PM+M E'的长度最小
∴BP+PM+M E'的最小值为OB+PM=.故答案为.
8.(2024广东·九年级期中)如图,CD是直线x=1上长度固定为1的一条动线段.已知A(﹣1,0),B(0,4),则四边形ABCD周长的最小值为 _________________.
【答案】
【详解】解:如图,在y轴上取点E,使BE=CD=1,则四边形BCDE为平行四边形,
∵B(0,4),A(﹣1,0),∴OB=4,OA=1,∴OE=3,AB=,
作点A关于直线x=1的对称点A',∴A'(3,0),AD=A'D,
∴AD+DE=A'D+DE,即A'、E、D三点共线时,AD+DE最小值为A'E的长,
在Rt△A'OE中,由勾股定理得A'E=,
∴C四边形ABCD最小值=AB+CD+BC+AD=AB+CD+A'E=+1+5=+6.故答案为:.
9.(2024上·浙江·八年级周测)如图,为等腰直角三角形,,点在的延长线上,且,将沿方向平移得到,连接,,则的周长的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图,作点关于点的对称点,连接、、、,
,
由平移的性质可得:,,,
,,,,
由对称的性质可得:,,,,
,当、、在同一直线上时,的值最小,为,
为等腰直角三角形,,,
,在中,,,,
,的最小值为,
的周长的最小值为,故答案为:.
10.(2023·江苏盐城·统考三模)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是 .
【答案】/
【详解】解:作交于点E,在取,连接,延长至点,使,连接,作于点,如下图:
,,为等边三角形,,
,,四边形为平行四边形,
同理得四边形与四边形为平行四边形,
,,,
,
中,,,
中,,
,即的最小值是.故答案为:.
11.(2024上·重庆沙坪坝·八年级校考阶段练习)已知点函数的图象上有两个动点,且,则四边形的周长最小值是 .
【答案】
【详解】如图,过点A作PQ的平行线,过点P作AQ的平行线,两平行线交于点B,作点B关于直线的对称点C,连接PC、OC、BC,其中BC交直线于点D,
,四边形ABPQ是平行四边形,
,由轴对称的性质得:,,
,,四边形的周长为,
则要使四边形的周长最小,只需最小,
由两点之间线段最短得:当点共线时,取最小值,最小值为,
,设直线AB的函数解析式为,
将点代入得:,解得,则直线AB的函数解析式为,
设点B的坐标为,则,
解得或(不符题意,舍去),,
,设直线BC的函数解析式为,
将点代入得:,解得,则直线BC的函数解析式为,
联立,解得,,设点C的坐标为,
点B、C关于直线对称,点D为BC的中点,
,解得,,的最小值,
则四边形的周长最小值为,故答案为:.
.
12.(2023下·辽宁鞍山·八年级统考期末)如图,河的两岸有,两个水文观测点,为方便联络,要在河上修一座木桥(河的两岸互相平行,垂直于河岸),现测得,两点到河岸的距离分别是5米,4米,河宽3米,且,两点之间的水平距离为12米,则的最小值是 米.
【答案】18
【详解】作垂直于河岸,使等于河宽,连接,与靠近A的河岸相交于M,作垂直于另一条河岸, 过点A作交的延长线于点C,
则且,于是为平行四边形,故,
当时,最小,也就是最短,
∵(米),(米),(米)
∴在中,(米),
∴的最小值为:(米) 故答案为:18 .
13.(23-24八年级下·山东威海·期中)如图,在平行四边形中,,,将线段沿着直线上下平移得到线段,连接,,则的最小值是 .
【答案】13
【详解】解:连接,∵平行四边形,∴,,
由平移性质得:,,四边形为平行四边形,
,,
作关于直线的对称点,连接,,交延长线于,
由对称性得:,,,,
,,,,,
∵,,,
的最小值为,故答案为:
14.(2024·江苏苏州·校考二模)如图,在中,.如果在三角形内部有一条动线段,且,则的最小值为________.
【答案】
【详解】解:在上取一点,使得,连接,如图所示:
,,四边形是平行四边形,,,
将绕点顺时针旋转得到,连接,过点作交的延长线于,如图所示:,,是等边三角形,,,
,,,,
,,,
,,,,,,
,,
,的最小值为,故答案为:.
15.(23-24八年级下·重庆秀山·期中)在平行四边形中,连接,若,点为边上一点,连接,交于点.如图,若,,点在边上,,且平分,线段(点在点的左侧)在线段上运动,且,连接,,请直接写出的最小值.
【答案】
【解析】解:如图3中,过点作,交于点,过点作于点,延长到,使得,连接,, ,,
平分,,,,
,,,,,
,,,
,,,,,
,,,四边形是平行四边形,,
,,,,,
,当,,三点共线时的值最小,
,,,
,,,
的最小值为.
16.(2024北京西城八年级期中)作图题(不写作法)
()如图,一个牧童从点出发,赶着羊群去河边喝水,则应当怎样选择饮水路线,才能使羊群走的路程最短?请在图中画出最短路线.
()如图,直线是一条河,,是两个村庄,欲在上的某处修建一个水泵站,向,两地供水,要使所需管道的长度最短,在图中标出点.(保留作图过程)
()如图,在一条河的两岸有,两个村庄,现在要在河上建一座小桥,桥的方向与河岸方向垂直,桥在图中用一条线段表示.试问:桥建在何处,才能使到的路程最短呢?请在图中画出桥的位置.(保留作图过程)
【答案】作图见解析
【详解】()如图,点到直线垂线段最短.
()如图. ()如图。
17.(2023上·陕西西安·九年级校考阶段练习)(1)问题提出如图①,在中,,点D,E分别是的中点.若点M,N分别是和上的动点,则的最小值是______.
(2)问题探究:如图②,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥(与河床垂直),桥造在何处,才能使从A到B的路径最短.博琳小组针对该问题展开讨论,小旭同学认为:过A作河岸的垂线,使,为河宽,连接,与河的一岸交于点N,此时在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.你认为小旭的说法正确吗?请说明理由.
【答案】(1)3;(2)小旭的说法正确,理由见解析;
【详解】解:(1)如图,连接,过点A作于点F,∴,
当时,最短,此时点N与点F重合,即的最小值为的长,
∵,∴,∴,
∴的最小值为3;故答案为:3
(2)解:小旭的说法正确,理由如下:根据题意得:,,
∴四边形为平行四边形,∴,
根据“两点之间线段最短”,当点,N,B三点共线时,最短,
∵为河宽,∴在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.
18.(2023上·重庆万州·九年级校考期中)如图,直线的图象与轴和轴分别交于点和点,的垂直平分线与轴交于点,与交于点,连接.(1)如图1,求的长;(2)如图2,若点是射线上的动点,点和点是轴上的两个动点,且,当的面积为时,求的最小值。
【答案】(1)(2)的最小值为
(3)存在以为顶点的四边形是菱形,所有满足条件的点的坐标为或或
【分析】(1)根据一次函数与坐标轴的交点的方法,令,,即可求解;(2)根据题意可求出的面积,再根据的面积为时,可求出点的坐标,根据“造桥求最短路径的方法”即可求解;
【详解】(1)解:∵直线的图象与轴和轴分别交于点和点,
∴令,则;令,则;∴,,∴,
∵是的垂直平分线,∴,设,则,
∴在中,,∴,
解得,,即,∴.
(2)解:已知,,是的垂直平分线,
∴,即,且,∴,
∵,,设所在直线的解析式为,
∴,解得,,∴所在直线的解析式为,
∵点在直线的图象上,∴设,∴,
∴,∴,整理得,,
解得,,,∴,,
∵点是射线上的动点,,∴舍去,∴点的坐标为,
∴当时,如图所示,作点关于轴对称的点,将线段向上平移至点与点重合,即,此时点三点共线,即四边形是平行四边形,则,此时的值最小,
∴,∵,∴,
如上所示,过点作轴于点,过点作轴于点,且,
∴,则,,
∴在中,,则,
∴的值最小为.
【点睛】本题主要考查一次函数与几何图形的综合,掌握一次函数与坐标轴交点的计算方法,对称最段路径的计算方法,菱形的判定和性质,全等三角形的判定和性质等知识的综合运用是解题的关键.
19.(2023·广东深圳·八年级统考期末)如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知平行四边形OABC的顶点O为坐标原点,顶点A在x轴的正半轴上,B、C在第一象限内,且OA=6,OC=3,∠AOC=45°.
(1)顶点B的坐标为 ,顶点C的坐标为 ;(2)设对角线AC、OB交于点E,在y轴上有一点D(0,﹣1),x轴上有一长为1个单位长度的可以左右平移的线段MN,点M在点N的左侧,连接DM、EN,求DM+EN的最小值;(3)如图2,若直线l:y=kx+b过点P(0,﹣2),且把平行四边形OABC的面积分成1:2的两部分,请直接写出直线l的函数解析式.
【答案】(1)(9,3),(3,3);(2)DM+EN的最小值为;(3)直线l的函数解析式为:y=x–2或y=x﹣2.
【分析】(1)延长BC交y轴于点G,可得到等腰,可求出OG,CG,即可求解;
(2)将点D向右平移1个单位长度得点F,连接EF交x轴于点N,可得到四边形OABC是平行四边形,则当点E,N,F三点共线时,DM+EN有最小值,由勾股定理即可求出;
(3)直线l:y=kx+b过点P(0,﹣2),且把平行四边形OABC的面积分成1:2的两部分,设直线l分别交x轴于点Q,交直线BC于点R,然后进行分类讨论即可.
【详解】(1)延长BC交y轴于点G,
∵在平行四边形OABC中,OA=6,OC=3 ,∠AOC=45°,
∴∠COG=45°,OG=CG,BC=OA=6,
∴在 中, ,即 ,
解得: ,即CG=3,∴BG=BC+CG=9,
∴顶点B的坐标为(9,3),顶点C的坐标为(3,3),故答案为:(9,3),(3,3);
(2)将点D向右平移1个单位长度得点F,连接EF交x轴于点N,∵MN=DF=1,∴F(1,–1),
又由平移性质可得DF∥MN,∴将点D向右平移1个单位长度得点F,连接EF交x轴于点N,
∴DM=FN,∴当点E,N,F三点共线时,DM+EN有最小值,此时DM+EN=FN+EN=EF,
∵四边形OABC是平行四边形,∴E是AC的中点,∵A(6,0),C(3,3),∴E(4.5,1.5),
∵F(1,–1),∴EF= ,∴DM+EN的最小值为;
(3)设直线l分别交x轴于点Q,交直线BC于点R,
∵直线l:y=kx+b过点P(0,−2),∴b=–2,
在y=kx﹣2中,当y=0时,x= ,当y=3时,x=,
∴Q(,0),R(,3),∴OQ=,CR=,
∴S四边形OQRC=(OQ+CR)×3= ,
①当S四边形OQRC= S四边形QABR时,= ,解得:k=1,
∴直线l的函数解析式为:y=x–2,
②当S四边形OQRC=2S四边形QABR时,=,解得:k= ,
∴直线l的函数解析式为:y=x﹣2,
综上,直线l的函数解析式为:y=x–2或y=x﹣2.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质与判定,一次函数的几何应用,解题的关键是熟练掌握一次函数的性质,利用数形结合思想解答.
20.(23-24八年级下·广东深圳·期末)【综合实践活动】
【问题背景】如图,,表示两个村庄,要在,一侧的河岸边建造一个抽水站,使得它到两个村庄的距离和最短,抽水站应该修建在什么位置?
【数学建模】小坤发现这个问题可以用轴对称知识解决,他先将实际问题抽象成如下数学问题:
如图,,是直线同侧的两个点,点在直线上.在何处时,的值最小.
画图:如图,作关于直线的对称点,连结与直线交于点,点的位置即为所求.
证明:和关于直线对称 直线垂直平分
________,
根据“________”(填写序号:①两点之间,线段最短;②垂线段最短;③两点确定一列条直线.)可得最小值为________(填线段名称),此时P点是线段和直线的交点.
【问题拓展】如图4,村庄的某物流公司在河的对岸有一个仓库(河流两侧河岸平行,即),为了方便渡河,需要在河上修建一座桥(桥的长度固定不变,等于河流的宽度且与河岸方向垂直),请问桥修建在何处才能使得到的路线最短?请你画出此时桥的位置(保留画图痕迹,否则不给分).
【迁移应用】光明区某湿地公园如图5所示,四边形为花海景区,,米,米,长方形为人工湖景区,为了方便市民观景,公园决定修建一条步行观光路线(折线),为起点,终点在上,米,为湖边观景台,长度固定不变米),且需要修建在湖边所在直线上,步行观光路线的长度会随着观景台位置的变化而变化,请直接写出步行观光路线的最短长度.
【答案】【数学建模】, ① ,;【问题拓展】见解析【迁移应用】米
【分析】本题考查了轴对称—最短路径问题,要利用“两点之间线段最短”,但许多实际问题没这么简单,需要我们将一些线段进行转化,即用与它相等的线段替代,从而转化成两点之间线段最短的问题.目前,往往利用对称性、平行四边形的相关知识进行转化,以后还会学习一些线段转化的方法.
【数学建模】由垂直平分线的性质得,由两点之间线段最短得;
【问题拓展】解过作垂直于河岸,使得,连接交另一河岸于,过 作垂直河岸于,即为所求;
【迁移应用】过作,使得,作关于直线对称点,连接交直线于,此时使得最短,最后由勾股定理求解即可.
【详解】,①,;解:【问题拓展】桥修建在如图所示的位置才能使得到的路线最短;
解:【迁移应用】如图所示,过作,使得,作关于直线对称点,延长交于,连接交直线于,此时使得最短,
∵,,∴四边形是平行四边形,∴,
∵关于直线对称点,∴,,,
∴,
在△中,由勾股定理得,
∴, 故步行观光路线的最短长度为米.
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