内容正文:
专题17.将军饮马模型
将军饮马模型在考试中,无论是解答题,还是选择、填空题,都是学生感觉有困难的地方,也恰是学生能力区分度最重要的地方,主要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。在解决几何最值问题主要依据是:①两点之间,线段最短;②垂线段最短,涉及的基本方法还有:利用轴对称变换化归到“三角形两边之和大于第三边”、“三角形两边之差小于第三边”等。希望通过本专题的讲解让大家对这类问题有比较清晰的认识。
2
模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动) 2
模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动) 29
模型3.将军饮马(多线段和的最值模型)(一定两动) 53
模型4.将军饮马(多线段和的最值模型)(两定两动) 68
79
模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动)
条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线m上的一个动点,求AP+BP的最小值。
模型(1)点A、B在直线m两侧: 模型(2)点A、B在直线同侧:
模型(1)点A、B在直线m两侧: 模型(2)点A、B在直线同侧:
图(1) 图(2)
模型(1):如图(1),连结AB,根据两点之间线段最短,AP+BP的最小值即为:线段AB的长度。
模型(2):如图(2),作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B,根据两点之间线段最短,AP+BP的最小值即为:线段A’B的长度。
例1.(2024·福建·八年级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点C在直线MN上,∠BCN=30°,点P为MN上一动点,连结AP,BP.当AP+BP的值最小时,∠CBP的度数为 _____.
【答案】15°##15度
【详解】如图,作点B关于MN的对称点D,连接AD交MN于P,连接BP,CD,
∵点B与点D是关于MN的对称点,∠BCN=30°,∴BC=CD,∠BCD=60°,∴△BCD是等边三角形,
∵∠ACB=90°,AC=BC,∴AC=CD,∠ACD=∠ACB +∠BCD=150°,∴∠CDP=15°,
∵点B与点D是关于MN的对称点,,且△BCD是等边三角形,
∴由等边三角形的轴对称性可知:∠CBP=∠CDP=15°,故答案为:15°.
例2.(23-24八年级上·黑龙江牡丹江·期末)如图,等边中,于点H,点D为的中点,,点E为上一点,连接,如果,那么m的最小值为 .
【答案】4
【详解】解:连接,
∵等边中,于点H,∴点关于对称,∴,
∴,∵点D为的中点,∴,∴,
∵,∴,∴m的最小值为4;故答案为:4.
例3.(23-24八年级上·河南商丘·期中)如图,在中,,,,D是中点,垂直平分,交于点E,交于点F,在上确定一点P,使最小,则这个最小值为( )
A.3 B.6 C.9 D.12
【答案】B
【详解】解:如图所示:连接.∵,D是中点,∴于点D,
∵,,∴,∴,
∵垂直平分,∴,∴,
∴,∴的最小值为6.故选:B.
例4.(23-24八年级上·山东济宁·期末)如图,在中,,,于点.是上的一个动点,于点,连接.若,则的最小值是( )
A.5 B.6 C.8 D.9
【答案】B
【详解】解:如图,作于,交于,连接,,
在中,,,是等边三角形,
,,,,
点关于的对称点为点,,,
当、、在同一直线上且时,的值最小,为,
的最小值是,故选:B.
例5.(23-24八年级上·湖北十堰·期末)如图,中,,点F、E分别是上的动点,则的最小值 .
【答案】
【详解】解:作点关于的对称点,连接,作交于点,如图所示:
则,∴,
∵点E别是上的动点,∴时,有最小值
∵,∴故答案为:
模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动)
条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线l上的一个动点,求|AP-BP|的最大值。
模型(1):点A、B在直线m同侧: 模型(2):点A、B在直线m异侧:
图(1) 图(2)
模型(1):如图(1),延长AB交直线m于点P,当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|P’A-P’B|<AB,当A、B、P共线时,有|PA-PB|=AB,故|PA-PB|≤AB,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB的长度。
模型(2):如图(2),作点B作关于直线m的对称点B’,连接AB’交直线m于点P,此时PB=PB’。
当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|P’A-P’B|=|P’A-P’B’|<AB’,
当A、B、P共线时,有|PA-PB|=|PA-PB’|=AB’,故|PA-PB|≤AB’,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB’的长度。
例1.(2024·安徽马鞍山·八年级期末)如图,两村在一条小河的同一侧,要在河边建水厂向两村供水.
(1)若要使自来水厂到两村的距离相等,厂址应选在哪个位置?
(2)若要使自来水厂到两村的输水管用料最省,厂址应选在哪个位置?
(3)自来水厂建好后,在招收职工的试卷中有道题“请你在河流上找出一点,使的值最大.”你能找到点吗?请将上述三点在下列各图分别标出,并保留尺规作图痕迹.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析
【详解】解:(1)∵自来水厂到两村的距离相等,即MA=MB,
∴M在AB的垂直平分线上,如图:厂址应该选在M处;
(2)由题意可知,若自来水厂到两村的输水管用料最省,即AN+BN最小,
如图,A′为点A关于CD的对称点,连接A′B,与CD交于点N,则厂址应该选在点N处;
(3)若最大,根据三角形两边之差小于第三边,如图,
可知P位于AB与CD交点处时,|PA-PB|最大;
例2.(2024·江苏泰州·八年级专题练习)如图,在△ABC中,AB=AC,AC的垂直平分线交AC于点N,交AB于点M,AB=12cm,△BMC的周长是20cm,若点P在直线MN上,则PA﹣PB的最大值为_______.
【详解】解:∵MN垂直平分AC,∴MA=MC,
又∵C△BMC=BM+MC+BC=20cm,BM+MA=AB=12cm,∴BC=20﹣12=8(cm),
在MN上取点P,∵MN垂直平分AC连接PA、PB、PC
∴PA=PC ∴PA﹣PB=PC﹣PB 在△PBC中PC﹣PB<BC
当P、B、C共线时,即P运动到与P'重合时,(PC﹣PB)有最大值,此时PC﹣PB=BC=8cm.
例3.(2023·江苏南通·模拟预测)如图,已知 为等腰直角三角形,,, 为 上的动点,则 的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【答案】A
【详解】解:如图,作点关于直线的对称点,连接并延长交于点,连接、;
由轴对称图形的性质可知:,,
∴ 即:当三点共线时,
∵ 为等腰直角三角形,∴,
∴∴是等边三角形
∴即:的最大值为故选:A.
例4.(2024·湖北·八年级期中)如图,,为上一动点,,过作交直线于,过作交直线于点,若,当的值最大时,则 ________ .
【答案】123°
【详解】解:当DM与DP重合,AN与AB重合时,|AN-DM|的值最大,此时|AN-DM|=AB,
∵∠ABC=114°,∴∠CDE=180°-114°=66°,∴∠MCD=90°-66°=24°,
又∵AB=BC,∴∠ACB=(180°-114°)÷2=33°,
∴∠ACE=180°-∠ACB-∠DCM=180°-33°-24°=123°,故答案为:123°.
模型3.将军饮马(多线段和的最值模型)(一定两动)
如图,A为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使三角形APQ的周长(AP+PQ+QA)最小。
证明:如上图,作点A分别关于定直线m、n的对称点A’、A’’,连结A’B,
根据对称得到:QA=QA’,PA=PA’’,故故PA+PQ+QA=PA’’+PQ+QA’,
再利用“两点之间线段最短”,得到PA+PQ+QA的最小值即为:线段A’A’’的长度。
例1.(23-24八年级上·湖北武汉·期末)如图,锐角中,,的面积是6,D、E、F分别是三边上的动点,则周长的最小值是( )
A.3 B.4 C.6 D.7
【答案】C
【详解】解:如图所示,作点关于的对称点,作点关于的对称点,连接,,,
∴,,,
∵,∴,
∴,∵周长,
∴当点在一条直线上时,最小,即此时周长最小,最小值为,此时三角形是等边三角形,∴,
根据点到直线垂线段最短,可知当时,最小,即周长最小,
∵的面积是,,即,
∴,即周长最小6,故选C.
例2.(2024·江苏·无锡八年级期末)如图,已知∠AOB的大小为α,P是∠AOB内部的一个定点,且OP=4,点E、F分别是OA、OB上的动点,若△PEF周长的最小值等于4,则α=( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【答案】A
【详解】解:如图,作点P关于OA的对称点C,关于OB的对称点D,连接CD,交OA于E,OB于F.
此时,△PEF的周长最小.连接OC,OD,PE,PF.
∵点P与点C关于OA对称,∴OA垂直平分PC,∴∠COA=∠AOP,PE=CE,OC=OP,
同理,可得∠DOB=∠BOP,PF=DF,OD=OP.
∴∠COA+∠DOB=∠AOP+∠BOP=∠AOB=α,OC=OD=OP=4,∴∠COD=2α.
又∵△PEF的周长=PE+EF+FP=CE+EF+FD=CD=4,∴OC=OD=CD=4,
∴△COD是等边三角形,∴2α=60°,∴α=30°.故选:A.
例3.(2024·江苏九年级一模)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,D,E,F分别是AB,BC,AC边上的动点,则△DEF的周长的最小值是( )
A.2.5 B.3.5 C.4.8 D.6
【答案】C
【详解】解:如图,作D关于直线AC的对称点M,作D关于直线BC的对称点N,连接CM,CN,CD,EN,FM,DN,DM.
∴DF=FM,DE=EN,CD=CM,CD=CN,∴CD=CM=CN,
∵∠MCA=∠DCA,∠BCN=∠BCD,∠ACD+∠BCD=90°,
∴∠MCD+∠NCD=180°,∴M、C、N共线,∵DF+DE+EF=FM+EN+EF,
∵FM+EN+EF≥MN,∴当M、F、E、N共线时,且CD⊥AB时,DE+EF+FD的值最小,最小值为MN=2CD,
∵CD⊥AB,∴•AB•CD=•AB•AC,∴CD===2.4,
∴DE+EF+FD的最小值为4.8.故选:C.
模型4.将军饮马(多线段和的最值模型)(两定两动)
模型(1):两定点+两动点
条件:A,B为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。
两个点都在直线外侧(图1-1);内外侧各一点(图1-2);两个点都在内侧(图1-3)
图1-1 图1-1 图1-1
图1-1 图1-1 图1-1
模型(1-1)(两点都在直线外侧型)
如图(1-1),连结AB,根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB的长度。
模型(1-2)(直线内外侧各一点型)
如图(1-2),作点B关于定直线n的对称点B’,连结AB’,根据对称得到:QB=QB’,故PA+PQ+QB=PA+PQ+QB’,
根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB’的长度。
模型(1-3)(两点都在直线内侧型)
如图(1-3),作点B关于定直线n的对称点B’,作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B’,
根据对称得到:QB=QB’,PA=PA’,故PA+PQ+QB=PA’+PQ+QB’,
根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段A’B’的长度。
例1.(24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,,,分别为,上的点,,,分别为,上的动点,则的最小值为 .
【答案】3
【详解】解:如图,作点关于的对称点,点关于的对称点,连接交于点,交于点,连接、,,
则,,,
的最小值为的长.
,,,,,,
,△为等边三角形,,
即 的值最小为3;故答案为:3
例2.(2024·湖北·八年级期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=2,以BC为边向左作等边△BCE,点D为AB中点,连接CD,点P、Q分别为CE、CD上的动点.
(1)求证:△ADC为等边三角形;(2)求PD+PQ+QE的最小值.
【答案】(1)证明见解析;(2)4.
【详解】证明:(1)在中,,,
点是斜边的中点,,是等边三角形;
(2)如图,连接,
和都是等边三角形,,,
,垂直平分,,
同理可得:垂直平分,,,
由两点之间线段最短可知,当点共线时,取得最小值,
故的最小值为4.
1.(2024·河南七年级期末)如图,在锐角三角形中,,的面积为,平分,若、分别是、上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,作N关于BD的对称点,连结N,与BD交于点O,过C作CE⊥AB于E,则
∵BD平分 ∠ABC ,∴在AB上,且MN=M,∴CM+MN=,
∴根据两点之间线段最短可得CM+MN 的最小值为,即C点到线段AB某点的连线,
∴根据垂线段最短,CM+MN 的最小值为C点到AB的垂线段CE的长度,
∵△ABC 的面积为 10 ,∴,∴CE=5,故选B.
2.(2024·甘肃白银·七年级期末)如图,在中,,,,,EF垂直平分BC,点P为直线EF上的任意一点,则周长的最小值是( )
A.7 B.6 C.12 D.8
【答案】A
【详解】解:∵EF垂直平分BC,∴B、C关于EF对称,设AC交EF于D,
∴当P和D重合时,即A、P、C三点共线时,AP+BP的值最小,
∵EF垂直平分BC,∴AD=CD,∴AD+BD=AD+CD=AC=4,
∴△ABP周长的最小值是AB+AC=3+4=7,故A正确.故选:A.
3.(2024•绵阳八年级期末)如图,在四边形ABCD中,∠C=70°,∠B=∠D=90°,E、F分别是BC、DC上的点,当△AEF的周长最小时,∠EAF的度数为( )
A.30° B.40° C.50° D.70°
【答案】解:作A关于BC和CD的对称点A′,A″,连接A′A″,交BC于E,交CD于F,则A′A″即为△AEF的周长最小值.作DA延长线AH,
∵∠C=70°,∴∠DAB=110°,∴∠HAA′=70°,∴∠AA′E+∠A″=∠HAA′=70°,
∵∠EA′A=∠EAA′,∠FAD=∠A″,∴∠EAA′+∠A″AF=70°,
∴∠EAF=110°﹣70°=40°,故选:B.
4.(23-24八年级上·辽宁铁岭·阶段练习)如图,已知,点M在边上,且,点N和点P分别是和上的一个动点,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】解:作M关于的对称点,过作交于一点P,如图所示,
∵是M关于的对称点,,,
∴,,,
∵,∴,,
∴.∴,故选:B.
5.(23-24八年级上·安徽阜阳·期末)如图,在中,,,,是的角平分线,点、点分别是线段和边上的动点,点在边上,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图所示,作点关于的对称点连接
则,, ∴,
当,,在同一直线上,且时,的最小值等于垂线段的长,
在中,,∴,∴的最小值为,故选:.
6.(2024·福建厦门·统考一模)小梧要在一块矩形场地上晾晒传统工艺制作的蜡染布.如图所示,该矩形场地北侧安有间隔相等的7根栅栏,其中4根栅栏处与南侧的两角分别固定了高度相同的木杆,,,,,.这些木杆顶部的相同位置都有钻孔,绳子穿过木杆上的孔可以被固定.小梧想用绳子在南侧的两条木杆,和北侧的一条木杆上连出一个三角形,以晾晒蜡染布.小梧担心手中绳子的总长度不够,那么他在北侧木杆中应优先选择( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】如图,作E关于直线AG的对称点,连接,交于点C,连接,则点C所在的木杆c应优先选择.
∵点E与点关于对称,∴,∴,
由两点之间线段最短可知此时的值最小.故选C.
7.(23-24八年级上·陕西延安·阶段练习)如图,,点为射线上一定点,为线段延长线上一定点,且,点A关于射线对称点为,连接,,,若为直线上一个动点,则周长的最小值为( ).
A.12 B.24 C.36 D.48
【答案】C
【详解】解:如图:连接,
∵点A关于射线对称点为,∴垂直平分,∴,
在和中,、、,
∴,∴,
∵,∴∴,
∵,∴,∴为等边三角形,∴,
∵垂直平分,∴,∴,
∵,∴ 当且仅当P、A、E共线时取等号,即点P点运动到B点时,的最小值为24,此时周长的最小值为36.故选C.
8.(23-24四川省成都市七年级期末)如图,在面积为的锐角中,,,D是内部一点,E,F分别是边上的动点,连接.若的面积为1,则周长的最小值为 .
【答案】
【详解】解:作点关于的对称点,关于的对称点,连接,
则:,
∴,∴为等边三角形,∴,
∴的周长,
∴当四点共线时,的周长最小,为的长,即为的长,
∴当最小时,的周长最小,过点作,过点作,
∴,,
∴,,∴点在平行于且距离等于的直线上,
∴当为与的交点时,的长度最小,此时,
∴周长的最小值为;故答案为:.
9.(2024·陕西安康·八年级期末)如图,的面积为24,的长为8,平分,E、F分别是和上的动点,则的最小值为____________.
【答案】6
【详解】解:如图所示,在上取点,使,过点C作,垂足为H,连接、,交于.∵的面积为24,的长为8,∴,∴,
∵平分,∴又∵,,∴≌(SAS),
∴,∴,
∵E、F分别是和上的动点,∴,∴
∴当C、E、共线且点与点H重合时,即,这时的值最小,
∴最小值为6.故答案为:6.
10.(2024·清远市八年级期中)如图,点D是锐角内一点,于点E,点F是线段的一个动点,点G是射线的一个动点,连接、、,当的周长最小时,与的数量关系式是________.
【答案】
【详解】解:作D关于OA的对称点D′,作D关于OB的对称得D″,连接D′D″,交OA、OB于F、G,此时△DFG的周长最小,最小值为D′D″,连OD、OD′、OD″,
由轴对称的性质可知,△GOD≌△GOD″,△FOD≌△FOD′,
∴∠BOD=∠BOD″,∠ODG=∠OD″G,∠DOA=∠AOD′,∠ODF=∠OD′F,
∴∠D′OD″=2∠AOB,∠GDF=∠OD′F+∠OD″G,
∵∠D′OD″+∠OD′F+∠OD″G=180°,∴2∠AOB+∠GDF=180°,故答案为2∠AOB+∠GDF=180°.
11.(2024·和平区·八年级期末)如图,,点M,N分别是边,上的定点,点P,Q分别是边,上的动点,记,,当的值最小时,的大小=___(度).
【答案】50
【详解】作M关于OB的对称点,N关于OA的对称点,连接,交OB于点P,交OA于点Q,连接MP,QN,如图所示.根据两点之间,线段最短,可知此时最小,即,
∴,
∵,∴,
∵,,∴ ,
∴ .故答案为:50.
12.(2024·湖南雨花·初二期末)如图,∠AOB=30°,点P是它内部一点,OP=2,如果点Q、点R分别是OA、OB上的两个动点,那么PQ+QR+RP的最小值是__________.
【答案】2
【解析】作点P关于OA,OB的对称点P′,P″,连接P′P″,
由轴对称确定最短路线问题,P′P″分别与OA,OB的交点即为Q,R,
△PQR周长的最小值=P′P″,由轴对称的性质,∠POA=∠P′OA,∠POB=∠P″OB,OP′=OP″=OP=2,
所以,∠P′OP″=2∠AOB=2×30°=60°,所以,△OP′P″是等边三角形,所以,PP′=OP′=2.故答案为:2.
13.(2024·广东·八年级专题练习)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.
14.(2024·福建福州·八年级期中)如图,在等边中,E是边的中点,P是的中线上的动点,且,则的最大值是________.
【答案】3
【详解】解:连接PC,
∵在等边中,,P是的中线上的动点,
∴AD是BC的中垂线,∴BP=CP,∴=CP-PE,
∵在中,CP-PE<CE,∴当点P与点A重合时,CP-PE=CE,
∵E是边的中点,∴的最大值=6÷2=3.故答案是:3.
15.(23-24八年级上·广东东莞·期末)如图,等边三角形的边长为4,是边上的中线,是边上的动点,是边中点.若,当取得最小值时,则的度数为 .
【答案】/90度
【详解】∵是等边三角形,是边上的中线,
∴,∴点B和点C关于轴对称,连接交于点F,则,
∴,即:此时,取得最小值,
∵等边的边长为4,,∴E是的中点,∴,∴.故答案是:.
16.(2024·山东青岛市·八年级期末)如图,等边(三边相等,三个内角都是的三角形)的边长为,动点和动点同时出发,分别以每秒的速度由向和由向运动,其中一个动点到终点时,另一个也停止运动,设运动时间为,,和交于点.
(1)在运动过程中,与始终相等吗?请说明理由;(2)连接,求为何值时,;
(3)若于点,点为上的点,且使最短.当时,的最小值为多少?请直接写出这个最小值,无需说明理由.
【答案】(1)CD与BE始终相等;(2)5;(3)7
【详解】解:(1)由已知可得AD=t,EC=t,∴AD=CE,
∵△ABC是等边三角形∴∠A=∠ACB=60°,BC=AC,
∴△ADC≌△CEB(SAS),∴BE=CD,∴CD与BE始终相等;
(2)∵DE∥BC,∴AD=AE,∵AB=AC=10,∴t=10-t,∴t=5;
(3)∵BM⊥AC,∴BM平分∠ABC,
作D点关于BM的对称点D'交BC于点D',连接D'E,交BM于点P,
∵DP=D'P,∴DP+PE=D'P+PE=D'E,∵t=7,∴AE=BD=BD′=3,AD=CE=7,∴CD′=7,又∠C=60°,
∴△CD′E为等边三角形,∴D'E=CD′=7,∴PD+PE的最小值为7.
17.(23-24八年级下·北京西城·开学考试)(1)如图1,A、B是直线同旁的两个定点. 请你在直线上确定一点,使的值最小.
(2)如图2,,是内一点,. 请你在上找一点,在上找一点,使得的周长最小. 要求:画出图形,并计算这个最小值是 .
【答案】(1)见解析;(2)作图见解析;10
【详解】解:(1)过点A作,并在上截取,连接交于点,连接,点即为所求,如图:∵垂直平分,∴,∴,
∵两点之间线段最短,∴此时最小,即最小.
(2)作出点关于、的对称点、,连接、,连接交于点Q、R,此时的周长最小,如图:根据对称性可得出:,,,,,∴,
∵两点之间线段最短,∴此时的周长最小,∵,∴,
∵,∴为等边三角形,
∴,∴的周长最小值为.故答案为:.
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专题17.将军饮马模型
将军饮马模型在考试中,无论是解答题,还是选择、填空题,都是学生感觉有困难的地方,也恰是学生能力区分度最重要的地方,主要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。在解决几何最值问题主要依据是:①两点之间,线段最短;②垂线段最短,涉及的基本方法还有:利用轴对称变换化归到“三角形两边之和大于第三边”、“三角形两边之差小于第三边”等。希望通过本专题的讲解让大家对这类问题有比较清晰的认识。
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模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动) 2
模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动) 29
模型3.将军饮马(多线段和的最值模型)(一定两动) 53
模型4.将军饮马(多线段和的最值模型)(两定两动) 68
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模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动)
条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线m上的一个动点,求AP+BP的最小值。
模型(1)点A、B在直线m两侧: 模型(2)点A、B在直线同侧:
模型(1)点A、B在直线m两侧: 模型(2)点A、B在直线同侧:
图(1) 图(2)
模型(1):如图(1),连结AB,根据两点之间线段最短,AP+BP的最小值即为:线段AB的长度。
模型(2):如图(2),作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B,根据两点之间线段最短,AP+BP的最小值即为:线段A’B的长度。
例1.(2024·福建·八年级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点C在直线MN上,∠BCN=30°,点P为MN上一动点,连结AP,BP.当AP+BP的值最小时,∠CBP的度数为 _____.
例2.(23-24八年级上·黑龙江牡丹江·期末)如图,等边中,于点H,点D为的中点,,点E为上一点,连接,如果,那么m的最小值为 .
例3.(23-24八年级上·河南商丘·期中)如图,在中,,,,D是中点,垂直平分,交于点E,交于点F,在上确定一点P,使最小,则这个最小值为( )
A.3 B.6 C.9 D.12
例4.(23-24八年级上·山东济宁·期末)如图,在中,,,于点.是上的一个动点,于点,连接.若,则的最小值是( )
A.5 B.6 C.8 D.9
例5.(23-24八年级上·湖北十堰·期末)如图,中,,点F、E分别是上的动点,则的最小值 .
模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动)
条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线l上的一个动点,求|AP-BP|的最大值。
模型(1):点A、B在直线m同侧: 模型(2):点A、B在直线m异侧:
图(1) 图(2)
模型(1):如图(1),延长AB交直线m于点P,当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|P’A-P’B|<AB,当A、B、P共线时,有|PA-PB|=AB,故|PA-PB|≤AB,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB的长度。
模型(2):如图(2),作点B作关于直线m的对称点B’,连接AB’交直线m于点P,此时PB=PB’。
当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|P’A-P’B|=|P’A-P’B’|<AB’,
当A、B、P共线时,有|PA-PB|=|PA-PB’|=AB’,故|PA-PB|≤AB’,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB’的长度。
例1.(2024·安徽马鞍山·八年级期末)如图,两村在一条小河的同一侧,要在河边建水厂向两村供水.
(1)若要使自来水厂到两村的距离相等,厂址应选在哪个位置?
(2)若要使自来水厂到两村的输水管用料最省,厂址应选在哪个位置?
(3)自来水厂建好后,在招收职工的试卷中有道题“请你在河流上找出一点,使的值最大.”你能找到点吗?请将上述三点在下列各图分别标出,并保留尺规作图痕迹.
例2.(2024·江苏泰州·八年级专题练习)如图,在△ABC中,AB=AC,AC的垂直平分线交AC于点N,交AB于点M,AB=12cm,△BMC的周长是20cm,若点P在直线MN上,则PA﹣PB的最大值为_______.
例3.(2023·江苏南通·模拟预测)如图,已知 为等腰直角三角形,,, 为 上的动点,则 的最大值为( )
A.4 B.5 C.6 D.8
例4.(2024·湖北·八年级期中)如图,,为上一动点,,过作交直线于,过作交直线于点,若,当的值最大时,则 ________ .
模型3.将军饮马(多线段和的最值模型)(一定两动)
如图,A为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使三角形APQ的周长(AP+PQ+QA)最小。
证明:如上图,作点A分别关于定直线m、n的对称点A’、A’’,连结A’B,
根据对称得到:QA=QA’,PA=PA’’,故故PA+PQ+QA=PA’’+PQ+QA’,
再利用“两点之间线段最短”,得到PA+PQ+QA的最小值即为:线段A’A’’的长度。
例1.(23-24八年级上·湖北武汉·期末)如图,锐角中,,的面积是6,D、E、F分别是三边上的动点,则周长的最小值是( )
A.3 B.4 C.6 D.7
例2.(2024·江苏·无锡八年级期末)如图,已知∠AOB的大小为α,P是∠AOB内部的一个定点,且OP=4,点E、F分别是OA、OB上的动点,若△PEF周长的最小值等于4,则α=( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
例3.(2024·江苏九年级一模)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,D,E,F分别是AB,BC,AC边上的动点,则△DEF的周长的最小值是( )
A.2.5 B.3.5 C.4.8 D.6
模型4.将军饮马(多线段和的最值模型)(两定两动)
模型(1):两定点+两动点
条件:A,B为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。
两个点都在直线外侧(图1-1);内外侧各一点(图1-2);两个点都在内侧(图1-3)
图1-1 图1-1 图1-1
图1-1 图1-1 图1-1
模型(1-1)(两点都在直线外侧型)
如图(1-1),连结AB,根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB的长度。
模型(1-2)(直线内外侧各一点型)
如图(1-2),作点B关于定直线n的对称点B’,连结AB’,根据对称得到:QB=QB’,故PA+PQ+QB=PA+PQ+QB’,
根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB’的长度。
模型(1-3)(两点都在直线内侧型)
如图(1-3),作点B关于定直线n的对称点B’,作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B’,
根据对称得到:QB=QB’,PA=PA’,故PA+PQ+QB=PA’+PQ+QB’,
根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段A’B’的长度。
例1.(24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,,,分别为,上的点,,,分别为,上的动点,则的最小值为 .
例2.(2024·湖北·八年级期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=2,以BC为边向左作等边△BCE,点D为AB中点,连接CD,点P、Q分别为CE、CD上的动点.
(1)求证:△ADC为等边三角形;(2)求PD+PQ+QE的最小值.
1.(2024·河南七年级期末)如图,在锐角三角形中,,的面积为,平分,若、分别是、上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(2024·甘肃白银·七年级期末)如图,在中,,,,,EF垂直平分BC,点P为直线EF上的任意一点,则周长的最小值是( )
A.7 B.6 C.12 D.8
3.(2024•绵阳八年级期末)如图,在四边形ABCD中,∠C=70°,∠B=∠D=90°,E、F分别是BC、DC上的点,当△AEF的周长最小时,∠EAF的度数为( )
A.30° B.40° C.50° D.70°
4.(23-24八年级上·辽宁铁岭·阶段练习)如图,已知,点M在边上,且,点N和点P分别是和上的一个动点,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(23-24八年级上·安徽阜阳·期末)如图,在中,,,,是的角平分线,点、点分别是线段和边上的动点,点在边上,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
6.(2024·福建厦门·统考一模)小梧要在一块矩形场地上晾晒传统工艺制作的蜡染布.如图所示,该矩形场地北侧安有间隔相等的7根栅栏,其中4根栅栏处与南侧的两角分别固定了高度相同的木杆,,,,,.这些木杆顶部的相同位置都有钻孔,绳子穿过木杆上的孔可以被固定.小梧想用绳子在南侧的两条木杆,和北侧的一条木杆上连出一个三角形,以晾晒蜡染布.小梧担心手中绳子的总长度不够,那么他在北侧木杆中应优先选择( )
A. B. C. D.
7.(23-24八年级上·陕西延安·阶段练习)如图,,点为射线上一定点,为线段延长线上一定点,且,点A关于射线对称点为,连接,,,若为直线上一个动点,则周长的最小值为( ).
A.12 B.24 C.36 D.48
8.(23-24四川省成都市七年级期末)如图,在面积为的锐角中,,,D是内部一点,E,F分别是边上的动点,连接.若的面积为1,则周长的最小值为 .
9.(2024·陕西安康·八年级期末)如图,的面积为24,的长为8,平分,E、F分别是和上的动点,则的最小值为____________.
10.(2024·清远市八年级期中)如图,点D是锐角内一点,于点E,点F是线段的一个动点,点G是射线的一个动点,连接、、,当的周长最小时,与的数量关系式是________.
11.(2024·和平区·八年级期末)如图,,点M,N分别是边,上的定点,点P,Q分别是边,上的动点,记,,当的值最小时,的大小=___(度).
12.(2024·湖南雨花·初二期末)如图,∠AOB=30°,点P是它内部一点,OP=2,如果点Q、点R分别是OA、OB上的两个动点,那么PQ+QR+RP的最小值是__________.
13.(2024·广东·八年级专题练习)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______.
14.(2024·福建福州·八年级期中)如图,在等边中,E是边的中点,P是的中线上的动点,且,则的最大值是________.
15.(23-24八年级上·广东东莞·期末)如图,等边三角形的边长为4,是边上的中线,是边上的动点,是边中点.若,当取得最小值时,则的度数为 .
16.(2024·山东青岛市·八年级期末)如图,等边(三边相等,三个内角都是的三角形)的边长为,动点和动点同时出发,分别以每秒的速度由向和由向运动,其中一个动点到终点时,另一个也停止运动,设运动时间为,,和交于点.
(1)在运动过程中,与始终相等吗?请说明理由;(2)连接,求为何值时,;
(3)若于点,点为上的点,且使最短.当时,的最小值为多少?请直接写出这个最小值,无需说明理由.
17.(23-24八年级下·北京西城·开学考试)(1)如图1,A、B是直线同旁的两个定点. 请你在直线上确定一点,使的值最小.
(2)如图2,,是内一点,. 请你在上找一点,在上找一点,使得的周长最小. 要求:画出图形,并计算这个最小值是 .
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