内容正文:
[答案 P7]
平面图形中的最值问题
【模型】
两点之间,线段最短
轴对称最值
垂线段最短
1.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=3,BC=4,P是边AC上的一个动点,则线段BP长度的最小值为(C)
1题图
A.3 B.2.5 C.2.4 D.2
2.如图,△ABC为等腰直角三角形,AB=BC=2,Q为BC的中点,P为边AC上一动点,则△PBQ周长的最小值为1+.
2题图
3.如图,高速公路MN的同一侧有A,B两个城镇,它们到高速公路的距离分别为AA′=2 km,BB′=4 km,且A′B′=8 km.现要在高速公路上的A′,B′之间建一个出口P,使A,B两个城镇到出口P的距离之和最小,求AP+PB的最小值.
3题图
3题答图
解:如答图,作点A关于直线MN对称的点C,连接CB交MN于点P,连接AP,则点P为所建的出口,此时A,B两个城镇到出口P的距离之和最小,最小距离为BC的长.
过点B作BD⊥CA交CA的延长线于点D.
∵AA′=2 km,BB′=4 km,A′B′=8 km,
∴BD=A′B′=8 km,A′D=BB′=4 km,AC=4 km,
∴AD=2 km,∴CD=6 km,
∴在Rt△CDB中,CB==10(km),
∴这个最小距离为10 km.
立体图形中的最短路径问题
【模型】
圆柱
长方体
阶梯
4.如图是楼梯的一部分,若AD=2,BE=1,AE=3,一只蚂蚁在A处发现C处有一块糖,则这只蚂蚁吃到糖所走的最短路程为(D)
4题图
A. B.3 C. D.2
5.如图,ABCD是长方形地面,长AB=20,宽AD=10,中间有一堵砖墙高MN=2.若一只蚂蚁从点A爬到点C,过程中必须翻过中间那堵墙,则它爬行的最短路程为(D)
5题图
A.20 B.24 C.25 D.26
6.(教材母题变式)如图,圆柱的底面周长为6 cm,AC是底面圆的直径,高线BC的长为6 cm,P是高线BC上一点且PC=BC,一只蚂蚁从点A出发沿着圆柱体的表面爬行到点P的最短距离是5 cm.
6题图
7.如图,圆柱形玻璃杯高为14 cm,底面周长为32 cm,在杯内壁离杯底5 cm的点B处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿3 cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁从外壁A处到内壁B处的最短距离为20cm.(杯壁厚度不计)
7题图
8.如图,长方体的长为15 cm,宽为10 cm,高为20 cm,点B离点C 5 cm,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B去吃一滴蜜糖,需要爬行的最短距离是25 cm.
8题图
9.葛藤是一种多年生草本植物,为获得更多的雨露和阳光,其茎蔓常绕着附近的树干沿最短路线盘旋而上.如图,如果把树干看成圆柱体,它的底面周长是12 dm,当一段葛藤绕树干盘旋1圈升高9 dm时,这段葛藤的长是多少?
9题图
解:如答图,展开图中AC=12 dm,BC=9 dm.
在Rt△ABC中,AB===15(dm).
答:这段葛藤的长是15 dm.
9题答图
数形结合求最短路径的长
10.【知识运用】
(1)如图,铁路上A,B两点(看作直线上的两点)相距40千米,C,D为两个村庄(看作两个点),AD⊥AB,BC⊥AB,垂足分别为A,B,AD=35千米,BC=5千米,则两个村庄的距离为50千米;
10题图
(2)在(1)的背景下,若AB=40千米,AD=24千米,BC=16千米,现要在AB上建造一个供应站P,使得PC=PD,请用尺规作图在图中作出点P的位置,AP=16千米;
解:(2)点P的位置如答图②所示.
10题答图②
【知识迁移】
(3)借助上面的思考过程与几何模型,则代数式+(其中0<x<9)的最小值为15.
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