摘要:
**基本信息**
聚焦逆等线模型的双动点线段和最小值问题,以SAS构造全等转化线段为核心方法,形成“模型判断-全等构造-线段转化-最值求解”的系统性解题体系,培养几何直观与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|定义与思路|1|双动点+首尾等线段条件下,SAS构造全等转化线段|模型定义→全等构造原理→将军饮马迁移|
|基础例题|2(三角形、直角三角形)|作平行线/构造定长线段实现全等,转化为两点间线段最短|特殊图形中模型应用,强化构造技巧|
|综合例题|1(矩形)|构造等角+定长线段证全等,结合坐标/相似计算|复杂图形中模型变式,提升综合推理能力|
内容正文:
逆等线模型
一、逆等线模型的定义
一般情况下,题目中满足以下两个条件,即可使用逆等线模型:
1. 双动点:存在两个动点(如点 D、E;点 E、F 等)。
2. 首尾相连的等线段:题目中给出 “AD=CE”“AE=BF”“AE=CF” 这类首尾相连的等长条件。
核心解决思路:
利用题目给出的等线段条件,通过 SAS 构造全等三角形,将要求和的两条线段 “拼接” 到一起,转化为我们熟悉的 “将军饮马”(两点之间线段最短)问题,从而求出最小值。
二、基础例题讲解
三角形中的逆等线模型
例 1:如图,在△ABC 中,∠ABC=60°,BC=8,AC=10,点 D,E 在 AB,AC 边上运动,且 AD=CE,则 CD+BE 最小值为?A
B
C
D
E
解题步骤:
1. 判断模型:双动点 E 和 D,且 AD=CE,符合逆等线模型。
2. 构造全等:过点 C 作 CF∥AB,截取 CF=AC,构造△CEF≌△ADC(SAS)。
· 条件:CE=AD(已知),∠ECF=∠DAC(由 CF∥AB 可得),CF=CA(构造)。
3. 转化线段:由全等得 EF=CD,因此 CD+BE=EF+BE。
4. 求最小值:此时 B、F 为定点,E 为动点,根据两点之间线段最短,连接 BF,BF 的长度即为 CD+BE 的最小值。
· 已知∠ABC=60°,可推出∠BCF=120°,通过作高 BM⊥CF,利用勾股定理计算得 BF=
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
F
M
A
B
C
D
E
F
解:如图,过点C作CF//AB截取FC=AC,过点B作BM⊥FC于点M,连结BF
∴
∵CE=AD
∴
∴FE=CD
∴
∵∠ABC=60°,BC=8,BM⊥FC
∴,
∵AC=10
∴FC= AC=10, FM=FC+CM=14
在中,
直角三角形中的逆等线模型
例 2:在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AB=10,点 E,F 是线段 AB 上动点,且满足 AE=BF,连接 CE,CF,则 CE+CF 最小值为______。
A
B
C
E
F
A
B
C
E
F
D
解题步骤:
1. 判断模型:双动点 E 和 F,且 AE=BF,符合逆等线模型。
2. 构造全等:过点 B 作 BD∥AC,截取 BD=AC,构造△BDF≌△ACE(SAS)。
· 条件:AE=BF(已知),∠FBD=∠CAE(由 BD∥AC 可得),BD=AC(构造)。
3. 转化线段:由全等得 DF=CE,因此 CE+CF=DF+CF。
4. 求最小值:此时 C、D 为定点,F 为动点,根据两点之间线段最短,连接 CD,CD 的长度即为 CE+CF 的最小值。
A
B
C
E
F
D
解:如图,过点B作BD//AC截取BD=AC,连结AD
∴
∵AE=BF
∴
∴CE=DF
∴
∵BD//AC,BD=AC
∴四边形ADBC是平行四边形
∵∠ACB=90°
∴四边形ADBC是矩形
∴DC=AB=10
综合例题
例3:矩形 ABCD 中,AB=20,BC=15,动点 E,F 分别在边 AC、DC 上,且始终保持 AE=CF,当 BE+BF 取得最小值时,则 AE 的长为_____。A
C
B
D
E
F
解题步骤:
1. 判断模型:双动点 E 和 F,且 AE=CF,符合逆等线模型。
2. 构造全等:作∠FCG=∠EAB,截取 CG=AB,构造△CGF≌△ABE(SAS)。
· 条件:AE=CF(已知),∠FCG=∠EAB(构造),CG=AB(构造)。
3. 转化线段:由全等得 GF=BE,因此 BE+BF=GF+BF。
4. 求最小值:此时 B、G 为定点,F 为动点,根据两点之间线段最短,连接 BG,BG 与 CD 的交点即为 F 点,此时 BE+BF 最小。
5. 计算 AE 长度:过点 G 作 GI⊥CD 于 I,利用 ,可求得 IG=12,IC=16,再通过 “8” 字相似即可算出 CF 的长度,即 AE 的长度。
A
C
B
D
E
F
G
A
C
B
D
E
F
G
I
A
C
B
D
E
F
G
I
解:如图,作∠FCG=∠EAB,截取 CG=AB, 过点G作GI⊥DC于点I
∵AE=CF
∴
∴BE=GF
∴
∵矩形 ABCD 中,AB=20,BC=15
∴
在中,令,则
∵,即, 解得:
∴
∵
∴
∴,即, 解得:
∴
三、进阶练习题
1.菱形 ABCD 中,∠ABC=60°,AB=3,E,F 分别是 AD,BD 上两个动点,且 BF=DE,连接 AF,CE,则 AF+CE 最小值为____,此时∠BAF=____。A
C
D
B
E
F
答案:
;60°
2.在矩形 ABCD 中,AB=2,AD=3,点 E,F 分别是边 AB,CD 边上动点,且 AE=CF,则 BF+CE 的最小值为______。A
C
B
D
E
F
答案:
3.如图,AD 是等边△ABC 的高,AB=,E,F 分别为线段 AD,AC 上的动点,且 AE=CF,则 BF+CE 最小值为______。C
A
B
D
E
F
答案:
4. 在等腰直角三角形 ABC 中,∠BAC=90°,点 M,N 分别为 BC,AC 上的动点,且 AN=CM,AB=,当 AM+BN 的值最小时,CM 的长为______。A
B
C
M
N
答案:
5. 在矩形 ABCD 中,AB=3,AD=4,点 E,F 分别是边 BC 和对角线 BD 上动点,且 BE=DF,则 AF+AE 的最小值为______。
A
C
B
D
E
F
答案:
学科网(北京)股份有限公司
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