将军饮马专题训练 2026-2027学年人教版数学八年级上册
2026-08-13
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2份
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44页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学人教版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 综合与实践 最短路径问题 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.99 MB |
| 发布时间 | 2026-08-13 |
| 更新时间 | 2026-08-13 |
| 作者 | gkbb_15198321411 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59186715.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“两点之间线段最短”为核心,通过“对称找点+连线交点”口诀构建系统性解题方法,覆盖从基础模型到综合应用的将军饮马问题。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础模型|3题|对称变换转化折线为直线|从单点到直线距离,建立对称思想|
|变式应用|18题|口诀指导下的多情境迁移|三角形、角、垂直平分线中线段和最小,深化推理意识|
|坐标与实际应用|8题|结合轴对称作图与计算|坐标系中周长最小问题,培养几何直观与应用意识|
内容正文:
将军饮马专题
依据:两点之间,线段最短
口诀:线段和最小,对称找一点,连接对称点,交点是答案
一.选择题(共14小题)
1.如图,将军要牵着马从点P点到水渠l饮水,下列可选择的4条路径中最短的是( )
A.PA B.PB C.PC D.PD
【分析】要解决这个问题,我们需要用到“从直线外一点到这条直线所画的垂线段最短”的几何原理(这条垂线段的长度叫做点到直线的距离).
【解答】解:观察图形:线段AD可看作一条直线的一部分,
点P在直线AD外,
连线PB垂直于AD(PB⊥AD),
因此PB是点P到直线AD的垂线段,
根据“垂线段最短”的原理,
点P到线段AD上各点的连线中,垂线段PB最短.
故选:B.
【点评】题目考查了轴对称——最短路线问题,解题的关键在于相关知识的灵活运用.
2.某区计划在公路m旁修建一座新能源汽车充电站P,使充电站P到A、B两个小区之间的距离之和最短的方案是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意,当两个点A、B在直线m的同侧时,要在直线m上找一点P,使得 PA+PB的和最小,正确的操作是:先作其中一个点(比如A)关于直线m的对称点A',再连接A′B,这条线段与直线m的交点就是所求的点P.
【解答】解:要在直线公路m上找到点P,
使得点P到A、B两点的距离之和PA+PB 最短,
对应的标准作图方法为:作点A关于直线m的对称点A′;
连接A'B,这条线段与直线m的交点就是所求的点P.
此时根据轴对称的性质,PA=PA',
因此PA+PB=PA'+PB,
根据两点之间线段最短,
该路径的总长度就是线段A'B的长度,
是所有可能路径里的最小值.
对比四个选项的作图,只有选项B完全符合上述标准的最短路径作图逻辑.
故选:B.
【点评】题目考查了轴对称——最短路线问题,解题的关键在于相关知识的灵活运用.
3.如图,在△ABC中,直线m垂直平分BC,点P是直线m上的一个动点,若AB=12,AC=8,BC=16,则△APC周长的最小值为( )
A.24 B.12 C.20 D.36
【分析】根据题意得到△APC周长的最小值是AB+AC,直接求解即可得到答案.
【解答】解:如图,连接PB,
∵在△ABC中,直线m垂直平分BC,
∴PB=PC,
∴AP+CP=BP+AP,
∴AP+CP≥AB,
∴AB=12,AC=8,BC=16,则△APC周长的最小值=AB+AC=20.
故选:C.
【点评】本题考查垂直平分线的性质,轴对称的最短路径问题,凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,结合本节所学轴对称变换来解决,多数情况要作点关于某直线的对称点.
4.如图,在△ABC中,∠A=45°,AC=2,BD平分∠ABC,E,F分别为BC,BD上的动点,则CF+EF的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.
【分析】过点C作CH⊥AB交AB与点H,交BD于点F,再过点F作FE⊥BC于点E,先根据角平分线的性质证明EF=HF,然后根据已知条件利用勾股定理求出CH即可.
【解答】解:如图所示,过点C作CH⊥AB交AB与点H,交BD于点F,再过点F作FE⊥BC于点E,
x
∵BD平分∠ABC,CH⊥AB,FE⊥BC,
∴EF=HF,∠AHC=90°,
∴CF+EF=CF+HF=CH,此时CF+EF的值最小,
∵∠A=45°,AC=2,
∴AH=CH,
在Rt△AHC中,由勾股定理得:
AH2+CH2=AC2,
2CH2=22=4,
CH2=2,
,
∴CF+EF的最小值为,
故选:B.
【点评】本题主要考查了轴对称﹣最短路线,解题关键是熟练掌握角平分线的性质,添加辅助线构造直角三角形.
5.如图,△ABC是等边三角形,CD是AB边上的高,点M是BC边的中点,点N是CD上的一个动点,当BN+MN最小时,∠ABN的度数为( )
A.15° B.30° C.45° D.60°
【分析】连接AN,由等边三角形的性质,得出AN=BN,进而得到BN+MN=AN+MN≥AM,即当A、N、M三点共线时,BN+MN有最小值,再利用三线合一性质,得到AM⊥BC,即可得到∠NAB的度数,然后根据等边对等角求解即可.
【解答】解:连接AN,
∵D是AB中点,即CD垂直平分AB,
∴AN=BN,
∴BN+MN=AN+MN≥AM,
即当A、N、M三点共线时,BN+MN有最小值,
∵点M是BC边的中点,
∴AM⊥BC,
∵等边△ABC中,∠ABC=∠ACB=60°,
∴,
∵AN=BN,
∴∠NAB=∠NBA=30°,
故选:B.
【点评】本题主要考查了等边三角形的性质,垂直平分线的性质,最短路径问题,掌握等边三角形三线合一的性质是解题关键.
6.如图,在△ABC中,AB=AC,BC=4,S△ABC=14,AC的垂直平分线EF分别交边AC,AB于点E,F.若D为BC边的中点,M为线段EF上的一个动点,则△CDM周长的最小值为( )
A.7 B.9 C.12 D.14
【分析】连接AM、AD,由AB=AC,BC=4,D为BC边的中点,得CD=BD=BC=2,AD⊥BC,由S△ABC=×4AD=14,求得AD=7,由线段的垂直平分线的性质得AM=CM,因为AM+DM≥AD,所以CM+DM≥7,则CM+DM+CD≥9,所以△CDM周长的最小值为9,于是得到问题的答案.
【解答】解:连接AM、AD,
∵AB=AC,BC=4,D为BC边的中点,
∴CD=BD=BC=2,AD⊥BC,
∵S△ABC=×4AD=14,
∴AD=7,
∴EF垂直平分AC,M为线段EF上的动点,
∴AM=CM,
∵AM+DM≥AD,
∴CM+DM≥7,
∴CM+DM+CD≥7+2,
∴CM+DM+CD≥9,
∴CM+DM+CD的最小值为9,
∴△CDM周长的最小值为9,
故选:B.
【点评】此题重点考查等腰三角形的“三线合一”、两点之间线段最短、线段的垂直平分线的性质、根据面积等式求线段的长度等知识与方法,正确地作出辅助线是解题的关键.
7.如图,等腰△ABC的底边BC长为6,面积是36,腰AC的垂直平分线EF分别交AC,AB边于E,F点.若点D为BC边的中点,点M为线段EF上一动点,则△CDM周长的最小值为( )
A.6 B.10 C.15 D.16
【分析】根据对称性和等腰三角形的性质,连接AD交EF于点M,此时△CDM周长最小,进而可求解.
【解答】解:如图:
连接AD交EF于点M,
∵等腰△ABC的底边BC长为6,
点D为BC边的中点,
∴AD⊥BC,BD=CD=3,
∵EF是腰AC的垂直平分线,连接CM,
∴AM=CM,
此时△CDM的周长为:CM+DM+CD=AM+DM+CD=AD+CD
CD的长为3固定,
∴根据两点之间线段最短,
△CDM的周长最小.
∵S△ABC=BC•AD,
∴×6•AD=36,
∴AD=12,
∴AD+CD=12+3=15.
故选:C.
【点评】本题考查了最短路线问题、线段垂直平分线的性质、等腰三角形的性质,解决本题的关键是利用线段垂直平分线的性质.
8.如图,在△ABC中,AB=AC,BC=6,S△ABC=27,直线EF垂直平分线段AB,若点D为边BC的中点,点G为直线EF上一动点,则△BDG周长的最小值为( )
A.12 B.13 C.10 D.14
【分析】连接AG,AD,推出△BDG周长的最小值为AD+3,证明AD⊥BC,再利用三角形的面积公式列方程求出AD即可解决问题.
【解答】解:连接AG,AD,
∵直线EF垂直平分线段AB,
∴AG=BG,
∵点D为边BC的中点,BC=6,
∴BD=BC=3,
∴△BDG周长=BG+DG+BD=AG+DG+3≥AD+3,
∴△BDG周长的最小值为AD+3,
∵AB=AC,点D为边BC的中点,
∴AD⊥BC,
∵BC=6,S△ABC=27,
∴×6AD=27,
解得AD=9,
∴△BDG周长的最小值为9+3=12,
故选:A.
【点评】本题考查轴对称﹣最短路线问题,解答中涉及线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,两点之间线段最短,三角形面积公式,能够推出△BDG周长的最小值为AD+2是解题的关键.
9.如图,钝角三角形ABC的面积是20,最长边BC=10,CD平分∠ACB,点P,Q分别是CD,AC上的动点,则AP+PQ的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】过点A作AE⊥BC交于E点,交DC于P点,过点P作PQ⊥AC交于Q点,此时AP+PQ的值最小,再由三角形的面积求出BC边上的高即为所求.
【解答】解:过点A作AE⊥BC交于E点,交DC于P点,过点P作PQ⊥AC交于Q点,
∵CD平分∠ACB,
∴PE=PQ,
∴AP+PQ=AP+PE=AE,
此时AP+PQ的值最小,
∵△ABC的面积是20,BC=10,
∴AE=4,
∴AP+PQ的值最小为4,
故选:C.
【点评】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称求最短距离的方法,角平分线的性质,三角形面积公式是解题的关键.
10.如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=60°,AD⊥BC于点D.P是AD上的一个动点,PE⊥AC于点E,连接CP.若AD=6,则PC+PE的最小值是( )
A.5 B.6 C.8 D.9
【分析】作BE′⊥AC于E′,交AD于P′,连接P′C,PB,根据等边三角形的判定与性质可得BE′=AD=6,点C关于AD的对称点为点B,从而得出当P、B、E在同一直线上且BE⊥AC时,PC+PE的值最小,为BE′,即可得出答案.
【解答】解:如图,作BE′⊥AC于E′,交AD于P′,连接P′C,PB,
∵在△ABC中,AB=AC,∠B=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∵AD⊥BC,BE′⊥AC,
∴BE′=AD=6,BD=CD,
∴点C关于AD的对称点为点B,
∴PC=PB,
∴PC+PE=PB+PE,
∴当P、B、E在同一直线上且BE⊥AC时,PC+PE的值最小,为BE′,
∴PC+PE的最小值是6,
故选:B.
【点评】本题考查了等边三角形的判定与性质、轴对称—路线问题,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
11.如图,在锐角三角形ABC中,AB=4,∠BAC=60°,∠BAC的平分线交BC于点D,M,N分别是AD和AB上的动点,当BM+MN取得最小值时,AN=( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【分析】作B点关于AD的对称点E,过E点作EN⊥AB交AB于点N,交AD于CM于点M,连结BM,此时BM+MN的值最小,在Rt△ABE中,求出AN即可.
【解答】解:作B点关于AD的对称点E,过E点作EN⊥AB交AB于点N,交AD于CM于点M,连结BM,
∵∠BAC=60°,AD平分∠BAC,
∴E点在AC上,
∵BM+MN=EM+MN=EN,此时BM+MN的值最小,
由对称性可知,AE=AB,
∵AB=4,
∴AE=4,
在Rt△ABE中,∠EAN=60°,
∴∠AEN=30°,
∴AN=2,
故选:A.
【点评】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称求最短距离的方法是解题的关键.
12.如图,在△ABC中,∠ABC=68°,BD平分∠ABC,P为线段BD上一动点,Q为边AB上一动点,当AP+PQ的值最小时,∠APQ的度数为( )
A.34° B.68° C.56° D.90°
【分析】在BC上截取BE=BQ,连接PE,利用SAS可证得△BQP≌△BEP,于是可得PQ=PE,∠BPQ=∠BPE,根据垂线段最短可知,当点A、P、E在同一直线上,且AE⊥BC时,AP+PE的值最小,即AP+PQ的值最小,然后根据各角之间的和差关系即可求出结果.
【解答】解:在BC上截取BE=BQ,连接PE,如图所示:
∵BD平分∠ABC,
∴,
在△BQP和△BEP中,
,
∴△BQP≌△BEP(SAS),
∴PQ=PE,
∴AP+PQ=AP+PE,
∴当点A、P、E在同一直线上,且AE⊥BC时,AP+PE的值最小,即AP+PQ的值最小,∠AEB=90°,
∵∠CBD=34°,
∴∠BPE=90°﹣34°=56°,
∴∠BPQ=∠BPE=56°,
∴∠APQ=180°﹣∠BPQ﹣∠BPE=180°﹣56°﹣56°=68°,
故选:B.
【点评】本题主要考查了利用垂线段最短解决最短路线问题,涉及角平分线的定义,全等三角形的判定与性质,垂线段最短,直角三角形的两个锐角互余等知识点,添加适当辅助线构造全等三角形,利用垂线段最短解决最短路线问题是解题的关键.
13.如图,已知∠AOB=35°,点P是∠AOB内部一点,点M、N分别是OA、OB上的动点.当△PMN的周长最小时,∠MPN的度数为( )
A.140° B.110° C.90° D.70°
【分析】分别作点P关于OA的对称点E,关于OB的对称点F,连接EF分别交OA、OB于点L、I,连接EM、FN、PE、PF,由EM=PM,FN=PN,可知当点M与点L重合,同时点N与点I重合时,PM+MN+PN=EF,此时△PMN的周长最小,连接OE、OF、OP,则OE=OF=OP,推导出∠OPL=∠OEL,∠OPI=∠OFI,则∠MPN=∠LPI=∠OPL+∠OPI=∠OEL+∠OFI,因为∠EOF=2∠AOB=70°,所以∠MPN=∠OEL+∠OFI=110°,于是得到问题的答案.
【解答】解:分别作点P关于OA的对称点E,关于OB的对称点F,连接EF分别交OA、OB于点L、I,连接EM、FN、PE、PF,
∵OA垂直平分PE,OB垂直平分PF,
∴EM=PM,FN=PN,
∵EM+MN+FH≥EF,
∴PM+MN+PN≥EF,
∴当点M与点L重合,同时点N与点I重合时,PM+MN+PN=EF,此时△PMN的周长最小,
连接OE、OF、OP,则OE=OF=OP,
∴∠OPE=∠OEP,∠OPF=∠OFP,
∵∠LPE=∠LEP,∠IPF=∠IFP,
∴∠OPE﹣∠LPE=∠OEP﹣∠LEP,∠OPF﹣∠IPF=∠OFP﹣∠IFP,
∴∠OPL=∠OEL,∠OPI=∠OFI,
∴∠MPN=∠LPI=∠OPL+∠OPI=∠OEL+∠OFI,
∵∠EOA=∠POA,∠FOB=∠POB,
∴∠EOF=2∠POA+2∠POB=2∠AOB=2×35°=70°,
∴∠MPN=∠OEL+∠OFI=180°﹣∠EOF=180°﹣70°=110°,
故选:B.
【点评】此题重点考查线段的垂直平分线的性质、等腰三角形的性质、轴对称﹣最短路线问题等知识,正确地作出辅助线是解题的关键.
14.如图,∠AOB=60°,点P为∠AOB内一点,点M、N分别在OA、OB上,当△PMN周长最小时,∠MPN的度数是( )
A.120° B.60° C.30° D.90°
【分析】分别作点P关于OA、OB的对称点P1、P2,连接P1、P2交OA于M,交OB于N,△PMN的周长最小值等于P1P2的长,然后依据等腰△OP1P2中,∠OP1P2+∠OP2P1=180°﹣2∠O,即可得出∠MPN=∠OPM+∠OPN=∠OP1M+∠OP2N=180°﹣2∠O=60°.
【解答】解:分别作点P关于OA、OB的对称点P1、P2,连接P1、P2交OA于M,交OB于N,
∴OP1=OP=OP2,∠OP1M=∠MPO,∠NPO=∠NP2O,
根据轴对称的性质可得MP=P1M,PN=P2N,
∴△PMN的周长的最小值=P1P2,
由轴对称的性质可得∠P1OP2=2∠AOB,
∴等腰△OP1P2中,∠OP1P2+∠OP2P1=180°﹣∠P1OP2=180°﹣2∠AOB,
∴∠MPN=∠OPM+∠OPN=∠OP1M+∠OP2N
=∠OP1P2+∠OP2P1
=180°﹣2∠AOB
=60°,
故选:B.
【点评】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,正确作出辅助线得到等腰△OP1P2中∠OP1P2+∠OP2P1的度数是关键.凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,多数情况要作点关于某直线的对称点.
二.填空题(共7小题)
15.如图,已知∠AOB=50°,点P为∠AOB内部一点,点M为射线OA、点N为射线OB上的两个动点,当△PMN的周长最小时,则∠MPN= 80° .
【分析】作P点关于OA的对称点E,连接EP,EO,EM,得ME=MP,∠MPO=∠OEM;作P点关于OB的对称点F,连接NF,PF,OF,得PN=FN,∠OPN=∠OFN;根据PM+PN+MN=EM+NF+MN≥EF;E,M,N,F共线时,△PMN周长最短,再根据对称性质,即可求出∠MPN的角度.
【解答】解:作P点关于OA的对称点E,连接EP,EO,EM;
∴EM=MP,∠MPO=∠OEM,∠EOM=∠MOP,
作P点关于OB的对称点F,连接NF,PF,OF,
∴PN=FN,∠OPN=∠OFN,∠PON=∠NOF,
∴PM+PN+MN=EM+NF+MN≥EF,
当E,M,N,F共线时,△PMN周长最短,
又∵∠EOF=∠EOM+∠MOP+∠PON+∠NOF,
∠AOB=∠MOP+∠PON,
∴∠EOF=2∠AOB,
又∵∠AOB=50°,
∴∠EOF=100°,
∴在△EOF中,∠OEM+∠OFN+∠EOF=180°,
∴∠OEM+∠OFN=180°﹣100°=80°,
∵∠MPO=∠OEM,∠OPN=∠OFN,
∴∠MPO+∠OPN=80°,
∵∠MPN=∠MPO+OPN=80°,
故答案为:80°.
【点评】本题考查轴对称﹣最短路径问题,解题的关键是做出对称点,找到共线时路径最短,利用对称性质,对角等量代换.
16.如图,点P是∠AOB内任意一点,∠AOB=48°,点M和点N分别是射线OB和射线OA上的动点,当△PMN的周长为最小时,∠MPN的度数为 84 度.
【分析】P点关于OB的对称点E,连接EP,EO,EM,作P点关于OA的对称点F,连接NF,PF,OF,则有PM+PN+MN=EM+NF+MN≥EF,所以当E、M、N、F共线时,△PMN的周长最小,所以∠MPN=180°﹣∠EOF=180°﹣96°=84°.
【解答】解:作P点关于OB的对称点E,连接EP,EO,EM,
∴EM=MP,∠MPO=∠OEM,
作P点关于OA的对称点F,连接NF,PF,OF,
∴PN=FN,∠OPN=∠OFN,
∴PM+PN+MN=EM+NF+MN≥EF,
∴当E、M、N、F共线时,△PMN的周长最小,
由对称可知,∠EOM=∠MOP,∠PON=∠FON,
∴∠EOF=2∠MOP+2∠PON=2∠AOB,
∵∠AOB=48°,
∴∠EOF=96°,
∴∠MPN=180°﹣96°=84°,
故答案为:84.
【点评】本题考查了对称轴求最短距离,通过作P点关于OB与OA的对称点,确定E、M、N、F共线时为所求△PMN的周长最小时是解题的关键.
17.如图,等腰△ABC的底边BC=4,面积为18,直线EG是腰AC的垂直平分线,若点D在EG上运动,点F在边BC上运动,则DF+DC的最小值为 9 .
【分析】连接AD,由线段垂直平分线的性质可得DA=DC,得到DF+DC=DF+DA,可知当点A、D、F三点共线且AF⊥BC时,DF+DA的值最小,即等于AF的长,利用三角形的面积求出AF的长即可求解.
【解答】解:在等腰△ABC中,直线EG是腰AC的垂直平分线,如图1,连接AD,
∴DA=DC,
∴DF+DC=DF+DA,
当点A、D、F三点共线且AF⊥BC时,DF+DA的值最小,即等于AF的长,如图2,
∵BC=4,等腰△ABC的面积为18,
∴,
∴AF=9,
∴DF+DC的最小值为9,
故答案为:9.
【点评】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,掌握线段垂直平分线的性质是解题的关键.
18.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,AD是∠BAC的平分线,若P、Q分别是AD和AC上的动点,则PC+PQ的最小值是 2.4 .
【分析】如图作CQ′⊥AB于Q′交AD于点P,作PQ⊥AC此时PC+PQ最短,利用面积法求出CQ′即可解决问题.
【解答】解:如图,作CQ′⊥AB于Q′交AD于点P,作PQ⊥AC此时PC+PQ最短.
∵PQ⊥AC,PQ′⊥AB,AD平分∠CAB,
∴PQ=PQ′,
∴PQ+CP=PC+PQ′=CQ′
∴此时PC+PQ最短(垂线段最短).
在Rt△ABC中,∵∠ACB=90°,AC=3,BC=4,
∴AB===5,
∵•AC•BC=•AB•CQ′,
∴CQ′===2.4.
∴PC+PQ的最小值为2.4.
故答案为2.4.
【点评】本题考查轴对称﹣最短问题、角平分线性质、勾股定理等知识,解题的关键是找到点P、Q的位置,灵活应用垂线段最短解决问题,属于中考常考题型.
19.如图,在△ABC中,AB=AC=4,且S△ABC=6,AD,BE是△ABC的两条高线,P是AD上一动点,则PC+PE的最小值是 3 .
【分析】连接PD,由等腰三角形三线合一性质及线段垂直平分线的性质知,PB=PC;PC+PE=PB+PE≥BE,当B、P、E三点共线时,PC+PE的值最小,最小值为线段BE的长,由面积相等即可求得.
【解答】解:在△ABC中,AB=AC=4,且S△ABC=6,AD,BE是△ABC的两条高线,如图,连接PD,
∴AD垂直平分线段BC,
∴PB=PC;
∵PC+PE=PB+PE≥BE,
∴当B、P、E三点共线时,PC+PE的值最小,最小值为线段BE的长;
∵BE⊥AC,AC=4,S△ABC=6,
∴,
∴BE=3,
即PC+PE的最小值是3;
故答案为:3.
【点评】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,掌握等腰三角形的性质是解题的关键.
20.如图,等腰三角形ABC的边BC为3,面积为12,腰AC的垂直平分线EF分别交边AC,AB于点E,F,若D为BC边的中点,M为线段EF上一动点,则CM+DM的最小值为 8 .
【分析】连接AM,由CM+DM=AM+DM推出当A,M,D三点共线时A M+M D最短,进而通过三角形的面积公式求解即可.
【解答】解:EF是线段AC的垂直平分线,如图,连接AM,
∴AM=CM,
∴CM+DM=AM+DM,
∵△ABC为等腰三角形,
∴当A,M,D三点共线时A M+M D最短,此时AD⊥BC,
又∵,
解得:AD=8,
∴CM+DM=AM+DM=AD=8,
故答案为:8.
【点评】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,熟悉掌握最短路径的辅助线作法是解题的关键.
21.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,AB=5,AD是∠BAC的平分线,若P,Q分别是AD和AC上的动点,则PC+PQ的最小值为 2.4 .
【分析】如图,作点Q关于AD的对称点Q′,连接PQ′,过点C作CH⊥AB于点H.利用垂线段最短解决问题即可.
【解答】解:如图,作点Q关于AD的对称点Q′,连接PQ′,CQ′,过点C作CH⊥AB于点H.
∵AD是△ABC的角平分线,Q与Q'关于AD对称,
∴点Q′在AB上,PC+PQ=PC+PQ′≥CH,
∵AC=3,BC=4,AB=5,•AC•BC=•AB•CH,
∴CH=2.4,
∴CP+PQ≥2.4,
∴PC+PQ的最小值为2.4.
故答案为:2.4.
【点评】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握角平分线的性质,找到C点关于AD的对称点,再由垂线段最短是求解的关键.
三.解答题(共8小题)
22.如图,要在燃气管道l上修建一个泵站,分别向A,B两城镇供气,泵站修在管道的什么位置可使所用的输气管线最短?
【分析】作A关于直线l的对称点A′,连接A′B交直线l于P,连接AP,则泵站修在管道的P点处,可使所用的输气管线AP+BP最短.
【解答】解:作A关于直线l的对称点A′,连接A′B交直线l于P,连接AP,则泵站修在管道的P点处,可使所用的输气管线AP+BP最短.理由如下:
在直线l上任取一点E,连接AE、BE、A′E,
∵A、A′关于直线l对称,
∴AP=A′P,
同理AE=A′E,
∵AP+BP=A′P+BP=A′B,
AE+BE=A′E+BE>A′B,
∴AP+BP<A′E+BE,
∵E是任意取的一点,
∴AP+BP最短.
【点评】本题主要考查轴对称﹣最短路线问题在实际中的应用,能画出符合要求的图形是解题的关键.
23.为扎实推进乡村振兴,改善农村居住条件,某乡镇正加快“天然气入户”工程建设.天然气主管道沿一条笔直公路l单侧铺设,当前需完成公路l同侧农户聚集区A,B的天然气管道接入任务.农户聚集区A,B的位置如图所示,A区到公路l的距离AC=0.8千米,B区到公路l的距离BD=0.6千米,且CD=1.4千米.工程需在主管道l上选择一个接气点P,铺设支线管道PA,PB.已知每米天然气管道费用为20元.(参考数据:)
(1)如图1,若PA=PB,求P,C两点之间的距离;
(2)为节约建设成本,接气点P应满足PA+PB最小,请计算管道费用需要多少万元?(结果保留整数)
【分析】(1)设CP=xkm,由CD=1.4km,得DP=(1.4﹣x)km,根据∠ACP=∠BDP=90°,得 AP2=0.82+x2,BP2=0.62+(1.4﹣x)2,由AP=BP,得0.82+x2=0.62+(1.4﹣x)2,解方程即可;
(2)作B关于l的对称点E,过E作EF⊥AC交AC延长线于点F,连接AE交CD于P,此时AP+BP=AP+PE=AE,PA+PB的值最小,根据EF=CD=1.4km,AF=AC+CF=1.4km,得km,即支线管道最少千米,求出费用为(万元).
【解答】解:(1)设CP=xkm,
∵CD=1.4km,AC=0.8km,BD=0.6km,
∴DP=(1.4﹣x)km,
∵∠ACP=∠BDP=90°,
∴BP2=BD2+DP2=0.62+(1.4﹣x)2,AP2=AC2+CP2=0.82+x2,
∵AP=BP,
∴AP2=BP2,
∴0.82+x2=0.62+(1.4﹣x)2,
解得x=0.6,
故P,C两点之间的距离为0.6千米;
(2)作点B关于直线l的对称点E,过E作EF⊥AC交AC延长线于点F,连接AE交CD于P,
则DE=BD=0.6km,BP=PE,
∴AP+BP=AP+PE=AE,
∴此时PA+PB的值最小,
∵∠CDE=∠DCF=∠CFE=90°,
∴四边形CDEF是长方形,
∴EF=CD=1.4km,CF=DE=0.6km,
∴AF=AC+CF=1.4(km),
∴(千米),
即支线管道PA+PB最少千米,
费用为(万元),
故管道费用需要4万元.
【点评】本题考查了最短路径问题.熟练掌握勾股定理,轴对称性质,矩形判定和性质,实数的运算,是解题的关键.
24.如图,在每个小正方形的边长均为1个单位长度的网格中,△ABC的三个顶点都在其格点上.
(1)△ABC的面积为 8 ;
(2)画出△ABC关于直线l的轴对称图形△A1B1C1;
(3)在直线l上求作一点P,使PB+PA值最小.(保留作图痕迹,不写作法)
【分析】(1)利用割补法求三角形的面积即可.
(2)根据轴对称的性质作图即可.
(3)连接AB1交直线l于点P,则点P即为所求.
【解答】解:(1)△ABC的面积为=8.
故答案为:8.
(2)如图,△A1B1C1即为所求.
(3)如图,连接AB1交直线l于点P,连接BP,
此时PB+PA=PB1+PA=AB1,为最小值,
则点P即为所求.
【点评】本题考查作图﹣轴对称变换、三角形的面积、轴对称﹣最短路线问题,熟练掌握轴对称的性质是解答本题的关键.
25.如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC的三个顶点的坐标分别为A(1,2),B(2,4),C(4,4).
(1)直接写出△ABC的面积;
(2)画出△ABC关于x轴对称的图形△A′B′C′(点A,B,C关于x轴对称的点分别为A′,B′,C′);
(3)若点P是x轴上一动点,当△B′PC′的周长最小时,点P的坐标为 (3,0) .
【分析】(1)利用三角形的面积公式计算即可.
(2)根据轴对称的性质作图即可.
(3)连接B'C交x轴于点P,即可得点P的坐标.
【解答】解:(1)△ABC的面积为=2.
(2)如图,△A′B′C′即为所求.
(3)连接B'C交x轴于点P,连接C'P,
此时△B′PC′的周长为B'C'+B'P+C'P=B'C'+B'P+CP=B'C'+B'C,为最小值,
∴点P的坐标为(3,0).
故答案为:(3,0).
【点评】本题考查作图﹣轴对称变换、三角形的面积、轴对称﹣最短路线问题,熟练掌握轴对称的性质是解答本题的关键.
26.如图,△ABC三个顶点的坐标分别为A(1,1),B(4,2),C(3,4).
(1)画出△ABC关于y轴成轴对称的△A1B1C1,顶点B1坐标为 (﹣4,2) ;
(2)点Q在y轴上,且S△ACQ=S△ABC,点Q的坐标为 (0,)或(0,) ;
(3)在x轴上求一点P,使PA+PB的值最小,请直接写出点P的坐标是 (2,0) .
【分析】(1)根据轴对称的性质作图,即可得出答案.
(2)设点Q的坐标为(0,m),当m>时,根据题意可列方程为=,求出m的值即可;当m≤时,根据题意可列方程为=,求出m的值,即可得出答案.
(3)取点A关于x轴的对称点A',连接A'B交x轴于点P,即可得点P的坐标.
【解答】解:(1)如图,△A1B1C1即为所求.
由图可得,B1(﹣4,2).
故答案为:(﹣4,2).
(2)设点Q的坐标为(0,m),
当m>时,
∵S△ACQ=S△ABC,
∴=,
解得m=,
∴点Q的坐标为(0,);
当m≤时,
∵S△ACQ=S△ABC,
∴=,
解得m=,
∴点Q的坐标为(0,),
综上所述,点Q的坐标为(0,)或(0,).
故答案为:(0,)或(0,).
(3)取点A关于x轴的对称点A',连接A'B交x轴于点P,连接AP,
此时PA+PB=PA'+PB=A'B,为最小值,
则点P即为所求,
∴点P的坐标为(2,0).
故答案为:(2,0).
【点评】本题考查作图﹣轴对称变换、三角形的面积、轴对称﹣最短路线问题,熟练掌握轴对称的性质是解答本题的关键.
27.如图,在平面直角坐标系中,△ABC各顶点的坐标分别为:A(1,6),B(﹣3,2),C(3,4).
(1)在图中作△A′B′C′,使△A′B′C′和△ABC关于x轴对称;
(2)写出点C关于y轴的对称点的坐标 (﹣3,4) ;
(3)点Q是x轴上的一个动点,当△QBC的周长最小时,在图中画出点Q的位置,并写出Q点的坐标为 (﹣1,0) .
【分析】(1)直接利用关于x轴对称点的性质得出答案;
(2)根据关于y轴对称点的性质得出关于点C关于y轴的对称点的坐标;
(3)利用轴对称求最短路径的方法得出答案.
【解答】解:(1)直接利用关于x轴对称点的性质得出答案,如图所示,△A′B′C′即为所求.
(2)点C关于y轴的对称点的坐标为(﹣3,4);
故答案为:(﹣3,4);
(3)如图所示:连接BC′交x轴于点Q,
Q点的坐标为(﹣1,0).
故答案为:(﹣1,0).
【点评】本题主要考查了轴对称变换以及利用轴对称求最短路径,正确得出对应点的位置是解题的关键.
28.如图,在平面直角坐标系中,△ABC各顶点的坐标分别为A(﹣3,1),B(﹣1,﹣2),C(1,3).
(1)点A关于x轴的对称点坐标为 (﹣3,﹣1) ;
(2)画出△ABC关于y轴对称的图形△A1B1C1,并求出△A1B1C1的面积是 8 ;
(3)已知P是x轴上一点,当AP+PC最小时,直接写出P点坐标 (﹣2,0) .
【分析】(1)根据轴对称的性质即可得到结论;
(2)根据轴对称的性质画出图形,再根据割补法计算三角形的面积即可;
(3)作点A关于x轴的对称点A′,连接A′C交于x轴于P,则此时AP+PC最小,待定系数法求出直线A′C的解析式,即可得到结论.
【解答】解:(1)∵A(﹣3,1),
∴点A关于x轴的对称点坐标为(﹣3,﹣1);
故答案为:(﹣3,﹣1);
(2)如图所示,△A1B1C1即为所求;
△A1B1C1的面积=4×5﹣×2×4﹣×2×3﹣×5×2=8,
故答案为:8;
(3)作点A关于x轴的对称点A′,连接A′C交于x轴于P,则此时AP+PC最小,
∵A(﹣3,1),
∴A′(﹣3,﹣1),
设直线A′C的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴直线A′C的解析式为y=x+2
当y=0时,x=﹣2,
∴P点坐标为(﹣2,0),
故答案为:(﹣2,0).
【点评】本题考查作图﹣轴对称变换、三角形的面积,熟练掌握轴对称的性质是解答本题的关键.
29.在边长为1个单位长度的正方形网格中建立如图所示的平面直角坐标系,△ABC的顶点都在格点上(小正方形的顶点称为格点),请解答下列问题:
(1)画出△ABC关于y轴对称的△A1B1C1,并写出点C1为( ﹣3 , 2 );
(2)求出△ABC的面积为 ;
(3)在y轴上存在一点P使得AP+BP最小,在图中画出点P的位置,则点P为( 0 , 2 ).
【分析】(1)根据轴对称的性质作图,即可得出答案.
(2)利用割补法求三角形的面积即可.
(3)连接AB1,交y轴于点P,则点P即为所求,即可得出答案.
【解答】解:(1)如图,△A1B1C1即为所求.
由图可得,点C1的坐标为(﹣3,2).
故答案为:﹣3;2.
(2)△ABC的面积为==.
故答案为:.
(3)如图,连接AB1,交y轴于点P,连接BP,
此时AP+BP=AP+B1P=AB1,为最小值,
则点P即为所求.
由图可得,点P的坐标为(0,2).
故答案为:0;2.
【点评】本题考查作图﹣轴对称变换、轴对称﹣最短路线问题,熟练掌握轴对称的性质是解答本题的关键.
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将军饮马专题
依据:两点之间,线段最短
口诀:线段和最小,对称找一点,连接对称点,交点是答案
一.选择题(共14小题)
1.如图,将军要牵着马从点P点到水渠l饮水,下列可选择的4条路径中最短的是( )
A. PA B.PB C.PC D.PD
2.某区计划在公路m旁修建一座新能源汽车充电站P,使充电站P到A、B两个小区之间的距离之和最短的方案是( )
A. B. C. D.
3.如图,在△ABC中,直线m垂直平分BC,点P是直线m上的一个动点,若AB=12,AC=8,BC=16,则△APC周长的最小值为( )
A.24 B.12 C.20 D.36
4.如图,在△ABC中,∠A=45°,AC=2,BD平分∠ABC,E,F分别为BC,BD上的动点,则CF+EF的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.
5.如图,△ABC是等边三角形,CD是AB边上的高,点M是BC边的中点,点N是CD上的一个动点,当BN+MN最小时,∠ABN的度数为( )
A.15° B.30° C.45° D.60°
6.如图,在△ABC中,AB=AC,BC=4,S△ABC=14,AC的垂直平分线EF分别交边AC,AB于点E,F.若D为BC边的中点,M为线段EF上的一个动点,则△CDM周长的最小值为( )
A.7 B.9 C.12 D.14
7.如图,等腰△ABC的底边BC长为6,面积是36,腰AC的垂直平分线EF分别交AC,AB边于E,F点.若点D为BC边的中点,点M为线段EF上一动点,则△CDM周长的最小值为( )
A.6 B.10 C.15 D.16
8.如图,在△ABC中,AB=AC,BC=6,S△ABC=27,直线EF垂直平分线段AB,若点D为边BC的中点,点G为直线EF上一动点,则△BDG周长的最小值为( )
A.12 B.13 C.10 D.14
9.如图,钝角三角形ABC的面积是20,最长边BC=10,CD平分∠ACB,点P,Q分别是CD,AC上的动点,则AP+PQ的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
10.如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=60°,AD⊥BC于点D.P是AD上的一个动点,PE⊥AC于点E,连接CP.若AD=6,则PC+PE的最小值是( )
A.5 B.6 C.8 D.9
11.如图,在锐角三角形ABC中,AB=4,∠BAC=60°,∠BAC的平分线交BC于点D,M,N分别是AD和AB上的动点,当BM+MN取得最小值时,AN=( )
A.2 B.4 C.6 D.8
12.如图,在△ABC中,∠ABC=68°,BD平分∠ABC,P为线段BD上一动点,Q为边AB上一动点,当AP+PQ的值最小时,∠APQ的度数为( )
A.34° B.68° C.56° D.90°
13.如图,已知∠AOB=35°,点P是∠AOB内部一点,点M、N分别是OA、OB上的动点.当△PMN的周长最小时,∠MPN的度数为( )
A.140° B.110° C.90° D.70°
14.如图,∠AOB=60°,点P为∠AOB内一点,点M、N分别在OA、OB上,当△PMN周长最小时,∠MPN的度数是( )
A.120° B.60° C.30° D.90°
二.填空题(共7小题)
15.如图,已知∠AOB=50°,点P为∠AOB内部一点,点M为射线OA、点N为射线OB上的两个动点,当△PMN的周长最小时,则∠MPN= .
16.如图,点P是∠AOB内任意一点,∠AOB=48°,点M和点N分别是射线OB和射线OA上的动点,当△PMN的周长为最小时,∠MPN的度数为 度.
17.如图,等腰△ABC的底边BC=4,面积为18,直线EG是腰AC的垂直平分线,若点D在EG上运动,点F在边BC上运动,则DF+DC的最小值为 .
18.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,AD是∠BAC的平分线,若P、Q分别是AD和AC上的动点,则PC+PQ的最小值是 .
19.如图,在△ABC中,AB=AC=4,且S△ABC=6,AD,BE是△ABC的两条高线,P是AD上一动点,则PC+PE的最小值是 .
20.如图,等腰三角形ABC的边BC为3,面积为12,腰AC的垂直平分线EF分别交边AC,AB于点E,F,若D为BC边的中点,M为线段EF上一动点,则CM+DM的最小值为 .
21.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,AB=5,AD是∠BAC的平分线,若P,Q分别是AD和AC上的动点,则PC+PQ的最小值为 .
三.解答题(共8小题)
22.如图,要在燃气管道l上修建一个泵站,分别向A,B两城镇供气,泵站修在管道的什么位置可使所用的输气管线最短?
23.为扎实推进乡村振兴,改善农村居住条件,某乡镇正加快“天然气入户”工程建设.天然气主管道沿一条笔直公路l单侧铺设,当前需完成公路l同侧农户聚集区A,B的天然气管道接入任务.农户聚集区A,B的位置如图所示,A区到公路l的距离AC=0.8千米,B区到公路l的距离BD=0.6千米,且CD=1.4千米.工程需在主管道l上选择一个接气点P,铺设支线管道PA,PB.已知每米天然气管道费用为20元.(参考数据:)
(1)如图1,若PA=PB,求P,C两点之间的距离;
(2)为节约建设成本,接气点P应满足PA+PB最小,请计算管道费用需要多少万元?(结果保留整数)
24.如图,在每个小正方形的边长均为1个单位长度的网格中,△ABC的三个顶点都在其格点上.
(1)△ABC的面积为 ;
(2)画出△ABC关于直线l的轴对称图形△A1B1C1;
(3)在直线l上求作一点P,使PB+PA值最小.(保留作图痕迹,不写作法)
25.如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC的三个顶点的坐标分别为A(1,2),B(2,4),C(4,4).
(1)直接写出△ABC的面积;
(2)画出△ABC关于x轴对称的图形△A′B′C′(点A,B,C关于x轴对称的点分别为A′,B′,C′);
(3)若点P是x轴上一动点,当△B′PC′的周长最小时,点P的坐标为 .
26.如图,△ABC三个顶点的坐标分别为A(1,1),B(4,2),C(3,4).
(1)画出△ABC关于y轴成轴对称的△A1B1C1,顶点B1坐标为 ;
(2)点Q在y轴上,且S△ACQ=S△ABC,点Q的坐标为 ;
(3)在x轴上求一点P,使PA+PB的值最小,请直接写出点P的坐标是 .
27.如图,在平面直角坐标系中,△ABC各顶点的坐标分别为:A(1,6),B(﹣3,2),C(3,4).
(1)在图中作△A′B′C′,使△A′B′C′和△ABC关于x轴对称;
(2)写出点C关于y轴的对称点的坐标 ;
(3)点Q是x轴上的一个动点,当△QBC的周长最小时,在图中画出点Q的位置,并写出Q点的坐标为 .
28.如图,在平面直角坐标系中,△ABC各顶点的坐标分别为A(﹣3,1),B(﹣1,﹣2),C(1,3).
(1)点A关于x轴的对称点坐标为 ;
(2)画出△ABC关于y轴对称的图形△A1B1C1,并求出△A1B1C1的面积是 ;
(3)已知P是x轴上一点,当AP+PC最小时,直接写出P点坐标 .
29.在边长为1个单位长度的正方形网格中建立如图所示的平面直角坐标系,△ABC的顶点都在格点上(小正方形的顶点称为格点),请解答下列问题:
(1)画出△ABC关于y轴对称的△A1B1C1,并写出点C1为( , );
(2)求出△ABC的面积为 ;
(3)在y轴上存在一点P使得AP+BP最小,在图中画出点P的位置,则点P为( , ).
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