模型E04 修桥选址模型（解析版）

修桥选址模型修桥选址模型模型讲解模型讲解已知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。(原理用平移知识解)（1）点A、B在直线m两侧：过A点作AC∥m,且AC长等于PQ长，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。（2）点A、B在直线m同侧：过A点作AE∥m,且AE长等于PQ长，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。方法点拨一、题型特征：AP+PQ+QB（其中PQ长度一定）①两动点在一直线上运动，且两动点间的距离不变，两定点分居两动点所在直线的两侧；②过任一定点作两动点所构成线段的平行且相等，将这一定点经行平移；③将平移后得到的点与另一定点相连二、模型本质：两点之间，线段最短。例题演练例题演练1．如图，矩形ABCD中，AB＝4，BC＝8，E为CD边的中点，点P、Q为BC边上的两个动点，且PQ＝2，当BP＝（）时，四边形APQE的周长最小．A．3 B．4 C．5 D．2【解答】解：如图，在AD上截取线段AF＝PQ＝2，作F点关于BC的对称点G，连接EG与BC交于一点即为Q点，过A点作FQ的平行线交BC于一点，即为P点，过G点作BC的平行线交DC的延长线于H点．∵GH＝DF＝6，EH＝2+4＝6，∠H＝90°，∴∠GEH＝45°，∴∠CEQ＝45°，设BP＝x，则CQ＝BC﹣BP﹣PQ＝8﹣x﹣2＝6﹣x，在△CQE中，∠QCE＝90°，∠CEQ＝45°，∴CQ＝EC，∴6﹣x＝2，解得x＝4．故选：B．强化训练强化训练1．（2018•如东县二模）如图，正方形ABCD的边长为6，E，F是对角线BD上的两个动点，且EF＝，连接CE，CF，则△CEF周长的最小值为4．【解答】解：如图作CH∥BD，使得CH＝EF＝2，连接AH交BD由F，则△CEF的周长最小．∵CH＝EF，CH∥EF，∴四边形EFHC是平行四边形，∴EC＝FH，∵FA＝FC，∴EC+CF＝FH+AF＝AH，∵四边形ABCD是正方形，∴AC⊥BD，∵CH∥DB，∴AC⊥CH，∴∠ACH＝90°，在Rt△ACH中，AH＝＝4，∴△EFC的周长的最小值＝2+4，故答案为2+4．2．（2020•陕西模拟）如图，正方形ABCD的对角线上的两个动点M、N，满足AB＝MN，点P是BC的中点，连接AN、PM，若AB＝6，则当AN+PM的值最小时，线段AN的长度为2．【解答】解：过P作PE∥BD交CD于E，连接AE交BD于N'，过P作PM'∥AE交BD于M'，当M、N分别与M'、N'重合时，此时AN+PM＝A'+EN'＝AEN'+PM'＝AE的值最小，∵P是BC的中点，∴E为CD的中点，∴PE＝BD，∵AB＝BD，AB＝PE，∴PE∥BD，PM'∥AE，∴四边形PEN'M'是平行四边形，∴PE＝M'N'，∴AB＝M'N'＝MN，满足题中条件，∵AE＝＝3，∵AB∥CD，∴△ABN'∽△EDN'，∴＝2，∴AN'＝2，即AN＝2．3．如图，G、B为直线l上两个动点，且GB＝2，P、Q为直线l外两定点，请在直线l上作出使得四边形PGBQ周长最小的G、B．【解答】解：如图，四边形PG′B′Q即为所求．4．（2019秋•开福区校级期末）已知：如图，在矩形ABCD中，AB＝6，BC＝8，E为直线BC上一点．（1）如图1，当E在线段BC上，且DE＝AD时，求BE的长；（2）如图2，点E为BC延长线上一点，若BD＝BE，连接DE，M为ED的中点，连接AM，CM，求证：AM⊥CM；（3）如图3，在（2）条件下，P，Q为AD边上的两个动点，且PQ＝5，连接PB、MQ、BM，求四边形PBMQ的周长的最小值．【解答】解：（1）如图1中，∵四边形ABCD是矩形，∴∠C＝90°，CD＝AB＝6，AD＝BC＝8，∴DE＝AD＝8，在Rt△CDE中，CE＝＝＝2，∴BE＝BC﹣CE＝8﹣2；（2）如图2，连接BM，∵点M是DE的中点，∴DM＝EM，∵BD＝BE，∴BM⊥DE，∴∠BMD＝90°，∵点M是Rt△CDE的斜边的中点，∴DM＝CM，∴∠CDM＝∠DCM，∴∠ADM＝∠BCM在△ADM和△BCM中，，∴△ADM≌△BCM（SAS），∴∠AMD＝∠BMC，∴∠AMC＝∠AMB+∠BMC＝∠AMB+∠AMD＝∠BMD＝90°，∴AM⊥CM；（3）如图3中，过点Q作QG∥BP交BC于G，作点G关于AD的对称点G'，连接QG'，当点G'，Q，M在同一条线上时，QM+BP最小，而PQ和BM是定值，∴此时，四边形PBMQ周长最小，∵QG∥PB，PQ∥BG，∴四边形BPQG是平行四边形，∴QG＝BP，BG＝PQ＝5，∴CG＝3，如图2，在Rt△BCD中，CD＝6，BC＝8，∴BD＝10，∴BE＝10，∴BG＝BE﹣BG＝5，CE＝BE﹣BC＝2，∴HM＝1+3＝4，HG＝CD＝3，在Rt△MHG'中，HG'＝6+3＝9，HM＝4，∴MG'＝＝＝，在Rt△CDE中，DE＝＝＝2，∴ME＝，在Rt△BME中，BM＝＝＝3，∴四边形PBMQ周长最小值为BP+PQ+MQ+BM＝QG+PQ+QM+BM＝MG'+PQ+BM＝+5+3，5．（2018春•宝安区期末）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（﹣2，2），点B的坐标为（4，2）；（2）当BP+PM+ME′的长度最小时，请直接写出此时点P的坐标为（2，）；（3）如图2，点N为线段BC上的动点且CM＝CN，连接MN，是否存在点P，使△PMN为等腰三角形？若存在，请求出所有满足要求的EP的值；若不存在，请说明理由．【解答】解：（1）如图1中，在Rt△ADO中，∵∠A＝60°，AD＝2，∴OD＝2•tan60°＝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，）（3）如图2中，当PM＝PN＝时，∵△MNC是等边三角形，∴∠CMN＝∠CNM＝60°，∵PM⊥OC，∴∠PMN＝∠PNM＝30°，∴∠PNF＝30°+60°＝90°，∵∠PFN＝∠BCO＝60°，∴PF＝PN÷cos30°＝2，∵EF＝＝5，∴PE＝5﹣2＝3．如图3中，当PM＝MN时，∵PM＝MN＝CM＝，∴EP＝OM＝6﹣．如图4中，当点P与F重合时，NP＝NM，此时PE＝EF＝5．综上所述，满足条件的EP的值为3或6﹣或5．1．（2017•内江）如图，已知直线l1∥l2，l1、l2之间的距离为8，点P到直线l1的距离为6，点Q到直线l2的距离为4，PQ＝4，在直线l1上有一动点A，直线l2上有一动点B，满足AB⊥l2，且PA+AB+BQ最小，此时PA+BQ＝16．【解答】解：作PE⊥l1于E交l2于F