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文档简介
专题06.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。
将军饮马模型在上学期(北师大版七年级下册)已经涉及,但是由于缺乏计算工具(勾股定理),所以
只能是作出相关图形,很难进行相关最值的计算。
模型1、将军饮马.两定一动求线段和的最小值
【模型探究】48为定点,/〃为定直线,P为直线机上的一个动点,求AP+8P的最小。
(1)如图1,点4、8在直线机两侧:
辅助线:连接交直线加于点P,则AP+BP的最小值为A8
(2)如图2,点A、8在直线同侧:
辅助线:过点A作关于定直线加的对称点,,连接,8交直线〃?于点P,则4P+8P的最小值为AB
A.
b\,•%\
i\/B\
1/「\,
ArBBe--------------•m
图1图?
例1.(2022•江苏•八年级专题练习)要在街道旁修建一个奶站,向居民区A、8提供牛奶,小聪根据实际
情况,以街道旁为x轴,测得A点的坐标为(0,3),4点的坐标为(6,5),则从4、。两点到奶站距离之和的
最小值是,
-y
•B
A
____________街「旁
O'x
【答案】10
【分析】作A点关于x轴的对称点4,连接/T8与x轴交于点P,连接4H则48即为所求.
【详解】解:作A点关于x轴的对称点4,连接48与x轴交于点P,连接AP,
0Ap=A/,^AP+BP=A'P+BP=A,B,此时0点到A、/3的距离最小,
0A(0,3),0A'(0,-3),0B(6,5),5-(-3)=8,6-0=6朋'8==10,
回尸点到A、8的距离最小值为10,故答案为:10.
【点睛】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,会根据两点坐标求两点间距离
是解题的关键.
例2.(2023•河南南阳•八年级阶段练习)如图,等边AABC的边长为4,点E是AC边的中点,点尸是A/WC
的中线/V)上的动点,贝I夕十CP的最小值是.
【答案】26
【分析】当连接8£,交A。于点P时,EP+CP=EP+PB=E8取得最小值.
【详解】解:连接8E
西钻。是等边三角形,AO是4C边上的中线,汕C,
0AD是BC的垂直平分线,用点C关于AD的对•应点为点B,0BE就是EP+CP的最小值.
曲4BC是等边三角形,石是AC边的中点,(3BE是(MBC的中线,
I3CE=;AC=2,0BE=4BC2-CE2=2^即EP+CP的最小值为,故答案为:2G.
【点睛】本题主要考查了轴对称•最短路线问题以及等边三角形的性质,勾股定理,熟练掌握等边三角形和
轴对称的性质是解题的关键.
例4.(2022•湖北江夏初二月考)在平面直角坐标系中,RtAOAB的顶点A在x轴上,点A的坐标为(4,0),
NAOB=30。,点E的坐标为(1,0),点P为斜边0B上的一个动点,则PA+PE的最小值为.
【答案】V13
【分析】作A关于OB的对称点D,连接ED交OB于P,连接AP,过D作DN_LOA于N,则此时PA+PC的
值最小,求出AM和AD,再求出DN、EN,根据勾股定理求出ED,即可得出答案.
【解析】作A关于0B的对称点D,连接ED交0B于P,连接AP,过D作DN1OA于N,
则此时PA+PC的值最小,:DP=PA,.\PA+PE=PD+PE=ED,
•・•点A的坐标为(4,0),ZAOB=30\,0A=4,AAM=-0A=2,.\AD=2x2=4,
2
VZAMB-900,ZB=60°,,/BAM=30°,
Y/DNO:NOAB二90°,,DN〃AB,,NNDA=NBAM=30°,
・・・AN=;AD=2,由勾股定理得:口N=JoA?-AN”=“2-2?=2+,
VE(1,0),.\EN=4-1-2=1,在RtZkDNE中,由勾股定理得:DN?+EN2="26)?+『二屈,
即3A+PC的最小值是故答案为:屈.
【点睛】本题考查了轴对•称确定最短路线问题,坐标与图形性质,含30度角的直角三角形的性质,勾股定
理的应用,熟练掌握最短路径的确定方法找出点P的位置以及表示PA+PE的最小值的线段是解题的关键.
接3A\由勾股定理得,BA,=BA=JBC2+AC2=V22+22=272,
是的中点,,BE=5BA=&,
ZC=90°,AC=BC=2^:./A'BC=ZABC=45°,,ZA,BA=90°,
AFA+PE的最小值=人乍=JA'夕+BE?=后不厨二厢故答案为:vro:
图2
(2)如图3,作点C关于直线AB的对称点C,作CN1AC于N交AB于M,连接AC,则CA=CA=2,ZCAB=
ZCAB=30%•••△C'AC为等边三角形,/.ZAC,N=30°,AAN=yCA=1,
ACM+MN的最小值为CN=J22T2=6.
【点睛】本题考查的是轴对称-最短路线问题、勾股定理、等边三角形的判定和性质、含30。角的直角三角
形的性质、垂线段最短,解这类问题的关键是将所给问题抽象或转化为数学模型,把两条线段的和转化为
一条线段.
模型2、将军饮马-两动一定求线段和的最小值
【模型探究】已知定点A位于定直线〃?,〃的内侧,在直线〃?、〃分别上求点P、Q点PA+PQ+QA周长最短.
辅助线:过点A作关于定直线用、〃的对称点4、力”,连接交直线机、〃于点P、Q,则%+PQ+Q4
的最小值为AN”.
例1.(2022•上虞市初二月考)如图,点P是NA08内任意一点,OP=6cm,点M和点N分别是射线04
和射线0B上的动点,若APM/V周长的最小值是6cm,则N408的度数是()
B
A.15B.30C.45D.60
【答案】B
【分析】分别作点P关于OA、OB的对称点C、D,连接CD,分别交OA、OB于点M、N,连接OC、OD、
PM、PN、MN,由对称的性质得出PM=DM,OP=OC,ZCOA=ZPOA;PN=DN,OP=OD,ZDOB=ZPOB,得
出NAOB=LNCOD,证出AOCD是等边三角形,得出NCOD=60・,即可得出结果.
2
【解析】分别作点P关于OA、OB的对称点C、D,连接CD,
分别交OA、OB于点M、N,连接OC、OD、PM、PN、MN,如弱所示:
:点P关于OA的对称点为D,关于OB的对称点为C,・・.PM=DM,OP=OD,ZDOA=ZPOA;
•・•点P关于OB的对称点为C,,PN=CN,OP=OC,ZCOB=ZPOB,.\OC=OP=OD,ZAOB=—ZCOD,
2
•.•△PMN周长的最小值是6cm,.*.PM+PN+MN=6,ADM+CN+MN=6,
即CD=6=0P,.\OC=OD=CD,即AOCD是等边三角形,,NCOD=60。,Z.ZAOB=30°,故选:B.
【点睛】此题考查轴对称的性质,最短路线问题,等边三角形的判定与性质,熟练掌握轴对称的性质,证
明三角形是等边三角形是解题的关键.
例2.(2022•江苏九年级一模)如图,RSA8C中,ZC=90°,AC=3,8c=4,D,E,F分别是八£,8C,AC边
上的动点,则△£>£下的周长的最小值是()
A.2.5B.3.5C.4.8D.6
【答案】C
【分析】如图作。关于直线4c的对称点M,作。关于直线BC的对•称点N,连接CM,CN,CD,EN,FM,
DN,DM.由NMCA=/0G4,NBCN二/BCD,NACD+N88=90°,推出NMCD+N/VCD=180°,可得M、8、N
共线,ttlDF+DE+EF=FM+EN+EF,FM+EN+EF>MN,可知当M、F、E、N共线时,且CDj_48时,,DE+EF+FDW
值最小,最小值=2CD,求出C。的值即可解决问题.
【详解】解:如图,作。关于直线4C的对称点M,作。关于直线8c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,
VZMCA=ZDCA,NBCN=NBCD,ZACD+ZBCD=90°,
AZMCD+ZNCD=18Q°,:.M、C、N共线,VDF+DE+EF=FM+EN+EF,
*:FM+EN+EF>MN,・••当M、F、E、N共线时,且C0_L4B时,OE+EF+F。的值最小,最小值为MN=2CD,
..i.l1.AB^AC12
*:CD1AR.:.-•AR»CD=-»AR»AC,:.CD=------------=—=?4,
22AB5
「•DE+EF+FD的最小值为4.8.故选:C.
【点睛】本题考查了轴对称-最短同题、两点之间线段最短、垂线段最短等知识,解题的关键是灵活运用轴对
称以及垂线段最短解决最短问题,属于中考选择题中的压轴题.
例3.(2023.山东八年级期末)如图所示,在四边形ABCD中,ZA=90°,ZC=90°,ZD=60°,AD=3,AB
=,若点M、N分别为边CD,AD上的动点,则△BMN的周长最小值为()
A.2\/3B.3\/3C.6D.3
【答案】C
【解析】作点B关于CD、AD的对称点分别为点和点B",连接BB”交DC和AD于点M和点N,连接MB、
NB;再DC和AD上分别取一动点W和N,(不同于点M和N),连接M'B,MB,MB和N'B",如图1所示:
=B"N'=BN',・・・BM'+MW+BN>B'B",
又•••BB'=B'M+MN+NB",NB=NB",
ANB+NM+BM<BM'+M'N'+BN',/△仇HN=NB+NM+BM时周长最小;
连接DB,过点B'作B'H_LDB”于的延长线于点H,如图示2所示:
在RQABD中,AD=3,AB=\/^,/.BD=\/AD1AB~=2V^3,AZ2=309,
AZ5=305,DB=DB",又〈NADC=N1+/2=60",AZ1=30°,AZ7=30°,DB'=DB,
AZB'DB"=Z1+Z2+Z5+Z7=120°,DB'=DB"=DB=2-/3,
又•・・NB'DB”+N6=180°,AZ6=60°,.,.HD=y/3,HB'=3,
在RtZ\B,HB”中,由勾股定理得:B'B"={+HB"2=《(3慎)*+3'2=6,
△BMV=NB+NM+BM=6,故选C.
模型3、将军饮马■两动两定求线段和的最小值
【模型探究】48为定点,在定直线〃?、〃上分别找两点P、0,使用+P0+08最小。
(1)如图1,两个点都在直线外侧:
辅助线:连接AB交直线/〃、〃于点P、Q,则%+PQ+QB的最小值为AB.
(2)如图2,一个点在内侧,一个点在外侧:
辅助线:过点B作关于定直线〃的对称点夕,连接48'交直线小、〃于点P、Q,则%+PQ+QB的最小值为
AB'.
Q\\
*
图1图2
(3)如图3,两个点都在内侧:
辅助线:过点A、B作关于定直线机、n的对称点A,、夕,连接“夕交直线m、〃于点P、Q,则PA+PQ+QA
的最小值为ATT
(4)如图4,台球两次碰壁模型:
辅助线:同图3辅助线作法。
图3图4
例1.(2023.浙江八年级期中)如图所示,NAOB=50°,ZBOC=30°,OM=12,ON=4.点2、Q分
别是04、08上动点,则MQ+PQ+NP的最小值是.
【解答】解:如图,作点N关于0A的对称点M,则NP=N'P,
作点M关于OB的对称点AT,则MQ=M'Q,:.MQ+PQ+NP=M'Q+PQ+N'P,
当MM'在同一条直线上时取最小值,连接0M,0M',
VZAOB=50°,ZBOC=300则NN'0A=ZAOC=ZAOB-Z5OC=20°,
NBOM'=ZBOA=50°,/.ZN'OM'=2X20°+30°+50°=120°,
♦:ON'=ON=4,OM'=OM=\2,AZAON=ZAOB-ZBOC=50a・30°=20°,
先作射线。”与射线ON关于04对称,由对称的性质可知/AOY=20°,PN=PN,
同理作射线OM与射线OM关于03对称,同理N3O时=50",QM=QM',
当MP、Q、M'四点共线时,MQ+PQ+NP最小,
则NMOM'=NN'OP+NAOB-NBPM'=200+50°+50°=120°,
作N垂直OM的延长线交于点巴・・・NKO/M=60°,:,ON=ON=4,
在RtaNOE中,NENO=30°,根据30°角所对的直角边是斜边的一半可知OE=2,
则EN=2“,0M=0M'=\2,:.EMf=OE+OM'=12+2=14,
则N乂-勺MMV142+(2A/3)2虫/西,故答案为;
例2.(2022•山东泰安•中考真题)如图,/4。8=30°,点M、N分别在边OA、03上,且OM=3,ON=5,
点P、Q分别在边08、上,则MP+0Q+QN的最小值是()
【答案】A
【分析】作M关于OB的对称点作N关于04的对称点W,连接M'N',即为MP+PQ+QN的最小值;证
出△0NM为等边三角形,△OM/VT为等边三角形,得出NATO/VT=90。,由勾股定理求出MW即可.
【详解】解:作M关于。8的对称点M,,作N关于。4的对称点M,如图所示:
连接MW,即为MP+PQ+QN的最小值.
根据轴对称的定义可知:ON'=ON=5,0M'=0M=3,NN'OQ=NM'OB=30°,
AZNON'=60°,NMOM'=60。,・*△0/W为等边三角形,△OMM为等边三角形,
••・NMOM,=90。,,在RS/VTOM中,M'N'^^^+s2=734-故选:A.
【点睛】本题考查了轴对称-最短路径问题,根据轴对称的定义,找到相等的线段,得到等边三角形是解题
的关键.
例3.(2022•湖北武汉市•九年级期中)如图,点A在y轴上,G、B两点在x轴上,且G(-3,0),B(-
2,。),HC与GB关于y轴对称,ZGAH=60%P、Q分别是AG、AH上的动点,则BP+PQ+CQ的最小值
【答案】B
【分析】分别作B、C关于AG和AH对称的点ZT、C',连接BP、CQ、Bl、C'Q,PQ,得出BP+PQ+CQ
的最小值为8'C',再依据等边三角形的性质和判定和轴对称的性质分别求得3'P+ZW和C'Q+QN即可求得.
【详解】解:分别作B、C关于AG和AH对称的点*、C,连接BP、CQ、B'C、CQ,PQ
•JHC与GB关于y轴对称,/.GO-HO^O=CO,Vx4Hl±y,I.AG=AH,B'、C'关于y轴对称,
・••当&、C,P、Q在同一条直线上时,8P+R2+CQ=B7>+P2+CQ=yU最小,此时&C//x轴,
VZGAH=60°,•••△AGH为等边三角形,Z.ZAGO=60°,
•・・QC//x轴,B、8'关于AG对称,・・・/BPG=N*PG=NPG8=60o,£P=8P,
•••△BPG为等边三角形,过作PMJLGO交x轴与M,
VG(-3,0),B(-2,0),/.BG=1,BO=2,APB,=PB=BG=\,BM=-BG=-,
22
I77
:・B'P+PN=BP+MB+BO=*t2=j,同理可得C'Q+QN=J即9。=7.故选:B.
【点睛】本题考查轴对称的性质,等边三角形的性质和判断,坐标与图形变化.能借助轴对称的性质正确变
形将折线的长化成一条线段的长是解题关键.
例4(2022•湖北青山•八年级期中)如图,在RtA48c中,ZACB=90°fZABC=30°fAC=2,以8c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.
【分析】(1)先根据直角三角形的性质可得乙班。=60。,4。=8,再根据等边三角形的判定即可得证;(2)
连接尸AQB,先根据等边三角形的性质可得NACE=gNAC。,再根据等腰三角形的三线合一可得CE垂直
平分AO,然后根据线段垂直平分线的性质可得力二9,同样的方法可得。8=QE,从而可得
PD”Q+QE=PA+PQ+QB,最后根据两点之间线段最短即可得出答案.
【详解】证明:(1)•••在用△ABC中,ZACB=90°,ZABC=30°,AC=2,/.ZBAC=60°,Ali=2AC=4,
•••点。是心△ABC斜边A8的中点,.・.AO=AC=2,.•.△ADC是等边三角形;
(2)如图,连接PAQ3,
QV8CE和△4。。都是等边三角形,.•.N8CE=60。,Z4CD=60c,
/.ZACE=ZACB-ZBCE=30°=-ZACD,CK垂直平分AD,.\PA-PD,
2
同理可得:CQ垂直平分BE,..Q^QE,..,D+PQ+QE=〃A+PQ+Q8,
由两点之间线段最短可知,当点AP,Q,8共线时,?A+PQ+Q8取得最小值A3.
故PD+PQ+QE的最小值为4.
【点睛】本题考查了等边三角形的判定与性质、含30°角的宜角三角形的性质等知识点,熟练掌握等边三角
形的性质是解题关键.
模型4、将军饮马-线段差的最大值
【模型探究】A,B为定点,在定直线m上分别找两点尸,使附与尸3的差最大。
(1)如图1,点A、8在直线m同侧:
辅助线:延长AB交直线m于点尸,根据三角形两边之差小于第三边,P,A—P'B<AB,而布一P8=AB此时
最大,因此点P为所求的点。
(2)如图2,点4、8在直线机异侧:
辅助线:过〃作关于直线m的对称点*,连接交点直线m于夕,此时PR二PR'.PA-PH最大值为AIV
图1图2
例1.(2022•福建福州•八年级期中)如图,在等边△回(?中,E是4c边的中点,P是△ABC的中线A。上
的动点,且人8=6,则4P-PE的最大值是.
【答案】3
【分析】连接尸C,则BP=CP,BP-PE=CP-PE,当点尸与点八重合时,CP-PE=CE,进而即可求解.
【详解】解:连接FC,
A
团在等边△ABC中,AB=6,P是的中线AO上的动点,
04。是3C的中垂线,国4P=CP,用BP-PE=CP-PE,
团在△(?「£中,CP-PEVCE,回当点尸与点A重合时,CP-PE=CE,
团E是AC边的中点,回8尸一尸£的最大值-6・2-3.故答案是:3.
【点睛】本题考查等边三角形的性质,三角形三边长关系,连接CB得到BP-PE=CP-PE,是解题的关键.
例2.(2023・重庆・八年级专题练习)如图,四边形4BCO中,AB//C7XCE_LAB,AE=8C=10,CE=8,
6=8石=6,点产为直线CE左侧平面上一点,ACFE的面积为8,则|E4-田的最大值为_.
【答案】10
【分析】如图,过点F作FHI3EC于H.过点F作直线l〃EC,作点C关于直线I的对称点C,连接AC交直线I
于F,此时IFA-FCI的值最大,即|FA-FC|的值最大,最大值为线段AC的长.
【详解】解:如图,过点F作FH回EC于H.
00CFE的面积为8,即一EC0FH=8,CE=8,0FH=2,
2
过点F作直线l〃EC,作点C关于直线I的对称点C,连接AC交直线I于F,此时|F'A-FC|的值最大,即|FA-FC|
的值最大,最大值为线段AC'的长,过点C作CK0AB于K.(30C'KB={3KEC=0ECC'=9O(>,
团四边形CEKC是矩形,0CC'=EK=4,EC=KC'=8,
ME=10,0AK=AE-EK=10-4=6,0AC'=y/AK2+KC2=\l62+82=10-
EI|FA-FC|的最大值为10.故答案为10.
【点睛】本题考查轴对称-最短问题,三角形的面积,直角梯形等知识,解题的关键是学会利用轴时称解决
最值问题,属于中考填空题中的压轴题.
例3.(2022•重庆大渡口•七年级期末)如图,RlJBC,0ACB=9O°,8C=AC=4,平面内直线8C的左侧
有一点P,连接8P,CP,Sgb=4,将△4CP沿8C翻折至同一平面得到△8C0,连接AP'.若|AP-8P|
取得最大值时,则LAX=.
【答案】12
【分析】如图1中,过点P作P版BC于点H.求出P〃=2,推出点。在8c的中垂线上运动,由翻折变换
的性质可知,BP=BP,推出|AP-=9-6U|2"=4加,推出当4,B,9共线时,|40'-依|的值
最小,如图2中,设4c的中垂线交4c于点M,交于点M则NM=4A/=MC=2,PN=PP'=4,求出
PM,即可解决问题.
【详解】解:如图1中,过点尸作尸加8c于点”.
0A8=C8=4,(MCB=90°,财8=&8。=4及,国S48cp=4,(3;x4xP,=4,团尸"=2,
13点尸在BC的中垂线上运动,由翻折变换的性质可知,BP=BP',
即若尸-PB|=|4P-8P|N4B=4及,(3当A,B,9共线时,|4产一尸8|的值最小,如图2中,
设BC的中垂线交AC于点M,交AB于点N.则NM=AM=MC=2,PN=PP'=4,
田PM=4+2=6,aSzACP=-XACXPM=-X4X6^12,故答案为:12.
22
【点睛】本题考查翻折变换,等腰直角三角形的性质,三角形的面积等知识,解题的关键是正确寻找点P
的运动轨迹,属于中考填空题中的压轴题.
课后专项训练
1.(2022•安徽亳州•一模)如图,在锐角朋5c中,A3=6,0ABe=60。,财8C的平分线交AC于点〉,点
P,Q分别是B。,48上的动点,则AP+PQ的最小值为()
A.6B.675C.3D.36
【答案】D
【分析】在BC上取E,使BE=BQ,这样AP+PQ转化为AP+P石即可得出答案.
【详解】解:如图,在BC上取E,使BE=8。,连接PE,过M作4M38C于,,
EIB。是(M8C的平分线,00ABD=0CBD,⑦BP=BP,BE=BQ,^BPQ^BPE(SAS),
^PE=PQ,MP+PQ的最小即是AP+尸E最小,
当4尸时最小,在RrfMBH中,4B=6,®4BC=60°,
M”=3百,MP+尸。的最小为3g,故选:D.
【点睛】本题考查两条线段和的最小值,解题的关键是作辅助线把PQ转化到8。的另一侧.
2.(2023•安徽九年级一模)如图,在锐角△ABC中,AB=6,ZABC=60°,NA8C的平分线交4c于点D,
点、P,Q分别是8。,48上的动点,则4P+PQ的最小值为()
c
A.6B.6x/3C.3D.36
【答案】D
【分析】在8c上取E,使8E=8Q,这样4P+PQ转化为AP+PE即可得出答案.
【详解】解:如图,在8c上取£,使8£=BQ,连接PE,过4作18c于H,
YS。是/48C的平分线,;・NABD=NCBD,
,:BP=BP,BE=BQ,.••△8PQ丝z\8PE(5/45),;・PE=PQ,
・・"P+PQ的最小即是AP+PE最小,当AP+PE=AH时最小,
在RQABH中,48=6,NA8c=60°,
・'・"/==现京,,4P+Pa的最小为3#,故选:D.
【点睛】本题考查两条线段和的最小值,解题的关键是作辅助线把PQ转化到8D的另一侧.
3.12023•绵阳八年级期末)如图,在四边形48CD中,NC=70°,N8=ND=90°,E、F分别是8C、DC
上的点,当的周长最小时,NEAF的度数为()
A.30B.40C.50D.70
【分析】据要使△4EF的周长最小,即利用点的对称,使三角形的三边在同一直线上,作出入关于8c和E
的对称点4',A",即可得出乙E+NA"=ZHAA'=70°,进而得出N4EF+/4T=2(N2A'E+ZA'f),
即可得出答案.
【答案】解:作人关于8c和8的对称点4,A",连接A'八",交BC于E,交CD于F,则A'A"即
为丛AEF的周长最小值.作。4延长线AH,
VZC=70°,.*.ZD4B=110°,:,NHAA'=70°,A^AA'£+/4〃=NHAA'=70°,
VZMZA=ZEAA,,ZFAD=ZA,f,:.ZEAAf+ZA,fAF=7Q°,
.\^EAF=110°-70°=40°,故选:B.
【点睛】本题考查的是轴对称-最短路线问题,涉及到平面内最短路线问题求法以及三角形的外角的性质
和垂直平分线的性质等知识,根据已知得出E,F的位置是解题关键.
4.(2022•江苏•无锡市东林中学八年级期末)如图,已知财03的大小为a,尸是财03内部的一个定点,且
OP=4,点、E、尸分别是OA、(M上的动点,若BPM周长的最小值等于4,则a=()
A.30°B.45°C.60°D.90°
【答案】A
【分析】设点。关于。4的对称点为C,关于04的对称点为。,当点石、尸在CQ上时,国PE户的周长为
PE+EF+FP=CD,此时周长最小,根据CD=4可得出用COO是等边三角形,进而可求出a的度数.
【详解】解:如图,作点P关于。4的对称点C,关于OB的对称点。,连接CQ,交OA于E,OB于F.
A
D
此时,13PE厂的周长最小.连接OC,OD,PE,PF.
由点尸与点C关于。4对称,回。4垂直平分尸C,即1COA=MOP,PE=CE,OC=OP,
同理,可得回OO8M38OP,PF=DF,OD=OP.
酿。04唱。03=财0。短3OP=MOB=Q,OC=OD=OP=4,随CO£>=2a.
又至PEF的周长=PE+EF+FP=CE+EF+FD=CD=4,^1OC=OD=CL>=4,
E0COO是等边三角形,02a-6O0,(3a-30°.故选:A.
【点睛】本题主要考查了最短路径问题,本题找到点石和尸的位置是解题的关键.要使(3PE尸的周长最小,
通常是把三边的和转化为一条线段,运用三角形三边关系解决.
5.(2023・山东山东•八年级期末)如图,在平面直角坐标系中,线段AC所在直线的解析式为y=-x+4,E
是A8的中点,P是47上一动点,则P8+PE的最小值是()
A.4&B.2&C.245D.石
【答案】C
【分析】作点〃关于AC的对称点8',连接*E,与AC的交点,即符和条件的尸点,再求出8',七的坐标,
根据勾股定理求出B'E的值,即为户8+产E的最小值.
【详解】作点B关于4c的对称,点0,连接"E交AC于P、
此时,2外+P£=产4+产£的值最小,最小值为BE的长,
国线段AC所在直线的解析式为尸r+4,团A(0,4),C(4,0),BAB=4,8C=4,
是4B的中点,团E(0,2),团®是点3关于AC的对称点,
H8B'_LAC,OB=OB'=-AC,AO=CO,团四边形人8C3'是E方形,
2
08(4,4),团尸3+尸石的最小值是B'E=142+(4-2)2=2石.故选:C.
【点睛】本题考查一次函数求点的坐标和性质,轴对称-最短路径问题,勾股定理,掌握轴对称-最短路径
的确定方法是解题的关键.
7.如图,在四边形ABCD中,DA1AB,DA=6,ZB+ZC=150°!CD与BA的延长线交于E点,A刚好是EB
中点,P、Q分别是线段CE、BE上的动点,则BP+PQ最小值是()
A.12B.15C.16D.18
A
【答案】D
【解析】如图,作点B关于CE的对称点F,连接BF,EF,则EB=EF,
VZB+ZC=150°,AZBEC=30°,.,.ZBEF=60°,,ZiBEF是等边三角形,
连接BP,PF,PQ,则BP=FP,,BP+QP=FP+PQ,
当F.P,Q在同一直线上H.FQ_LEB时,BP+PQ的最小值为FQ的长,
此时,Q为EB的中点,故与A重合,
VDA±AB.DA=6,AAE=6^/3,,RtZ^QEF中,FQ=\/^AE=18,
・・・BP+PQ最小值值为18,故选D.
8.如图,在RtZ^ABC中,NA=30°,NC=90°,AB=6,点P是线段AC上一动点,点M在线段AB上,
当AM=2A8时,P8+PM的最小值为()
3
A.3加B.2^7C.2%+2D.3^3+3
【解答】解:作B点关于4c的对称点连接6M交AC于点P,
:,BP=B'P,:,PB+PM=B'P+PM》BM,・・.P8+PM的最小值为夕M的长,
过点8‘作于”点,VZA=30°,ZC=90°,/.ZCBA=60°,
*=舶,
•・・AB=6,,8C=3,・・・88'=6,在RtZXBBH中,8〃=88・sin60°=6X
乙
“8=8'8・cos600=6X』=3,:.AH=3,*:AM=^AB,,AM=2,
23
在RlAW”B'中,B'M=^H2+IH2入伍后%=而,
.・・P8+PM的最小值为动,故选:B.
Br
9.(2022重庆大渡口七年级期末)如图,MAARC,aia—90。,HC-AC-4,平面内直线AC的左侧
有一点P,连接4P,CP,S/P=4,将△BCP沿3。翻折至同一平面得到△BCP,连接4P'.若
取得最大值时,则以
B
【答案】12
【分析】如图1中,过点P作P的BC于点H.求出P〃=2,推出点P在的中垂线上运动,由翻折变换
的性质可知,BP=BP,推出历9-。4|=|从〃-3/|丛3=4及,推出当4B,P共线时,|4P'-P4|的值
最小,如图2中,设BC的中垂线交AC于点M,交AB于点N.则NM=4M=MC=2,PN=PP'=4,求出
PM,即可解决问题.
0AB=CB=4,EL4CB=90。,防8=五8。=4及,
ESz>BCP=4,团gx4xP"=4,mP”=2,回点。在4c的中垂线上运动,
由翻折变换的性质可知,BP=BP,0|AF-PB\=\AP'-BP'\>AB=^42,
0当A,8,严共线时,|AP'-PB|的值最小,如图2中,
设BC的中垂线交4c于点M,交AB于点N.则NM=4M=MC=2,PN=PP'=4,
;图2
(3PM=4+2=6,0SACP-=-XACXPM=-X4X6=12,故答案为:12.
422
【点睛】本题考查翻折变换,等腰直角三角形的性质,三角形的面积等知识,解题的关键是正确寻找点P
的运动轨迹,属于中考填空题中的压轴题.
10.如图,两点4、8在直线M/V外的同侧,4到MN的距离AC=16,8到MN的距离8。=10,8=8,点
P在直线MN上运动,则|以・P8|的最大值等于.
【解答】解:延长AB交MN于点P1,
•:P'A-P,B=AB,AB>\PA-PB\,工当点P运动到1点时,|以•P8|最大,
*:BD=10,CD=8,AC=16,过点8作8EJ_AC,则8E=CD=8,AE=AC-BD=16-10=6,
AAB=^AE2+B£2=^62+g2=10,,-P81的最大值等于10,故答案为:10.
11.(2022•贵州黔东南•八年级期末)如图,在M8C中,48=3,AC=4,8c=5,EF是8c的垂直平分线.点
P是EF上的动点,则|%-P8|的最大值为
【答案】3
【分析1由三角形三边关系可知当点P在BA的延长线上时|PA-PB|的值最大.
【详解】解:如图所示,延长BA交直线EF于点P,此时|PA-PB|=AB=3最大,故答案为:3.
【点睛】本题考查了三角形的三边关系,确定P的位置是解题的关键.
12.如图,ZAOB=45°,尸是/AQ8内的一点,。。=10,点。,R分别在NA08的两边上,Z\PQR周长
的最小值是
【解答】解:如图所示,分别作点P关于。4、。8的对称点产、尸,
连接pp交。40B于点Q、R,此时,△尸QR的周长最小,最小即为P'尸”的长.
连接。户,0P',.根据轴对称性可得:/P”OB=NBOP,NP'OA=NAOP,OP=OPf=OP',=]0,
•・・NAOB=45°,・・・NP'OP”=90°,
P'P"=q0P/_2―2=q102+[°2=10^2.故答案为:1(.
P'
13.如图,在Rt^ABC中,ZA=90°,48=4,AC=3,M、MP分别是边AB、AC、8C上的动点,连
接PM、PN和MM则PM+PN+MN的最小值是
BC
【解答】解:如图,作点。关于A8,AC的对称点£F,连接PE,PF,附,EM,FN,AE,AF.
Vz^B>4C=90>AB=4,4c=3,BC=QAB2+AC2=Q42+32=5,
由对称的性质可知,AE=AP=AF,NB4P=NBAE,ZC4P=ZG4F,
VZPAB+ZPAC=ZBAC=90°,/.Z£AF=180°,:.E,A,尸共线,
\fME=MP,NF=NP,/.PM+MN+PN=EM+MN+NF,
•:EM+MN+NF'EF,,£尸的值最小时,PM+MN+PN的值最小,
,:EF=2PA,工当布寸,用的值最小,此时%
55
:.PM+MN+PN2空,."必"7附尸乂的最小值为21.故答案为:建.
555
14.(2022•河南南阳•八年级阶段练习)如图,等边AA8C的边长为4,点E是4c边的中点,点P是AA8C
的中线AO上的动点,则EP+CP的最小值是.
【答案】2石
【分析】当连接8E,交A。于点P时,砂+CP=EP+PB=EB取得最小值.
【详解】解:连接6E
物ABC是等边三角形,A。是8c边上的中线,^AD^BC,册。是8C的垂直平分线,
田点C关于4。的对应点为点B,0BE就是EP+CP的最小值.
配1A3C是等边三角形,E是4c边的中点,国BE是团钻。的中线,
I3CE=;AC=2,0BE=JBC2-CE2=2瓜即叱+CP的最小值为26,故答案为:2
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