类型一 “将军饮马”模型 通过对称进行等量代换,转化成两点之间的距离或点到直线的距离,或利用三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边求得最值。 1、同侧、异侧两线段之和最短 2、同侧、异侧两线段之差最大、最小
例1:已知A. B. C. D四点如图所示,请画出一点P,使P到点A. B. C. D的距离之和最小,并说明理由。 简答:连接AD、BC,令其交点为P,在线段BC上任取一点Q(不同于点P),连接AQ、DQ,如图所示。 ∵点P,点Q均在线段BC上, ∴PB+PC=QB+QC, ∵点P在线段AD上, ∴PA+PD=AD, 在△QAD中,QA+QD>AD(两边之和大于第三边), 即QA+QB+QC+QD>PA+PB+PC+PD. ∴线段AD、BC的交点P为所要找的点。 例2:如图:A,B两点在直线的两侧,点A到直线的距离AM=4,点B到直线的距离BN=2,且MN=4,P为直线上的动点,PA+PB的最小值为 ,|PA−PB|的最大值为 ,|PA−PB|的最小值为 。 简答:(1)连接AB,交MN于点P,此时PA+PB最小=2√13 (2)作B点关于MN的对称点B′,连接AB′并延长,与直线MN交于点P,此时|PA−PB|的值最大=PA-PB′=AB′=2√5 理由:在直线MN上任找异于点P的一点P′,连接P′A,P′B′ 由三角形两边之差小于第三边可知,P′A-P′B≤AB′,当A、B′、P′三点共线时,取得最值
(3)易知:在直线MN上存在一点P,使得PA=PB,此时|PA−PB|的值最小为0
3、三角形、四边形周长最小 例1:如图,在四边形ABCD中,∠BAD=110∘,∠B=∠D=90∘.在BC,CD上分别找一点M,N,使△AMN周长最小,则∠AMN+∠ANM的度数为 . 解答: 如图,作点A关于BC的对称点A′,关于CD的对称点A″, 连接A′A″与BC、CD的交点即为所求的点M、N, ∵∠BAD=110∘,∠B=∠D=90°, ∴∠A′+∠A″=180°−110°=70°, 由轴对称的性质得:∠A′=∠A′AM,∠A″=∠A″AN, ∴∠AMN+∠ANM=2(∠A′+∠A″)=2×70°=140°.
例2:如图,∠MON=20°,A、B分别为射线OM、ON上两定点,且OA=2,OB=4,点P、Q分别为射线OM、ON两动点,当P、Q运动时,线段AQ+PQ+PB的最小值是 解答: 作A关于ON的对称点A′,点B关于OM的对称点B′,连接A′B′,交于OM,ON分别为P,Q,连接OA′,OB′, 则PB′=PB,AQ=A′Q,OA′=OA=2,OB′=OB=4,∠MOB′=∠NOA′=∠MON=20°, ∴AQ+PQ+PB=A′Q+PQ+PB′=A′B′,∠A′OB′=60°, ∵cos60°=1/2,OA′/OB′=1/2, ∴∠OA′B′=90°, ∴A′B′=2√3, ∴线段AQ+PQ+PB的最小值是:2√3. 4、需要平移的“将军饮马” 例题:如图,已知四边形ABCD四个顶点的坐标为A(1,3),B(m,0),C(m+2,0),D(5,1),当四边形ABCD的周长最小时,m的值为______. 解答: 将C点向左平移2单位与B重合,点D向左平移2单位到D′(3,1), 作D′关于x轴的对称点D″,则点D″(3,−1), 设直线AD″的解析式为y=kx+b, 带入A、D″两点坐标,解得k=−2,b=5. ∴直线AD″的解析式为y=−2x+5. 当y=0时,x=5/2, 即B(5/2,0),∴m=5/2.
5、点到直线垂线段最短 例1:如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠B=60∘,点G是边CD边的中点,点E. F分别是AG、AD上的两个动点,则EF+ED的最小值是 . 解答: 如图作DH⊥AC垂足为H与AG交于点E, ∵四边形ABCD是菱形, ∵AB=AD=CD=BC=6, ∵∠B=60°, ∴∠ADC=∠B=60°, ∴△ADC是等边三角形, ∵AG是中线, ∴∠GAD=∠GAC ∴点H关于AG的对称点F在AD上,此时EF+ED最小=DH. ∴EF+DE的最小值=DH=3√3 例2:如图,矩形ABCD中,AD=5,AB=12,点M在AC上,点N在AB上,则BM+MN的最小值为( )
简答: 作B点关于AC的对称点E点,过E作EF垂直AB交AB于F点,
AC=13, AC边上的高为60/13,所以BE=120/13. ∵△ABC∽△BEF, ∴AB/EF=AC/BE, 求得EF=1440/169.
类型二 由已知定长线段求最值 找到与所求最值相关成三角形的两个定长线段,定长线段的和为最大值,定长线段的差为最小值。 例1、如图,边长为10的等边△ABC的顶点A,B分别在x轴正半轴和y轴正半轴上运动,则动点C到原点O的距离的最大值是 。 简答: 如图,取AB中点P,连接OP、PC, CP、OP长都是定值,CP=5√3,OP=5 ∵OP+PC ≥ OC, ∴当O、P、C共线时,OC的值最大,最大值=5+5√3.
例2、如图,在RT△ABC中,∠ABC=90°,AB=4,BC=3,点D是半径为2的圆A上的一个动点,点E是CD的中点,则BE长的最大值是多少? 简答:如图,取AC的中点F,连接BF、EF、AD AD=2,EF是△ACD的中位线,∴EF=1,是定值 BF是RT△ABC斜边上的中线,∴BF=1/2AC=5/2 ∴BE≤BF+EF=1+5/2=7/2 B/F/E三点共线时BE取得最大值 类型三 旋转最值模型 通过旋转,找到与所求最值相关成三角形的两个定长线段,定长线段的和为最大值,定长线段的差为最小值。 例1、如图,四边形ABCD中,AB=4,BC=3,△ACD为等边三角形,求BD的最大值。 简答:将△ABD绕D点顺时针旋转60°,DA与DC重合,DB到DE的位置 易证△DEB为等边三角形,BC=3,EC=AB=4,均为定值 ∴BD=BE≤BC+EC=7 当B、C、E三点共线时取得最大值
2、在正方形ABCD外有一点P,PA=3,PB=4,AC,BD交于O点,求OP的最大值 简答:连接OP,将△AOP绕O点旋转90°至△OBP′处,连接BP′、PP′ 可知△OPP′为等腰直角三角形,∴OP=√2/2PP′ 已知BP=4,BP′=AP=3,均为定值 ∴PP′≤BP+BP′=7 ∴PP′的最大值为7 ∴OP的最大值为7√2/2 |
|