数学
在平面直角坐标系中,设P(-1,1),Q(2,3),x轴上有一点R,则PR+RQ的最小值为
5
5
.
(2013·六盘水)(1)观察发现
如图(1):若点A、B在直线m同侧,在直线m上找一点P,使AP+BP的值最小,做法如下:
作点B关于直线m的对称点B′,连接AB′,与直线m的交点就是所求的点P,线段AB′的长度即为AP+BP的最小值.
如图(2):在等边三角形ABC中,AB=2,点E是AB的中点,AD是高,在AD上找一点P,使BP+PE的值最小,做法如下:
作点B关于AD的对称点,恰好与点C重合,连接CE交AD于一点,则这点就是所求的点P,故BP+PE的最小值为
3
3
.
(2)实践运用
如图(3):已知⊙O的直径CD为2,
AC
的度数为60°,点B是
AC
的中点,在直径CD上作出点P,使BP+AP的值最小,则BP+AP的值最小,则BP+AP的最小值为
2
2
.
(3)拓展延伸
如图(4):点P是四边形ABCD内一点,分别在边AB、BC上作出点M,点N,使PM+PN+MN的值最小,保留作图痕迹,不写作法.
(2012·十堰)阅读材料:
例:说明代数式
x
2
+1
+
(x-3)
2
+4
的几何意义,并求它的最小值.
解:
x
2
+1
+
(x-3)
2
+4
=
(x-0)
2
+1
2
+
(x-3)
2
+2
2
,如图,建立平面直角坐标系,点P(x,0)是x轴上一点,则
(x-0)
2
+1
2
可以看成点P与点A(0,1)的距离,
(x-3)
2
+2
2
可以看成点P与点B(3,2)的距离,所以原代数式的值可以看成线段PA与PB长度之和,它的最小值就是PA+PB的最小值.
设点A关于x轴的对称点为A′,则PA=PA′,因此,求PA+PB的最小值,只需求PA′+PB的最小值,而点A′、B间的直线段距离最短,所以PA′+PB的最小值为线段A′B的长度.为此,构造直角三角形A′CB,因为A′C=3,CB=3,所以A′B=3
2
,即原式的最小值为3
2
.
根据以上阅读材料,解答下列问题:
(1)代数式
(x-1)
2
+1
+
(x-2)
2
+9
的值可以看成平面直角坐标系中点P(x,0)与点A(1,1)、点B
(2,3)
(2,3)
的距离之和.(填写点B的坐标)
(2)代数式
x
2
+49
+
x
2
-12x+37
的最小值为
10
10
.
(2012·凉山州)在学习轴对称的时候,老师让同学们思考课本中的探究题.
如图(1),要在燃气管道l上修建一个泵站,分别向A、B两镇供气.泵站修在管道的什么地方,可使所用的输气管线最短?
你可以在l上找几个点试一试,能发现什么规律?
聪明的小华通过独立思考,很快得出了解决这个问题的正确办法.他把管道l看成一条直线(图(2)),问题就转化为,要在直线l上找一点P,使AP与BP的和最小.他的做法是这样的:
①作点B关于直线l的对称点B′.
②连接AB′交直线l于点P,则点P为所求.
请你参考小华的做法解决下列问题.如图在△ABC中,点D、E分别是AB、AC边的中点,BC=6,BC边上的高为4,请你在BC边上确定一点P,使△PDE得周长最小.
(1)在图中作出点P(保留作图痕迹,不写作法).
(2)请直接写出△PDE周长的最小值:
8
8
.
(2009·漳州)几何模型:
条件:如下图,A、B是直线l同旁的两个定点.
问题:在直线l上确定一点P,使PA+PB的值最小.
方法:作点A关于直线l的对称点A′,连接A′B交l于点P,则PA+PB=A′B的值最小(不必证明).
模型应用:
(1)如图1,正方形ABCD的边长为2,E为AB的中点,P是AC上一动点.连接BD,由正方形对称性可知,B与D关于直线AC对称.连接ED交AC于P,则PB+PE的最小值是
;
(2)如图2,⊙O的半径为2,点A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P是OB上一动点,求PA+PC的最小值;
(3)如图3,∠AOB=45°,P是∠AOB内一点,PO=10,Q、R分别是OA、OB上的动点,求△PQR周长的最小值.
(2007·庆阳)需要在高速公路旁边修建一个飞机场,使飞机场到A,B两个城市的距离之和最小,请作出机场的位置.
(2006·巴中)如图:
(1)若把图中小人平移,使点A平移到点B,请你在图中画出平移后的小人;
(2)若图中小人是一名游泳者的位置,他要先游到岸边l上点P处喝水后,再游到B,但要使游泳的路程最短,试在图中画出点P的位置.
(2013·石景山区一模)问题解决:
已知:如图,D为AB上一动点,分别过点A、B作CA⊥AB于点A,EB⊥AB于点B,联结CD、DE.
(1)请问:点D满足什么条件时,CD+DE的值最小?
(2)若AB=8,AC=4,BE=2,设AD=x.用含x的代数式表示CD+DE的长(直接写出结果).
拓展应用:
参考上述问题解决的方法,请构造图形,并求出代数式
x
2
+1
+
(4-x)
2
+4
的最小值.
(2012·青田县模拟)为了探索代数式
x
2
+1
+
(8-x)
2
+25
的最小值,小明巧妙的运用了“数形结合”思想.具体方法是这样的:如图,C为线段BD上一动点,分别过点B、D作AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC、EC.已知AB=1,DE=5,BD=8,设BC=x.则
AC=
x
2
+1
,
CE=
(8-x)
2
+25
,则问题即转化成求AC+CE的最小值.
(1)我们知道当A、C、E在同一直线上时,AC+CE的值最小,于是可求得
x
2
+1
+
(8-x)
2
+25
的最小值等于
10
10
,此时x=
4
3
4
3
;
(2)请你根据上述的方法和结论,试构图求出代数式
x
2
+4
+
(12-x)
2
+9
的最小值.
(2012·溧水县一模)七年级我们曾学过“两点之间线段最短”的知识,常可利用它来解决两条线段和最小的相关问题,下面是大家非常熟悉的一道习题:
如图1,已知,A,B在直线l的同一侧,在l上求作一点,使得PA+PB最小.
我们只要作点B关于l的对称点B′,(如图2所示)根据对称性可知,PB=PB'.因此,求AP+BP最小就相当于求AP+PB′最小,显然当A、P、B′在一条直线上时AP+PB′最小,因此连接AB',与直线l的交点就是要求的点P.
有很多问题都可用类似的方法去思考解决.
探究:
(1)如图3,正方形ABCD的边长为2,E为BC的中点,P是BD上一动点.连接EP,CP,则EP+CP的最小值是
5
5
;
运用:
(2)如图4,平面直角坐标系中有三点A(6,4)、B(4,6)、C(0,2),在x轴上找一点D,使得四边形ABCD的周长最小,则点D的坐标应该是
(2,0)
(2,0)
;
操作:
(3)如图5,A是锐角MON内部任意一点,在∠MON的两边OM,ON上各求作一点B,C,组成△ABC,使△ABC周长最小.(不写作法,保留作图痕迹)
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