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重难点 03 几何模型求最值(将军饮马模型、建桥选址
模型、胡不归模型)
题型解读|模型构建|真题强化训练|模拟通关试练
该题型主要以选择、填空形式出现,综合性大题中的其中一问,难度系数较大,在各类考试中都以中
高档题为主。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,属于中考选择或填空题中的压轴题。
模型01 将军饮马模型
考|向|预|测
将军饮马模型在考试中主要考查转化与化归等的数学思想,该题型综合考查学生的理解和数形结合能
力具有一定的难度,也是学生感觉有难度的题型。在解决几何最值问题主要依据是:①将军饮马作对
称点;②两点之间,线段最短; ③垂线段最短,涉及的基本知识点还有: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。
答|题|技|巧
1. 观察所求为横向还是纵向的线段长度(定长),将线段按照长度方向平移;
2. 同侧做对称点变异侧,异侧直接连线;
3. 结合两点之间,线段最短;垂线段最短;三角形两边之和大于第三边等常考知识点;
4. 利用数学的转化思想,将复杂模型变成基本模型;
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1.(2024·黑龙江)如图,在矩形 中, , ,点M是 边的中点,点N是
边上任意一点,将线段 绕点M顺时针旋转 ,点N旋转到点 ,则 周长的最小值为
( )
A.15 B. C. D.18
1.如图,已知 ,点 为 内部一点,点 为射线 、点 为射线 上的两个动点,
当 的周长最小时,则 .
2.如图,在 中, , , ,点 为直线 上一动点,则 的最小
值为 .
3.如图,在平面直角坐标系 中,已知 , ,过点 作 轴的垂线 , 为直线 上一动点,
连接 , ,则 的最小值为 .
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4.如图,在菱形 中, , 是 边上一个动点,连接 , 的垂直平分线
交 于点 ,交 于点 .连接 .
(1)求证: ;
(2)求 的最小值.
模型02 建桥选址模型
考|向|预|测
建桥选址模型该题型也主要以选择、填空的形式出现,一般较为靠后,有一定难度,该题型主要考查
轴对称---最短路径问题、勾股定理、三角形及平行四边形的判定与性质,要利用“两点之间线段
最短”等,但许多实际问题没这么简单,需要我们将一些线段进行转化,即用与它相等的线段替代,
从而转化成两点之间线段最短的问题.目前,往往利用对称性、平行四边形的相关知识进行转化.
答|题|技|巧
(1)两个点都在直线外侧:
辅助线:连接AB交直线m、n于点P、Q,则PA+PQ+QB的最小值为AB.
A
A
m
m
P' P
n n
Q' Q
B B
(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n的对称点B’,连接AB’交直线m、n于点P、Q,则PA+PQ+QB的最小值
为AB’.
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A
m
A
m P
B
B n
Q
n B'
(3)如图3,两个点都在内侧:
辅助线:过点A、B作关于定直线m、n的对称点A’ 、B’ ,连接A’B’ 交直线m、n于点
P、Q,则PA+PQ+QA的最小值为A’B’.
A'
m
A
m
P
A
B
Q
B n
n B'
1.(2023·南京)如图,矩形 中, , 是 的中点,线段 在边
上左右滑动;若 ,则 的最小值为____________.
1. 已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两
村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄
的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )
A.2 B.1+3 C.3+ D.
2.如图,菱形ABCD的边长为2 ,∠ABC=60°,点E、F在对角线BD上运动,且EF=2,连接AE、
AF,则△AEF周长的最小值是( )
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A.4 B.4+ C.2+2 D.6
3.如图,在▱ABCD中,AB=4,AD=9,M、N分别是AD、BC边上的动点,且
∠ABC=∠MNB=60°,则BM+MN+ND的最小值是 .
4.如图,在矩形 中, , , 为 的中点,若 为 边上的两个动点,
且 ,若想使得四边形 的周长最小,则 的长度应为__________.
5.如图,已知AB为O的直径,BC,CD是O的切线,切点分别为点B,D,点E为AB上的一
个动点,连结CE ,DE.若AB2 5,BC 2,则CEDE 的最小值是 .
模型03 胡不归模型
考|向|预|测
胡不归模型可看作将军饮马衍生,主要考查转化与化归等的数学思想,近年在中考数学和各地的模拟考中
常以压轴题的形式考查,学生不易把握。本专题就最值模型中的胡不归问题进行梳理及对应试题分析,方
便掌握。在解决胡不归问题主要依据是:点到线的距离垂线段最短。
答|题|技|巧
1. 构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型;
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2. 借助三角函数,构造锐角α,将另一个系数也化为1;
3. 利用“垂线段最短”原理构造最短距离;
4. 数形结合解题
1.(2023·安徽)如图, 为等边三角形, 平分 , ,点E为 上动点,
连接 ,则 的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
1.如图,菱形 的边长为5,对角线 的长为 , 为 上一动点,则 的最小值为
( )
A.4 B.5 C. D.
2.如图, 是等边三角形 的外接圆,其半径为4.过点B作 于点E,点P为线段 上一
动点(点P不与B,E重合),则 的最小值为 .
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3.如图,在 中, , , ,按下列步骤作图:①在 和 上分别
截取 、 ,使 .②分别以点D和点E为圆心,以大于 的长为半径作弧,两弧在
内交于点M.③作射线 交 于点F.若点P是线段 上的一个动点,连接 ,则 的最小
值是 .
4.如图,抛物线 与 轴交于点 和点 ,与 轴交于点 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)当 时,求 的函数值的取值范围;
(3)将拋物线的顶点向下平移 个单位长度得到点 ,点 为抛物线的对称轴上一动点,求 的
最小值.
1.(2023·四川)如图,O为矩形ABCD对角线AC,BD的交点,AB=8,M,N是直线BC上的动点,且
MN=2,则OM+ON的最小值是____________.
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2. (2024·安徽)如图,正方形 内接于⊙O,线段 在对角线 上运动,若⊙O的周长为 ,
,则 周长的最小值是 .
3.(2023·浙江)如图,平行四边形 中, , , ,P为边CD上的一动点,
则 的最小值等于( )
A. B. C. D.
4.(2023·四川)如图,在 中, ,若 D 是 边上的动点,则
的最小值是( )
A.6 B.8 C.10 D.12
5.(2023·湖南)某班级在探究“将军饮马问题”时抽象出数学模型:
直线 同旁有两个定点A、B,在直线 上存在点 ,使得 的值最小.解法:如图1,作A点关于直
线 的对称点 ,连接 ,则 与直线 的交点即为 ,且 的最小值为 .
请利用上述模型解决下列问题:
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(1)几何应用:如图2, 中, , , 是 的中点, 是 边上的一动点,则
的最小值为 ;
(2)几何拓展:如图3, 中, , ,若在 、 上各取一点 、 使 的
值最小,画出图形,求最小值并简要说明理由.
6.(2023·陕西)在学习对称的知识点时,我们认识了如下图所示的“将军饮马”模型求最短距离.
问题提出:
(1)如图 1所示,已知 A,B是直线 l同旁的两个定点.在直线 l上确定一点 P,并连接 与 ,使
的值最小.
问题探究:
(2)如图 2 所示,正方形 的边长为 2,E 为 的中点,P 是 上一动点.连接 和 ,则
的最小值是___________;
问题解决:
(3)某地有一如图 3 所示的三角形空地 ,已知 ,P 是 内一点,连接 后测得
米,现当地政府欲在三角形空地 中修一个三角形花坛 ,点 分别是 边上的
任意一点(不与各边顶点重合),求 周长的最小值.
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1.如图,在△ABC中,∠ABC=60°,BC=6,CD是△ABC的一条高线.若E,F分别是CD和BC上的动
点,则BE+EF的最小值是( )
A.6 B.3√2 C.3√3 D.3
2.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠BAC的平分线交BC于点D,CD=2,BD=3,Q为AB上一动点,
则DQ的最小值为( )
A.1 B.2 C.2.5 D.√5
3.如图,∠AOB=30°,点P是∠AOB内的定点且OP=3,若点M、N分别是射线OA、OB上异于点O的动
点,则△PMN周长的最小值是( )
2 4
A.3 B. C. D.6
3 3
4.如图,在△ABC中,AB的垂直平分线DE交BC于点D,垂足为E,M为DE上任意一点,BA=3,AC
=4,BC=6,则△AMC周长的最小值为( )
A.7 B.6 C.9 D.10
5.如图,四边形ABCD中,∠BAD=130°,∠B=∠D=90°,在BC,CD上分别找一点M,N,使△AMN
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的周长最小时,则∠ANM+∠AMN的度数为( )
A.80° B.90° C.100° D.130°
6.有一以互相平行的直线a、b为岸的河流,其两侧有村庄A和村庄B,现在要在河上建一座桥梁MN(桥
与河岸垂直),使两村庄之间的距离最短,从作图痕迹上来看,正确的是( )
A. B.
C. D.
7.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√2
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