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专题 08 最值模型之将军饮马(遛马、过桥)模型
将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型是将军饮马的姊妹篇,它是在将军饮马的基础上加入了平移的
思想,主要还是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,本专题就将军遛马模型
和将军过桥(造桥)模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
在解决将军遛马和将军过桥(造桥),不管是横向还是纵向的线段长度(定长),只要将线段按照
长度方向平移即可,即可以跨越长度转化为标准的将军饮马模型,再依据同侧做对称点变异侧,异侧直接
连线即可。利用数学的转化思想,将复杂模型变成基本模型就简单容易多了,从此将军遛马和将军过桥
(造桥)再也不是问题!
模型1.将军遛马模型
【核心思路】去除定量,组合变量(通过几何变换将若干段原本彼此分类的线段组合到一起)。
【模型解读】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: (2)点A、B在直线m同侧:
A E
A C
A B
A
B
m m m
P Q P Q P Q
m
B B P Q B'
如图1 如图2
(1)如图1,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)如图2,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。
【最值原理】两点之间线段最短。
例1.(2023·西安·统考一模)问题提出:在矩形ABCD中,AB=6,BC=4,点E、F分别为边AD、BC上
的点,且AE=1;BF=2.(1)如图①,P为边AB上一动点,连接EP、PF,则EP+PF的最小值为 ;
(2)如图②,P、M是AB边上两动点,且PM=2,现要求计算出EP、PM、MF和的最小值.九年级一班
某兴趣小组通过讨论得出一个解决方法:在DA的延长线上取一点E',使AE'=AE,再过点E'作AB的平行
线E'C,在E'C上E”的下方取点M,使E'M'=2,连接M'F,则与AB边的交点即为M,再在边AB上点M
的上方取P点,且PM=2,此时EP+PM+MF的值最小.但他们不确定此方法是否可行,便去请教数学田老师,田老师高兴地说:“你们的做法是有道理的”.现在请你根据叙述作出草图并计算出EP+PM+MF
的最小值;
问题解决:(3)聪聪的爸爸是供电公司的线路设计师,公司准备架设一条经过农田区的输电线路,为
M、N两个村同时输电.如图所示,农田区两侧AB与CD平行,且农田区宽为0.5千米,M村到AB的距离
为2千米,N村到CD的距离为1千米,M、N所在的直线与AB所夹锐角恰好为45°,根据架线要求,在农
田区内的线路要与AB垂直.请你帮助聪聪的爸爸设计出最短的线路图,并计算出最短线路的长度.(要
求:写出计算过程,结果保留根号)
【答案】(1) ;(2)EP+PM+MF的最小值是7;(3) km
【分析】(1)利用轴对称方法求最短路线,作点 关于直线 的对称点 或作点 关于直线 的对称
点 ,连接 交 于 ,则 即为最小值;
(2)由于PM是定值,可以通过平移点的方式将问题转化为问题一,再通过对称求最短路线;
(3)由于农田的宽度一定,故可将M点延AB的垂直方向移动农田的宽度到 ,将问题转化为两点之间
线段最短问题即可,作 ,并在 上截取 (农田的宽度),连接 交 于 ,作
于 ,连接 , ,则 即为最短路线.
【详解】解:(1)如图①,延长 至 ,使 ,连接 ,过 作 于 ,矩形 , , ,
当 , , 三点共线时, 最小,即 最小;
由勾股定理得: ,故答案为 ;
(2)如图②,延长 至 ,使 ,在 下方作 ,在 上截取 ,连接 交
于 ,在 上截取 ,连接 , ,
矩形 ,即 ,
, 四边形 是平行四边形,
, , 三点共线, 为最小值,即 为最小值.
(3)如图③,过 作 于 ,过 作 于 ,作 交 于 , 交 于 ,
在 上截取 ,连接 交 于 ,作 交 于 ,连接 ,
, ,
四边形 是平行四边形,
由题意知, , , , , ,
在 △ 中, ,
最短线路长度为 .
【点睛】本题是四边形综合题,考查了平行四边形和矩形的性质,轴对称性质,利用轴对称求最短路线等,
解题关键是通过平移和轴对称的方法求最短路线,要学会将实际问题转化为数学问题.
例2.(2023春·山东烟台·八年级统考期中)如图,在矩形 中, ,点P、点Q分别在
边 上,且 ,连接 和 ,则 的最小值是_______.
【答案】13【分析】证明四边形 是平行四边形,得到 ,作点A关于 的对称点E,当B、Q、E在同
一直线上时, 取得最小值,利用勾股定理即可求解.
【详解】解:∵四边形 是矩形,∴ ,
∵ ,∴四边形 是平行四边形,∴ ,作点A关于 的对称点E,
则 , ,当B、Q、E在同一直线上时, 取得最小值,
此时, ,∴ 的最小值是13,故答案为:13.
【点睛】本题考查的是最短线路问题及矩形的性质,勾股定理,熟知两点之间线段最短的知识是解答此题
的关键.
例3.(2023春·江苏淮安·八年级校考期中)如图,矩形 中, ,矩形 的对角线
相交于点O,点E,F为 边上两个动点,且 ,则 的最小值为_________.
【答案】
【分析】过点O作 于点H,把点O向右平移2个单位至点 ,作点 关于 的对称点 ,交
于点K,连接 交 于点E,作 ,交 的延长线于点G.由轴对称的性质可知
,即 的最小值是线段 的长,根据勾股定理求出 的长
即可.
【详解】过点O作 于点H,把点O向右平移2个单位至点 ,作点 关于 的对称点 ,交
于点K,连接 交 于点E,作 ,交 的延长线于点G.则四边形 和四边形都是矩形,∴ , , , .
∵ ,∴四边形 是平行四边形,∴ ,
∴ ,
∴由两点之间线段最短可知,此时 的值最小,最小值是线段 的长.
∵四边形 是矩形,∴ , , ,
∴ , .∵ ,∴ ,∴ ,
∴ ,即 的最小值为 .故答案为: .
【点睛】本题考查了矩形的性质与判定,平行四边形的判定与性质,轴对称的性质,两点之间线段最短,
以及勾股定理等知识,正确作出辅助线是解答本题的关键.
例4.(2023·重庆·九年级专题练习)如图,正方形 的边长为4, 、 为对角线 上的动点,且
,连接 、 ,求 周长的最小值.
【答案】 周长的最小值为 .
【分析】要使 周长的最小,只需EC+CF最小,过点 作 ,使得 ,连接 交
于点 ,构造出平行四边形 ,根据平行四边形的性质和正方形的对称性知,当 、 、 三点
共线时,EC+CF=FH+AF=AH= ,且最小,从而得到 周长的最小值.
【详解】如解图,过点 作 ,使得 ,连接 交 于点 ,连接 ., , 四边形 是平行四边形, .
四边形 是正方形, 点 , 关于 对称. .
此时 的周长为 .
当 、 、 三点共线时, 的周长最小,最小值为 .
四边形 是正方形,且边长为4 .
, . .
在 中, .
周长的最小值为 .
【点睛】本题考查轴对称-最短问题,正方形的性质、勾股定理、平行四边形的判定和性质等知识,凡是涉
及最短距离的问题,一般要结合轴对称变换来解决,多数情况要作点关于某直线的对称点.
例5.(2023秋·河南南阳·九年级校联考期末)如图,在边长为 的正方形 中将 沿射线 平
移,得到 ,连接 、 .求 的最小值为______.
【答案】
【分析】将△ABC沿射线CA平移到△AB′C′的位置,连接C′E、AE、DE,证出四边形ABGE和四边形EGCD均
为平行四边形,根据平行四边形的性质和平移图形的性质,可得C′E=CE,CG=DE,可得EC+GC=C′E+ED,当
点C′、E、D在同一直线时,C′E+ED最小,由勾股定理求出C′D的值即为EC+GC的最小值.
【详解】如图,将△ABC沿射线CA平移到△AB′C′的位置,连接C′E、AE、DE,∵AB∥GE∥DC且AB=GE=DC,∴四边形ABGE和四边形EGCD均为平行四边形,
∴AE∥BG,CG=DE,∴AE⊥CC′,由作图易得,点C与点C′关于AE对称,C′E=CE,
又∵CG=DE,∴EC+GC=C′E+ED,当点C′、E、D在同一直线时,C′E+ED最小,
此时,在Rt△C′D′E中,C′B′=4,B′D=4+4=8, C′D= ,
即EC+GC的最小值为 ,故答案为: .
【点睛】本题考查正方形的性质、图形的对称性、线段最短和平行四边形的性质与判定,解题的关键是将
两条线段的和转化为同一条线段求解.
例6.(2023·贵州黔东南·统考一模)如图,在菱形 中,对角线 , 的长分别为 , ,将
沿射线 的方向平移得到 ,分别连接 , , ,则 的最小值为______.
【答案】
【分析】连接 与 交于点 ,延长 到 ,使得 ,连接 ,证明 , ,
得 ,当点 、 、 三点共线时, 的值最小,由勾
股定理求得 便可.
【详解】解:如图所示,连接 与 交于点 ,延长 到 ,使得 ,连接 ,四边形 是菱形, ,
,由平移性质知, , , ,
, ,
当点 、 、 三点共线时, 的值最小,
的最小值为: ,故答案为: .
【点睛】本题考查了菱形的性质,平移的性质,勾股定理,熟练掌握菱形的性质是解题的关键.
模型2.将军过桥(造桥)模型
【核心思路】去除定量,组合变量(通过几何变换将若干段原本彼此分类的线段组合到一起)。
【模型解读】
【单桥模型】已知,如图1将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:
桥建在何处能使路程最短?
考虑MN长度恒定,只要求AM+NB最小值即可.问题在于AM、NB彼此分离,所以首先通过平移,使AM
与NB连在一起,将AM向下平移使得M、N重合,此时A点落在A’位置(图2 ).
问题化为求A’N+NB最小值,显然,当共线时,值最小,并得出桥应建的位置(图3).
将军 A 将军 A 将军 A
M M M
河 A' 河 A' 河
N N N
B军营 B军营 B军营
图1 图2 图3【双桥模型】已知,如图4,将军在图中点A处,现要过两条河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建
造,问:桥建在何处能使路程最短?
图4 图5 图6
考虑PQ、MN均为定值,所以路程最短等价于AP+QM+NB最小,对于这彼此分离的三段,可以通过平移
使其连接到一起.AP平移至A'Q,NB平移至MB',化AP+QM+NB为A'Q+QM+MB'.(如图5)
当A'、Q、M、B'共线时,A'Q+QM+MB'取到最小值,再依次确定P、N位置.(如图6)
【最值原理】两点之间线段最短。
例1.(2023.北京西城八年级期中)作图题(不写作法)
( )如图 ,一个牧童从 点出发,赶着羊群去河边喝水,则应当怎样选择饮水路线,才能使羊群走的路
程最短?请在图中画出最短路线.
( )如图 ,直线 是一条河, , 是两个村庄,欲在 上的某处修建一个水泵站 ,向 , 两地供
水,要使所需管道 的长度最短,在图中标出 点.(保留作图过程)
( )如图 ,在一条河的两岸有 , 两个村庄,现在要在河上建一座小桥,桥的方向与河岸方向垂直,
桥在图中用一条线段 表示.试问:桥 建在何处,才能使 到 的路程最短呢?请在图中画出桥
的位置.(保留作图过程)
【答案】作图见解析
【分析】(1)把河岸看做一条直线,利用点到直线的所有连接线段中,垂直线段最短的性质即可解决问题.(2)根据两点之间线段最短解答.(3)先确定AA′=CD,且AA′∥CD,连接BA′,与河岸的交点就是点
C,过点C作CD垂直河岸,交另一河岸于点D,CD就是所求的桥的位置.
【详解】( )如图,点到直线垂线段最短.
( )如图.
( )如图。
例2.(2022上·湖北襄阳·九年级联考自主招生)如图有一条直角弯道河流,河宽为2, 、 两地到河岸
边的距离均为1, , , ,现欲在河道上架两座桥 、 ,使
最小,则最小值为
A. B. C.14 D.12
【答案】C
【分析】延长 到 ,使得 ,延长 到 ,使得 ,连接 交河道于点 , ,
得到两座桥 , ,此时 的值最小.
【详解】解:延长 到 ,使得 ,延长 到 ,使得 ,连接 交河道于点 ,
,得到两座桥 , ,此时 的值最小.∴四边形 是平行四边形,∴ ,同理: = ,
延长 交 的延长线于点 .∴ , ,
∴ , ,
在 中, ,
,
的最小值为14.故选:C.
【点睛】本题考查轴对称最短问题,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短问题.
例3.(2023·内江·中考模拟)如图,已知直线 , 、 之间的距离为8,点P到直线 的距离为6,
点Q到直线 的距离为4,PQ= ,在直线l 上有一动点A,直线 上有一动点B,满足AB⊥ ,且
1
PA+AB+BQ最小,此时PA+BQ= .
【答案】16
【分析】作PE⊥ 于E交 于F,在PF上截取PC=8,连接QC交 于B,作BA⊥ 于A,此时PA+AB+BQ
最短.作QD⊥PF于D.在Rt△PQD中,由勾股定理可求得DQ的长;易证四边形ABCP是平行四边形,
由平行四边形的性质及勾股定理可求得结果.【详解】作PE⊥ 于E交 于F,在PF上截取PC=8,连接QC交 于B,作BA⊥ 于A,此时PA+AB+BQ
最短.作QD⊥PF于D.
在Rt△PQD中,∵∠D= ,PQ= ,PD=18,∴DQ= = ,
∵AB=PC=8,AB PC,∴四边形ABCP是平行四边形,∴PA=BC,
又CD=10,∴PA+BQ=CB+BQ=QC= = =16.故答案为:16.
【点睛】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,平行线的性质,平行四边形的判定与性质,勾股定理等知识.
例4.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图, 中, , , , ,
;垂足分别为点F和E.点G和H分别是 和 上的动点, ,那么 的
最小值为______.
【答案】
【分析】过点E作 交 于点I,连接 .易求出 , , .易证
四边形 为平行四边形,得出 ,即说明当 最小时, 最小.由当点I,
H,C三点共线时, 最小.结合平行四边形的判定和性质和勾股定理求出 ,即得出
,即可得出答案.【详解】解:如图,过点E作 交 于点I,连接 .
∵ 中, , ,∴ ,∴ ,
∴ , .∵ , ,∴ .
∵ ,∴四边形 为平行四边形,∴ .同理可得出 .
∵ , ,∴四边形 为平行四边形,
∴ ,∴四边形 为平行四边形,
∴ ,∴ ,∴当 最小时, 最小.
∵当点I,H,C三点共线时, 最小,∴此时 最小,如图,
∵ ,∴ .∵ ∴四边形 为平行四边形,∴ ,
,
∵ , ,∴ ,∴ ,∴ ,
∴ 的最小值为 . 故答案为: .
【点睛】本题考查平行四边形的性质和判定,含30度角的直角三角形,勾股定理,平行线的判定,两点之
间线段最短等知识.正确作出辅助线,理解当点I,H,C三点共线时, 最小,即此时
最小是解题关键.
例6.(2023·山东济南·统考二模)如图,在矩形 中, , ,若点E是边 上的一个
动点,过点E作 且分别交对角线 、直线 于点O、F,则在点E移动的过程中,
的最小值为 .【答案】6
【分析】过点D作 交 于M,过点A作 ,使 ,连接 ,当N、E、C三点
共线时, ,分别求出 、 的长度即可.
【详解】解:过点D作 交X 于M,过点A作 ,使 ,连接 ,
四边形 是平行四边形, , 当N、E、C三点共线时, 最小,
四边形 是矩形, , , ,
, 四边形 是平行四边形, , ,
, , ,
, ,
,即 ,∴ , ,
在 中,由勾股定理得 ,
在 中,由勾股定理得 ,
, , 的最小值为6,故答案为:6.
【点睛】本题考查了利用轴对称求最短距离问题,勾股定理,矩形的性质,解直角三角形,平行四边形的判定和性质,熟练掌握知识点,准确作出辅助线是解题的关键.
课后专项训练
1.(2023上·安徽宣城·九年级校考阶段练习)如图,矩形 中, , , 是 的中点,
线段 在 上左右滑动,若 ,则 的最小值是( )
A.5 B. C.6 D.
【答案】B
【分析】作 关于 的对称点 ,在 上截取 ,然后连接 交 于 ,在 上截取 ,
此时 的值最小,结合平行四边形的判定和性质和勾股定理的运用解答即可.
【详解】如图,作 关于 的对称点 ,在 上截取 ,然后连接 交 于 ,在 上截取
,此时 的值最小,
, , 四边形 是平行四边形, , ,
, , 为边 的中点, , ,
由勾股定理得: 即 的最小值为 .故选:B.
【点睛】本题考查了矩形的性质、平行四边形的判定和性质和勾股定理的运用,解决本题的关键是正确的
做出辅助线.
2.(2023下·江苏无锡·八年级校考期中)如图,E为正方形ABCD中BC边上的一点,且AB=3BE=3,
M、N分别为边CD、AB上的动点,且始终保持MN⊥AE,则AM+NE的最小值为( )A.4 B. C. D.
【答案】C
【分析】由勾股定理可求AE的长,由“ASA”可证 ,可得 ,通过证明四
边形NEGM是平行四边形,可得 ,由 ,可
得当点A,点M,点G三点共线时, 的最小值为AG,由勾股定理即可求解.
【详解】解:过点D作DH∥MN,交AB于点H,过点E作EG∥MN,过点M作MG∥NE,两直线交于点
G,连接AG,如图,
∵四边形ABCD是正方形,∴ ,
∵AB=3BE=3,∴BE=1,∴ ,
∵DH∥MN,AB∥CD,∴四边形DHNM是平行四边形,∴ ,
∵ ,∴ ,
∴ ,∴ ,在 和 中, ∴ ,
∴ ,∴ ,
∵EG∥MN, MG∥NE,∴四边形NEGM是平行四边形,
∴ ,∴ ,
∴当点A,点M,点G三点共线时, 的最小值为AG,
∴ .故选:C.
【点睛】本题考查了正方形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,平行四边形的判
定和性质等知识,添加恰当辅助线构造平行四边形是解题的关键.
3.(2023·安徽·统考一模)如图,在矩形 中, , ,点 在 上,点 在 上,且
,连接 , ,则 的最小值为( )
A.25 B.24 C. D.13
【答案】A
【分析】连接 ,作 关于 的对称点 ,连接 ,可得四边形 是平行四边形,从而问
题转化为 ,然后根据轴对称求最值即可
【详解】如图,连接 ,作 关于 的对称点 ,连接 ,四边形 是矩形 ,
四边形 是平行四边形,
作 关于 的对称点 ,
当 三点共线时,取得最小值, 故选A
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,矩形的性质,勾股定理,轴对称求线段和最值问题,转化
是解题的关键.
4.(2023上·江苏无锡·八年级校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线AB与y轴交于
点A(0,6),与x轴的负半轴交于点B,且∠BAO=30°, M、N是该直线上的两个动点,且MN=2,连
接OM、ON,则△MON周长的最小值为 ( )
A.2+3 B.2+2 C.2+2 D.5+
【答案】B
【详解】解:如图作点O关于直线AB的对称点O’,作 且 ,连接O’C交AB于点
D,连接ON,MO,四边形MNOC为平行四边形, , , ,
∴在 中, ∴,即 , ∴
当点M到点D的位置时,即当O’、M、C三点共线, 取得最小值,
, ,设 ,则 , ,解得: ,
∵
即: , , ,解得: , ,
∴
, , , , ,
∵ ∴ ∵ ∴ ∴
在 中, ,即: , ,
∴
故选:B.
【点睛】题目主要考查轴对称及平行线、平行四边形的性质,勾股定理解三角形, 角的直角三角形性
质,理解题意,作出相应图形是解题关键.
5.(2023上·江苏南通·八年级统考期中)如图, 中, , , ,若D,E是
边 上的两个动点,F是边 上的一个动点, ,则 的最小值为( )A.3 B. C. D.3
【答案】A
【分析】首先 是含有 角的直角三角形,因此可以得知各边的长分别为 , .因为
点 ,点 是边 上的两个动点, 是边 上的一个动点,求 的最小值,就是需要转换成同
一直线上求解,即求 关于 的对称点 ,作 .构建平行四边形 ,作 于点
,交 于点 .利用平行四边形和对称图形的性质,找出线段之间的关系,求出 的长度即为所求最
小值.
【详解】解:如图,过点C作关于 的对称点 ,连接 ,交 于点N;过 作 ,且
,过 作 于点F,交AB于点E,
∵ , , ∴四边形 是平行四边形,∴ ,
又∵ 关于 对称,∴ ,∴ ,即 的最小值为 ,
∵ , ,∴ ,∴ , ,
过 作 ,则 ,又∵ ,∴四边形 是矩形,
∴ , ,∵ , ,∴ ,
在 中, , ,
∴ ,∴ ,
∴ ’故选:A.
【点睛】本题主要考查动点构成的线段中最小值问题,转换成三点共线,并在垂直的时候最小,找到对称
点,构建最短路径是解题的关键.
6.(2023下·辽宁鞍山·八年级统考期末)如图,河的两岸有 , 两个水文观测点,为方便联络,要在河
上修一座木桥 (河的两岸互相平行, 垂直于河岸),现测得 , 两点到河岸的距离分别是5米,
4米,河宽3米,且 , 两点之间的水平距离为12米,则 的最小值是 米.
【答案】18
【分析】作 垂直于河岸,使 等于河宽,连接 ,与靠近A的河岸相交于M,作 垂直于另一
条河岸,则 且 ,于是 为平行四边形,故 ;根据“两点之间线段最
短”, 最短,即 最短,也就是 最短,据此求解即可.
【详解】作 垂直于河岸,使 等于河宽,连接 ,与靠近A的河岸相交于M,作 垂直于另一
条河岸, 过点A作 交 的延长线于点C,
则 且 ,于是 为平行四边形,故 ,当 时, 最小,也就是 最短,
∵ (米), (米), (米)
∴在 中, (米),
∴ 的最小值为: (米) 故答案为:18 .
【点睛】本题考查了轴对称---最短路径问题、勾股定理、平行四边形的判定与性质,要利用“两点之
间线段最短”,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.
7.(2023·江苏无锡·统考二模)如图,在 中, , ,M、N分别是 、 边上的动
点,且 ,则 的最小值是 .
【答案】
【分析】由 可知 为定长,在 、 间滑动,故由造桥选址模型进行平移,转化为两点
间距离加上定长,再利用特殊角构造直角三角形,使用勾股定理求出两点间距离.
【详解】作 交 于点E,在 取 ,连接 ,延长 至点 ,使 ,连接
,作 于点 ,如下图:
, , 为等边三角形, ,
, , 四边形 为平行四边形,
同理得四边形 与四边形 为平行四边形,
, , ,
,中 , ,
中 ,
, 的最小值是 .
【点睛】本题考查平移类最短路径,为造桥选址模型,即沿一个方向平移的定长线段两端到两个定点距离
和最小,解题时需要理清楚是否含有定长平移线段,且利用平移求出最短路径位置.求解长度时若有特殊
角,通常采用构造直角三角形利用勾股定理求解的方法.
8.(2023.广东省深圳市九年级期中)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_____,点B的坐标为_____;
(2)当BP+PM+ME′的长度最小时,请直接写出此时点P的坐标为_____;
【答案】(1)(﹣2,2 ),(4,2 );(2)(2, );
【分析】(1)由30°直角三角形的性质求出OD的长,再由平行四边形的性质求出BD的长即可解决问题;
(2)首先证明四边形OPME′是平行四边形,可得OP=EM,因为PM是定值,推出PB+ME′=OP+PB的值最
小时,BP+PM+ME′的长度最小;
【详解】解:(1)如图1中,
在Rt△ADO中,∵∠A=60°,∴∠AOD=30°.∵AD=2,∴OD =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, ).
【点睛】本题考查了四边形综合题、平行四边形的性质、等腰三角形的判定和性质、最短问题等知识,解
题的关键是学会利用两点之间线段最短,解决最短问题.
9.(成都市2022-2023学年八年级期末)如图,在平面直角坐标系中有 , 两点.将直线 :
向上平移 个单位长度得到直线 ,点 在直线 上,过点 作直线 的垂线,垂足为点 ,连接 ,
, ,则折线 的长 的最小值为 .【答案】
【分析】先证四边形 是平行四边形,可得 ,则 ,即当点 ,
点 ,点 三点共线时, 有最小值为 的长,即 有最小值,即可求解.
【详解】解:如图,将点 沿 轴向下平移 个单位得到 ,以 为斜边,作等腰直角三角形 ,
则点 ,连接 , 是等腰直角三角形, , ,
将直线 : 向上平移 个单位长度得到直线 , , ,
, , ,
, , , 四边形 是平行四边形,
, ,
当点 ,点 ,点 三点共线时, 有最小值为 的长,即 有最小值,
点 ,点 , ,
折线 的长 的最小值为 ,故答案为: .
【点睛】本题考查了轴对称 最短路线问题,平行四边形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,一次函
数的应用,添加恰当辅助线构造平行四边形是解题的关键.
10.(2023·广西·九年级专题练习)如图,四边形ABCD是平行四边形,AB=4,BC=12,∠ABC=60°,E,
F是AD边上的动点,且EF=2,则四边形BEFC周长的最小值为 .
【答案】14+2
【详解】如图,将点B沿BC向右平移2个单位长度得到点B',作点B'关于AD的对称点B″,连接CB″,
交AD于点F,在AD上截取EF=2,连接BE,B'F,∴BE=B'F,B″F=B'F,此时四边形BEFC的周长为BE+EF+FC+BC=B″F+EF+FC+BC=B″C+EF+BC.
当点C,F,B″三点共线时,四边形BEFC的周长最小.
∵AB=4,BB'=2,∠ABC=60°,∴B'B″经过点A,∴AB'=2 ,∴B'B″=4 .
∵BC=12,∴B'C=10,∴B″C=2 ,∴B″C+EF+BC=14+2 ,∴四边形BEFC周长的最小值为14+2
.
11.(2023下·江苏·八年级统考期末)如图,已知菱形 的对角线 , 相交于点 ,点 , 在
对角线 上,且 ,过点 作 的垂线,与边 交于点 ,连接 .若 , ,则
的最小值为 .
【答案】
【分析】连接 , , ,可证四边形 是平行四边形,从而可得 ,求 的最小
值,求 最小值即可,当 、 、 三点在一条直线上时, 最小值,即可求解.
【详解】解:连接 , , ,
四边形 是菱形, , ,, , ,
四边形 是平行四边形, , 求 的最小值,求 最小值即可,
如图,当 、 、 三点在一条直线上时, 最小值,
, , ,
解得: ; ,故答案为: .
【点睛】本题考查了动点最值问题,菱形的性质,平行四边形的判定及性质,勾股定理,找出取得最小值
的满足的条件,再根据相关的判定方法及性质进行求解是解题的关键.
12.(2023下·四川宜宾·八年级校考阶段练习)如图,在正方形 中, ,点E为 的中点,
点M、N为 边上两个动点,且 ,则 的最小值是 .
【答案】13
【分析】如图所示,作点E关于 的对称点F,过点F作 ,连接 ,过
点G作 于H,由轴对称的性质可得 ,证明四边形 是平行四边形,
得到 ,进而推出当A、M、G三点共线时 最小,即 最小,最小值为
的长,再证明四边形 是矩形,求出 , ,则 ,即 的
最小值为13.
【详解】解:如图所示,作点E关于 的对称点F,过点F作 ,连接 ,
过点G作 于H,∵四边形 是正方形,∴ ,
∵点E为 的中点,由轴对称的性质可得 ,∵ ,∴四边形 是平行四边形,
∴ ,∴ ,
∴当A、M、G三点共线时 最小,即 最小,最小值为 的长,
∵ ,∴ ,又∵ ,∴四边形 是矩形,
∴ ,∴ ,
∴ ,∴ 的最小值为13,故答案为:13.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质,矩形的性质与判定,平行四边形的性质与判定,勾股定理,轴对
称的性质等等,正确作出辅助线确定 最小时的情形是解题的关键.
13.(2023·陕西西安·校联考模拟预测)如图,在菱形 中, , ,在 边上有一
线段 由 向 运动,点 到达点 后停止运动, 在 的左侧, ,连接 , ,则 周
长的最小值为 .
【答案】
【分析】过点 作 交 于点 ,再作点 关于 的对称点 ,连接 ,连接 与 交
于点 ,当 运动到 点时, , , 三点共线,此时 取最小值,即 取最小值,则
此时 的周长最小.
【详解】解:如图,过点 作 交 于点 ,则四边形 为平行四边形,
, ,再作点 关于 的对称点 ,连接 ,则 ,连接 与
交于点 ,当 运动到 点时, , , 三点共线,此时 取最小值,即 取最小值,则此时 的周长最小.过点 作 ,过点 作 交 于点 ,
,
, ,连接 , , , 四边形 为矩形,
, , ,
周长的最小值 ,故答案为: .
【点睛】本题考查了关于移动线段中三角形周长最小值问题,添加合适的辅助线转化为两点间距离问题是
解题关键.
14.(2023上·陕西宝鸡·九年级统考期末)如图,在菱形 中, , ,点 , 在
上,且 ,连接 , ,则 的最小值为
【答案】
【分析】解连接 ,过 作 ,且 ,连接 .所以四边形 是平行四边形,
因此 ,则 ,即 的最小值为 ,据此解答即可.
【详解】解:连接 ,交 于点 ,过 作 ,且 ,连接 .四边形 是平行四边形, , ,即 的最小值为 ,
四边形 是菱形, , ,
又 , 在 中, , , ,
在 中, , ,
即 的最小值为 ,故答案为: .
【点睛】此题主要考查菱形的性质和轴对称,勾股定理及平行四边形的判定等知识的综合应用.关键是掌
握菱形是轴对称图形,菱形对角线互相垂直且平分.
15.(2022下·江苏·八年级校考阶段练习)如图,在 中, , ,将 沿射线
平移,得到 ,再将 沿射线 翻折,得到 ,连接 、 ,则 的最小值
为
【答案】45
【分析】连接 ,作点D关于直线 的对成点T,连接 、 、 .首先证明B、A、T共线,求
出 ,证明四边形EGCD是平行四边形,推出 ,进而得到 ,根据
,即可解决问题.
【详解】解:如图,连接 、 ,作点D关于直线 的对成点T,连接 、 、 .∵ , ,将 沿射线 平移,得到 ,再将 沿射线 翻折,得到
,
∴ , , ,∵ ,∴ ,
∵D、T关于 对称,∴ , ,∴ ,
∵ ,∴B、A、T共线,∴ ,
∵ , ,∴四边形EGCD是平行四边形,∴ ,∴ ,
∵ ,∴ ,∴ ,则 的最小值为45.故答案为:45.
【点睛】本题考查轴对称,等腰三角形的性质,平行四边形的判定和性质,解直角三角形等知识,解题的
关键是学会运用转化的思想思考问题.
16.(2023·福建·校联考一模)如图,已知在矩形ABCD中,AB=6,BC=9,E、F为矩形内部的两动点,
且满足EF∥BC,EF=4,S BEFC=26,则BE+EF+FC的最小值等于 .
四边形
【答案】4+ .
【分析】作EG⊥BC于G,作FH∥BE交BC于H,证出四边形BEFH是平行四边形,得出FH=BE,BH=EF=4,得
出CH=BC-BH=5,由梯形面积求出EG=4,若BE+EF+FC最小,则BE+FC=FH+FC最小,作点C关于直线EF的对
称点C',连接HC'交直线EF于F',则FH+FC的最小值为F'H+F'C=HC',在Rt HCC'中,CC'=8,由勾股定理求
出HC',即可得出结果. △【详解】作EG⊥BC于G,作FH∥BE交BC于H,如图所示:
∵EF∥BC,FH∥BE,∴四边形BEFH是平行四边形,
∴FH=BE,BH=EF=4,∴CH=BC﹣BH=5,BE+FC=FH+FC,
∵EF∥BC,EF=4,S BEFC=26,∴ (4+9)×EG=26,解得:EG=4,
四边形
若BE+EF+FC最小,则BE+FC=FH+FC最小,
作点C关于直线EF的对称点C',连接HC'交直线EF于F',连接F'C,
则FH+FC的最小值为F'H+F'C=HC',在Rt HCC'中,CC'=4+4=8,
△
由勾股定理得:HC'= ,∴BE+EF+FC的最小值=4+ ;故答案为4+ .
【点睛】本题考查了平行四边形的判定与性质、轴对称-最短路线问题、矩形的性质、勾股定理、梯形面积
等知识;通过作轴对称得出FH+FC的最小值为F'H+F'C=HC'是解题的关键.
17.(2023.广东八年级专项训练)如图所示,某条护城河在 处角转弯,河宽相同,从 处到达 处,
须经过两座桥(桥宽不计,桥与河垂直),设护城河以及两座桥都是东西、南北走向的,恰当地造桥可使
到 的路程最短,请确定两座桥的位置.
【答案】见解析
【分析】由于含有固定线段“桥”,需要将点 向下平移至点 ,点 向右平移至点 ,构造平行四边形
进行求解即可.
【详解】解:如图所示,将点 向下平移至点 ,使 的长等于河宽,将点 向右平移至点 ,使
的长等于河宽;连接 ,与河岸相交于点 , ;过点 作 于点D,过点 作 于
点 ,则 , 即为两桥的位置.,
【点睛】本题考查了轴对称—最短路径问题,由于有固定的长度的线段,常用的方法通过平移,构造平行
四边形,将问题转化为平行四边形的问题解答.
18.(2023上·陕西西安·九年级校考阶段练习)(1)问题提出如图①,在 中,
,点D,E分别是 的中点.若点M,N分别是 和 上的动点,则
的最小值是______.
(2)问题探究:如图②,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥(与河床垂直),桥造在何处,
才能使从A到B的路径 最短.博琳小组针对该问题展开讨论,小旭同学认为:过A作河
岸的垂线,使 , 为河宽,连接 , 与河的一岸交于点N,此时在点N处建桥,可使从A
到B的路径 最短.你认为小旭的说法正确吗?请说明理由.(3)问题解决:如图③,在
矩形 中, .E、F分别在 上,且满足 , .若边长为10的正
方形 在线段 上运动,连接 ,当 取值最小时,求 的长.
【答案】(1)3;(2)小旭的说法正确,理由见解析;(3)38或14
【分析】(1)连接 ,过点A作 于点F,根据两点之间线段最短,可得当 时, 最
短,此时点N与点F重合,即 的最小值为 的长,再根据直角三角形的性质,即可求解;
(2)根据题意可得四边形 为平行四边形,从而得到 ,再根据“两点之间线段最短”,当
点 ,N,B三点共线时, 最短,即可求解;
【详解】解:(1)如图,连接 ,过点A作 于点F,∴ ,当 时, 最短,此时点N与点F重合,即 的最小值为 的长,
∵ ,∴ ,∴ ,∴ 的最小值为3;答案:3
(2)解:小旭的说法正确,理由如下:根据题意得: , ,
∴四边形 为平行四边形,∴ ,
根据“两点之间线段最短”,当点 ,N,B三点共线时, 最短,
∵ 为河宽,∴在点N处建桥,可使从A到B的路径 最短.
【点睛】本题主要考查了直角三角形的性质,平行四边形的判定和性质,两点之间,线段最短,熟练掌握
直角三角形的性质,平行四边形的判定和性质,利用类比思想解答是解题的关键.
19.(2023上·重庆万州·九年级校考期中)如图,直线 的图象与 轴和 轴分别交于点 和点
, 的垂直平分线 与 轴交于点 ,与 交于点 ,连接 .(1)如图1,求 的长;(2)如图2,
若点 是射线 上的动点,点 和点 是 轴上的两个动点,且 ,当 的面积为 时,求
的最小值。
【答案】(1) (2) 的最小值为
(3)存在以 为顶点的四边形是菱形,所有满足条件的点 的坐标为 或 或
【分析】(1)根据一次函数与坐标轴的交点的方法,令 , ,即可求解;(2)根据题意可求出
的面积,再根据 的面积为 时,可求出点 的坐标,根据“造桥求最短路径的方法”即可求
解;【详解】(1)解:∵直线 的图象与 轴和 轴分别交于点 和点 ,
∴令 ,则 ;令 ,则 ;∴ , ,∴ ,
∵ 是 的垂直平分线,∴ ,设 ,则 ,
∴在 中, ,∴ ,
解得, ,即 ,∴ .
(2)解:已知 , , 是 的垂直平分线,
∴ ,即 ,且 ,∴ ,
∵ , ,设 所在直线的解析式为 ,
∴ ,解得, ,∴ 所在直线的解析式为 ,
∵点 在直线 的图象上,∴设 ,∴ ,
∴ ,∴ ,整理得, ,
解得, , ,∴ , ,
∵点 是射线 上的动点, ,∴ 舍去,∴点 的坐标为 ,
∴当 时,如图所示,作点 关于 轴对称的点 ,将线段 向上平移至点 与点 重合,即
,此时点 三点共线,即四边形 是平行四边形,则
,此时 的值最小,∴ ,∵ ,∴ ,
如上所示,过点 作 轴于点 ,过点 作 轴于点 ,且 ,
∴ ,则 , ,
∴在 中, ,则 ,
∴ 的值最小为 .
【点睛】本题主要考查一次函数与几何图形的综合,掌握一次函数与坐标轴交点的计算方法,对称最段路
径的计算方法,菱形的判定和性质,全等三角形的判定和性质等知识的综合运用是解题的关键.
20.(2023下·黑龙江牡丹江·八年级校考期中)问题背景
(1)如图(1),在公路 的一侧有 , 两个工厂, , 到公路的垂直距离分别为 和 , ,
之间的水平距离为 .现需把 厂的产品先运送到公路上然后再转送到 厂,则最短路线的长是_____
.
问题探究(2)如图(2), 和 是腰长为2的两个全等的等腰直角三角形,
,点 , 重合,点 , 重合,将 沿直线 平移,得到 ,连接
, .试探究在平移过程中, 是否存在最小值.若存在,求出这个最小值;若不存在,请
说明理由.
问题解决(3)如图(3),A,B分别是河岸m一侧的两个旅游景点,它们到河岸的垂直距离分别是
和 , , 的水平距离是 .游客在景点 游览完后,乘坐大巴先到河岸上的码头甲处,改乘游
轮沿河航行 到达码头乙,再乘坐大巴到达景点 .请问码头甲,乙建在何处才能使从 到 的旅游路
线最短,并求出最短路线的长.【答案】(1) (2)存在,最小值为 (3)最短路线长为
【分析】(1)根据最短路径的作法,找出最短路径 ,再利用矩形的性质,求出 和 的距离,最
后利用勾股定理即可求出最短路径;(2)根据平移的性质可知四边形 和 均为平行四边形,再
利用最短路径作法得出 即为最短距离,最后根据等腰直角三角形的性质和勾股定理即可求出答案;
(3)根据题意画图可知四边形 为平行四边形,最后根据勾股定理即可求出答案.
【详解】解:(1) 如图 (1), 点 是公路 上的一点, 假设先把产品运送到点 处, 再转送到
厂, 作点 关于 的 对称点 , 连接 , , 连接 交 于点 ,
则 , ,
当点 与点 重合时, 取得最小值, 为 的长.
连接 , 交 于点 , 过点 作 于点 , 过点 作 , 垂足为点 ,
则 , 四边形 是矩形, , ,
又 , ,
即最短路线的长是 .故答案为: .
(2) 存在.理由如下,如图 (2), 过点 作直线 , 作点 关于直线 的对称点 , 连接, , 交直线 于点 , 过点 作 交直线 于点 , 连接 , , , 则
.
由平移知 , .
又 , 四边形 是平行四边形, ,
由平移知 , 又 , 四边形 是平行四边形,
当点 与点 重合时, 最小, 最小值为 的长.
过点 作 交 的延长线于点 , 则 为等腰直角三角形.
, , ,
的最小值为 .故答案为:存在,最小值为 .
(3) 如图 (3),设码头乙为点 , 码头甲为点 , 连接 , ,
过点 作 , 且 , 作点 关于 的对称点 , 连接 交 于点 .
连接 , 则 . 是平行四边形, ,
点 ,N重合时,旅游路线最短.过点 作直线 , 过点 作 于点 ,
则 , , ,
, .故答案为:最短路线长为 .
【点睛】本题考查了轴对称在最短路径问题中的应用,涉及到的知识点有矩形的性质、平行四边形的性质、
等腰直角三角形的性质、勾股定理,解题的关键在于如何利用轴对称找到最短路径.