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专题12 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。
大家在掌握几何模型时,多数同学会注重模型结论,而忽视几何模型的证明思路及方法,导致本末倒
置。要知道数学题目的考察不是一成不变的,学数学更不能死记硬背,要在理解的基础之上再记忆,这样
才能做到对于所学知识的灵活运用,并且更多时候能够启发我们解决问题的关键就是基于已有知识、方法
的思路的适当延伸、拓展,所以学生在学习几何模型要能够做到的就是:①认识几何模型并能够从题目中
提炼识别几何模型;②记住结论,但更为关键的是记住证明思路及方法;③ 明白模型中常见的易错点,
因为多数题目考察的方面均源自于易错点。当然,以上三点均属于基础要求,因为题目的多变性,若想在
几何学习中突出,还需做到的是,在平时的学习过程中通过大题量的训练,深刻认识几何模型,认真理解
每一个题型,做到活学活用!
....................................................................................................................................................2
模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动).......................................................................2
模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动).......................................................................4
模型3.将军饮马(多线段和的最值模型)(一定两动)...........................................................................6
模型4.将军饮马(多线段和的最值模型)(两定两动)...........................................................................7
....................................................................................................................................................9模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动)
条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线m上的一个动点,求AP+BP的最小值。
模型(1)点A、B在直线m两侧: 模型(2)点A、B在直线同侧:
A
A
m
B
B m
模型(1)点A、B在直线m两侧: 模型(2)点A、B在直线同侧:
A
A
B
m
P
m
P
B A'
图(1) 图(2)
模型(1):如图(1),连结AB,根据两点之间线段最短,AP+BP的最小值即为:线段AB的长度。
模型(2):如图(2),作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B,根据两点之间线段最短,AP+BP的最
小值即为:线段A’B的长度。
例1.(23-24七年级上·吉林长春·期末)“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,这是唐代诗人李颀《古
从军行》里的一句诗.由此引申出一系列非常有趣的数学问题,通常称为“将军饮马”.如图,将军在图
中点A处,现在他要带马去河边喝水,之后返回军营B处,问:将军怎么走能使得路程最短?将实际问题
转化成数学问题,即:在直线上找一点P使得 最小.解决方法是:作点A关于直线的对称点 ,连接 ,则 ,所以 ,连接 ,
则线段 的长度即为 的最小值,这样做依据的基本事实是 .
例2.(23-24八年级上·广西南宁·期中)如图,等边 中,E是 边的中点, 是 边上的中线,
是 上的动点,若 ,则 的最小值为 .
例3.(23-24八年级上·云南昭通·阶段练习)如图,在 中, ,直线m是
中AB边的垂直平分线,点P是直线m上的一动点,则 周长的最小值为( )
A.10 B.11 C.13 D.15
例4.(23-24八年级上·河南洛阳·期末)如图,在锐角三角形 中, , . 的
平分线交 于点 , 、 分别是 和 上的动点,则 的最小值是 .
例5.(23-24八年级上·湖北十堰·期末)如图, 中, ,点F、E分别是
上的动点,则 的最小值 .模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动)
条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线l上的一个动点,求|AP-BP|的最大值。
模型(1):点A、B在直线m同侧: 模型(2):点A、B在直线m异侧:
A
A
B m
m B
A
A
B'
B m
P' P
m
B
P P'
图(1) 图(2)
模型(1):如图(1),延长AB交直线m于点P,当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|
P’A-P’B|<AB,当A、B、P共线时,有|PA-PB|=AB,故|PA-PB|≤AB,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB的
长度。
模型(2):如图(2),作点B作关于直线m的对称点B’,连接AB’交直线m于点P,此时PB=PB’。
当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|P’A-P’B|=|P’A-P’B’|<AB’,
当A、B、P共线时,有|PA-PB|=|PA-PB’|=AB’,故|PA-PB|≤AB’,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB’的长度。
例1.(2024·福建泉州·七年级期末)如图,在 网格中,最小正方形的边长为1,点A、B、C都在格
点上.(1)画出 关于直线l对称的图形 ;(2)点P在直线l上,直接写出 的最大值.例2.(2024·江苏泰州·八年级专题练习)如图,在△ABC中,AB=AC,AC的垂直平分线交AC于点N,
交AB于点M,AB=12cm,△BMC的周长是20cm,若点P在直线MN上,则PA﹣PB的最大值为_______.
例3.(23-24八年级上·福建厦门·阶段练习)如图, , , , ,
是 内的一条射线,且 ,P为 上一动点,则 的最大值是 .(结果
表示根据需要可以含a,b,c)
例4.(2024·湖北·八年级期中)如图, , 为 上一动点, ,过 作
交直线 于 ,过 作 交直线 于点 ,若 ,当 的值最大时,则
________ .模型3.将军饮马(多线段和的最值模型)(一定两动)
如图,A为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使三角形APQ的周长(AP+PQ+QA)最小。
n
A'
n
A
Q
A
m
P
m A"
证明:如上图,作点A分别关于定直线m、n的对称点A’、A’’,连结A’B,
根据对称得到:QA=QA’,PA=PA’’,故故PA+PQ+QA=PA’’+PQ+QA’,
再利用“两点之间线段最短”,得到PA+PQ+QA的最小值即为:线段A’A’’的长度。
例1.(23-24八年级上·江苏宿迁·期末)如图, , 为 内部一条射线,点P为射线
上一点, ,点M、N分别为 、 边上动点,则 周长的最小值为( )
A.6 B.8 C.12 D.18
例2.(2024·江苏·无锡八年级期末)如图,已知∠AOB的大小为α,P是∠AOB内部的一个定点,且OP=4,点E、F分别是OA、OB上的动点,若△PEF周长的最小值等于4,则α=( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
例3.(2024·安徽安庆·八年级期末)如图,在四边形ABCD中,∠BCD=50°,∠B=∠D=90°,在BC、
CD上分别取一点M、N,使 AMN的周长最小,则∠MAN=_____°.
△
模型4.将军饮马(多线段和的最值模型)(两定两动)
模型(1):两定点+两动点
条件:A,B为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。
两个点都在直线外侧(图1-1);内外侧各一点(图1-2);两个点都在内侧(图1-3)
A
m
A m
m A
n
B
B
B n n
图1-1 图1-1 图1-1A
m
A
A'
m
P' P m
A
P P
B
n
Q' Q B
n Q
Q n
B B' B'
图1-1 图1-1 图1-1
模型(1-1)(两点都在直线外侧型)
如图(1-1),连结AB,根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB的长度。
模型(1-2)(直线内外侧各一点型)
如图( 1-2), 作点 B 关于定直线 n 的对称点 B’,连结 AB’,根据对称 得到: QB=QB’,故
PA+PQ+QB=PA+PQ+QB’,
根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB’的长度。
模型(1-3)(两点都在直线内侧型)
如图(1-3),作点B关于定直线n的对称点B’,作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B’,
根据对称得到:QB=QB’,PA=PA’,故PA+PQ+QB=PA’+PQ+QB’,
根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段A’B’的长度。
例1.(2024·广东·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,
0),HC与GB关于y轴对称,∠GAH=60°,P、Q分别是AG、AH上的动点,则BP+PQ+CQ的最小值
是( )
A.6 B.7 C.8 D.9
例3.(24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习)如图, , , 分别为 , 上的点,
, , 分别为 , 上的动点,则 的最小值为 .例3.(2024·湖北·八年级期中)如图,在Rt ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=2,以BC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.
1.(2023·河南·九年级专题练习)如图,在 中, , 的垂直平分线交 于点 ,交
于点M, , 的周长是 ,若点 在直线 上,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(2024·上浙江八年级月考)如图,点P是∠AOB内任意一点,OP=6cm,点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点,若 PMN周长的最小值是6 cm,则∠AOB的度数是( )
△
A.15 B.30 C.45 D.60
3.(23-24广东八年级期中)如图,在锐角△ABC中,∠ACB=50°;边AB上有一定点P,M、N分别是
AC和BC边上的动点,当△PMN的周长最小时,∠MPN的度数是( )
A.50° B.60° C.70° D.80°
4.(2024·湖北恩施·一模)如图,在等边三角形 中, ,在 , 上分别取点M,N,且
, ,在 上有一动点 ,则 的最小值为( )
A.12 B.14 C.16 D.18
5.(23-24八年级上·河北廊坊·期中)如图,在 中, ,点M是 上一点, ,
, ,若点 和点M关于 对称,点 和点M关于 对称. 则点 , 之间的距离
最小值是( )A.6 B.2.4 C.4.8 D.4
6.(2023·四川成都·模拟预测)如图所示,在边长为2的等边三角形 中, 为 的中点, 为
的中点,过点 作 交 于 ,交 于 , 是线段 上一个动点,连接 , ,则
的周长的最小值是 .
7.(23-24八年级上·福建莆田·阶段练习)如图,在 中, , 分别平
分 和 , P是 上一点, ,已知 .当 取最小值时,
.(用含m,n的式子表示)
8.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图,等边三角形 的边长为4,过点 的直线 ,且
与 关于直线 对称, 为线段 上一动点,则 的最小值为 .
9.(23-24八年级上·辽宁葫芦岛·期末)如图,在四边形 中, , 平分 ,
, ,P,Q分别是 , 上的动点,当 取得最小值时, 的长是
.10.(23-24八年级上·山东日照·期末)如图,已知 ,点M在边 上,且 ,点N和
点P分别是 和 上的一个动点,则 的最小值为 .
11.(23-24八年级上·广东江门·阶段练习)如图,在等边 中, 为 中点,点 , 分别为 ,
上的点, , ,在 上有一动点 ,则 的最小值为 .
12.(23-24八年级上·湖北黄冈·期中)如图,等边 和等腰 , ,点 , 分别为边
, 的中点,若 的面积为16, ,点 是 上的动点,则 的周长的最小值为
.
13.(23-24八年级上·江苏盐城·阶段练习)如图,在 中, , , , ,
点 是 上的一个动点(点 与点 不重合),连接 ,作点 关于直线 的对称点 ,当点 在
的下方时,连接 、 ,则 面积的最大值为 .14.(23-24七年级下·陕西西安·期末)如图在 中 , 平分 , , 的面积为
78,M、N分别是 、 上的点,则 的最小值是 .
15.(23-24七年级下·陕西西安·阶段练习)如图,在 中, , 为 内一点, ,
分别为 , 上的动点,连接 , , ,且 ,则 的周长的最小值为 .
16.(2024·湖北·八年级期末)已知,如图, ,点M,N分别是边OA,OB上的定点,点P,Q
分别是边OB,OA上的动点,记 , ,当 最小时,则 ______.
17.(23-24八年级上·山东聊城·阶段练习)如图, 为坐标原点, 中的两个顶点为 ,
,点 在边 上,点 在边 上,且 ,点 为边 上的动点,则 的最小值为 .
18.(2024·江苏·仪征市八年级阶段练习)如图,在长度为1个单位长度的小正方形组成的正方形网格中,
ABC的三个顶点A、B、C都在格点上.(1)在图中画出与 ABC关于直线 成轴对称的 ;
△ △
(2)在直线 上找出一点P,使得 的值最大;(保留作图痕迹并标上字母P)
(3)在正方形网格中存在____________个格点,使得该格点与B、C两点构成以BC为底边的等腰三角形.