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专题07 几何最值模型之将军饮马(含勾股)
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。
.........................................................................................................................................1
模型来源.............................................................................................................................................................1
真题现模型.........................................................................................................................................................2
提炼模型.............................................................................................................................................................4
模型拓展.............................................................................................................................................................5
模型运用.............................................................................................................................................................6
模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动)....................................................................6
模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动)..................................................................10
模型3.将军饮马(多线段和的最值模型)(一定两动)......................................................................13
模型4.将军饮马(多线段和的最值模型)(两定两动)......................................................................16
..................................................................................................................................................20
“将军饮马”一词具有双重历史来源:一是源自真实历史事件的典故,二是数学几何问题的命名来
源。
传说古罗马将军向数学家海伦(Heron)(约公元前262年)提出一个几何问题:从军营A出发,到河边
饮马后再去军营B,如何规划最短路径?海伦通过轴对称原理给出了解决方案。因问题场景与“将军河边饮马”的意象相似,后人借用了霍去病的历史典故命名此数学模型。现代教育中作为“最短路径问题”的
经典案例,广泛用于中学数学教学。
(2024·四川成都·中考真题)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 .
【答案】5
【详解】解:取点A关于直线 的对称点 ,连 交直线 于点C,连 ,
则可知 , ,∴ ,
即当 三点共线时, 的最小值为 ,
∵直线 垂直于y轴,∴ 轴,∵ , ,∴ ,
∴在 中, ,故答案为:5
(2024·安徽滁州·一模)如图,在 中, ,A、C两点关于直线EF对称,连接 , ,
的周长为18,若点P在直线 上,连接 , ,则 的最大值为( )A.5 B.8 C.10 D.13
【答案】B
【详解】解:∵A、C两点关于直线EF对称,∴ ,
∵ 的周长是18, ,∴ 的周长 ,
点P在直线 上,如图,连接 ,
∵A、C两点关于直线EF对称,∴ ,∴ ,
故 的最大值为8,此时点P是直线 与直线 的交点.故选:B.
(2025·四川内江·中考真题)如图,在 中, , , ,点 、 、 分别是
边 、 、 上的动点,则 周长的最小值是 .
【答案】【详解】解:如图,作点 关于 的对称点 ,连接 ,
∴ 周长为 ,当 四点共线时取得最小值,
∵ 是 关于 的对称点,∴ ,
又∵ ∴ ∴ 是等腰直角三角形,
∴ ∴当 时, 取得最小值,即 周长最小。
又∵ , ,∴ 。
∴ 周长最小为 故答案为: .
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
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。
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'
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。
1)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。
2)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
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。
模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动)
例1(24-25八年级上·山西阳泉·期末)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,
的三个顶点都在格点上(每个小正方形的顶点叫格点).
(1)在图中画出 关于直线 成轴对称的 ;(2)求 的面积;(3)在直线 上找一点 ,使 的长最短,请在图中标出点 的位置.
【答案】(1)见解析(2) 的面积为 (3)见解析
【详解】(1)解:如图所示, 即为所作的三角形;
(2)解: 的面积为 ;
(3)解:如图,点 即为所标出的点.
例2(24-25九年级上·云南昆明·期末)如图,点 在等边 的边 上, ,射线 ,垂
足为点 ,点 是射线 上一动点,点 是线段 上一动点,当 的值最小时, .则
这个最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:作E点关于 的对称点 ,过 作 交 于点F,交 于点P,连接 ,则 ,∴ ,
当 、P、F三点共线,且 时, 的值最小,
∵ 是正三角形,∴ ,∵ ,∴ ,∴ ,
∵ , ,∴ ,在 中,由勾股定理可得 ,
∴ 的最小值 .故选:C.
例3(24-25八年级上·山西吕梁·期末)如图,在 中, ,点D为
的中点,点E为 上的一个动点,连接 、 ,则 的最小值为 .
【答案】12
【详解】解:作点B关于 的对称点F,连接 交 于E,连接 、 ,则 ,此时,
最小,∵ ∴ , ,∴
∵ ∴ ∴ ∴
∵点B与点F关于 的对称,∴ , ,∴
∵ ∴ 为等边三角形,∵点D为 的中点,∴ , ,∴
∴ 的最小值为12.故答案为:12.
例4(24-25八年级上·宁夏银川·期末)我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入
微;数形结合百般好,隔离分家万事休”.数学中,数和形是两个最主要的研究对象,它们之间有着十分
密切的联系,在一定条件下,数和形之间可以相互转化,相互渗透.某校数学兴趣小组,在学习完勾股定
理和实数后,进行了如下的问题探索与分析
【提出问题】已知 ,求 的最小值
【分析问题】由勾股定理,可以通过构造直角三角形的方法,来分别表示长度为 和 的
线段,将代数求和转化为线段求和问题.
【解决问题】(1)如图,我们可以构造边长为1的正方形 ,P为 边上的动点.设 ,则
.
① ; .② ______ ______的线段和.
(2)在(1)的条件下,已知 ,求 的最小值;
【答案】(1) , ;② , (2)
【详解】(1)解:①∵边长为 的正方形 ,设 ,则 ,
由勾股定理可得, , ,故答案为: , ;
② , , ,故答案为: , ;
(2)作 关于直线 的对称点 ,连接 ,连接 交 于 ,如图:由 , 关于直线 对称可得, , ,
根据两点之间线段最短可知,当 与 重合时, 最短,
, , ,
当 时, 的最小值为 .
例5(2025·四川成都·模拟预测)如图,在 中, , ,点 是 的中点,连接
, , 分别是 , 上的动点,连接 , ,则 的最小值为 .
【答案】 /
【详解】解:∵ ,点 是 的中点,∴ , ,
在 中, ,∴线段 与线段 关于直线 对称,
∴将 关于 对称得 ,则 点落在线段 上,过C作 于点F,∴ ,∴ ,
, 分别是 , 上的动点, 最小值为垂线段 的值.
∵ , ,∴ ,
即 ,∴ ,
即 的最小值为 .故答案为: .
模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动)
例1(2024·安徽滁州·一模)如图,在 中, , 的垂直平分线交 于点F,交 于点
E,连接 , , 的周长为18.若点P在直线 上,连接 , ,则 的最大值
为( )
A.5 B.8 C.10 D.13
【答案】B
【详解】解:∵ 的垂直平分线交 于点F,交 于点E,∴ ,
∵ 的周长是18, ,
∴ 的周长 ,点P在直线 上,如图,连接
,∵点P在 的垂直平分线 上,∴ ,∴ ,
故 的最大值为8,此时点P是直线 与直线 的交点.故选:B.
例2(24-25八年级上·辽宁营口·期中)如图在 中, , ,将 沿边进行对
折使得点 落在点 处,过点 作 垂直 于点 ,点 是直线 上一动点,当 的最大值是
时,则 的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:作点 关于 的对称点 ,连接 ,则 ,此时
,
当点 在同一直线上时, 有最大值,此时 ,
当 的最大值是 时, ,
, ,由题意得 和 关于 对称,
, ,
, , ,
, , 是等边三角形,
, , ,
, , ,故选B.例3(23-24八年级上·四川达州·期末)如图,已知点 , ,点 为 轴上一点当 最大
值时,点 的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:作 关于 轴对称点 ,连接 并延长交 轴于点 ,
, 的坐标为 ,设直线 的解析式为: ,
,解得: , 直线 的解析式为: ,
当 时, , 点 的坐标为: , ,
当 , , 不共线时,根据三角形三边的关系可得: ,
此时 取得最大值.故选:B.
例4(24-25八年级上·陕西西安·期末)如图,在 中, ,在 上方作射线,且 ,若 为 上的一个动点,则 的最大值为 .
【答案】
【详解】解:作点 关于 的对称点 ,连接 ,
∴ ,∴ ,
∴当 三点共线时, 的最大值为 的长,
∵ ,∴ ,∴ ,
∴ ,∴ 为等边三角形,∴ ,
∴ 的最大值为 ;故答案为: .
模型3.将军饮马(多线段和的最值模型)(一定两动)
例1(24-25七年级下·四川乐山·期末)如图,已知 , 是 内部的一点,且 ,点
分别是 上的动点,若 周长的最小值等于 ,则 ( )
A. B. C. D.【答案】D
【详解】解:作点 关于 的对称点为 ,关于 的对称点为 ,连接 ,如图,
由轴对称的性质可得, , , , , ,
,
∴ ,可知当点 在 上时, 的周长的最小,最小值
,
∴ ,∴ 是等边三角形,∴ ,
∵ , ,∴ ,即 ,故选: .
例2(23-24八年级下·湖南湘西·阶段练习)如图, ,点 是 内的定点且 ,若
点 、 分别是射线 、 上异于点 的动点,则 周长的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:如图,作点 分别关于 的对称点 ,连接 分别交 于点 ,, , , , ,
,
,
此时 的周长最小,过点 作 于点 , , ,
, , ,
, , 周长的最小值是 ,故选:A.
例3(24-25七年级下·河南平顶山·期末)如图, ,点 、 分别在射线 、 上,
, 的面积为14, 是直线 上的动点,点 关于 对称的点为 ,点 关于 对称的点
为 ,当点 在直线 上运动时, 的面积最小值为( )
A.6 B.8 C.12 D.18
【答案】B
【详解】解:如图,连接 ,过点O作 交 的延长线于H,∵ ,且 ,∴ ,
∵点P关于 对称的点为 ,点P关于 对称的点为 ,
∴ , , ,
∵ ,∴ ,∴ 的面积为 ,
由垂线段最短可知,当点P与点H重合时,最小值为 ,
∴ 的面积的最小值为 ,故选:B.
例4(25-26八年级上·江苏南通·阶段练习)问题背景:如图①,点 , 在直线 同侧,在直线上找一点 ,
使 的值最小.
作法如下:作点 关于直线 的对称点 ,连接 ,与直线 的交点就是所求的点 ,线段 的长度即
为 的最小值.
(1)实践应用:如图②,在等边三角形 中,若 是 的中点, 为高 上一点, ,连接 ,
求 的最小值.(2)拓展延伸 :如图②,在等边三角形 中,若 为高 上一点,高 ,
求 的最小值.(3)拓展延伸 :如图③, , 是四边形 内一定点, , 分别是
, 上的动点,当 周长的最小值为 时,求 的长.
【答案】(1)3(2)3(3)5
【详解】(1)解:连接 ,∵ 是等边三角形, 是 边上的高,∴点B,C关于 对称, ,
∴ ,∴ ∴ 就是 的最小值.
∵在等边三角形 中,E是 的中点,∴ ,而 是 边上的高
∴ ,∴ 的最小值为3.
(2)解:如图,过点 作 于点 ,
∵ 为等边三角形 的高,∴ 平分 , ,
∴ , ,∴ ,∴ ,故其最小值为
3;
(3)解:如图,分别作点P关于 的对称点E,D,连接 ,分别交 于点Q,R,连接
.
∵点P关于 的对称点为E,∴ .
∵点P关于 的对称点为D,∴ ,
∴ ,
∴ 是等边三角形,∴ .∴ .∵ ,
∴当点 共线时, 周长取得最小值即为 ∴ .
模型4.将军饮马(多线段和的最值模型)(两定两动)
例1(24-25八年级上·黑龙江七台河·期末)如图,点A在y轴上,G、B两点在x轴上,且 ,
, 与 关于y轴对称, ,P、Q分别是 上的动点,则 的
最小值是 .【答案】7
【详解】解:作B点关于 的对称点 ,作C点关于 的对称点 ,连接 , , 交
于点P、Q,过 作 轴于D,过点 作 轴于E.
则 , , , .
与 关于y轴对称,∴ . , 为等边三角形.∴
.
, , , . , .
∵ ,∴ .
同理, .∴ .∴ .
∴ .∴ 轴.∵ ,∴ .
∴四边形 是平行四边形.∴ .
∵ 轴.∴ ,
∴ 是等边三角形.∴ .∴ .
∵ , 的最小值是7.故答案为:
例2(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 .
【答案】3
【详解】解:如图,作点 关于 的对称点 ,点 关于 的对称点 ,连接 交 于点 ,
交 于点 ,连接 、 , ,
则 , , ,
的最小值为 的长.
, , , , , ,
, △ 为等边三角形, ,
即 的值最小为3;故答案为:3
例3(24-25八年级下·黑龙江牡丹江·期中)如图,在 中, ,D是 边上一点,连接
,M,N是线段 上两点, , ,P,Q分别是 边上的动点,连接
,则 的最小值为 .【答案】13
【详解】作点M关于 的对称点 ,作点N关于 的对称点 ,连接 分别交 , ,于点
P,Q,连接 , ,
∵ ,由对称性可知, , ,
∴ ,∴ ,由对称性可得 , ,
由勾股定理得, ,∴ ,
当M、N、P、Q共线时, 的值最小,
即 的最小值为13.故答案为:13.1.(24-25八年级上·重庆·期末)如图,等腰三角形 的底边 长为2,面积是8,腰 的垂直平分
线 分别交 、 边于E,F点.若点D为 边的中点,点M为线段EF上一动点,则 周长
的最小值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】C
【详解】解:连接 、 , 是等腰三角形,点 是 边的中点,
, ,解得 ,
是线段 的垂直平分线, 点 关于直线 的对称点为点 ,∴
∵ ∴当A、M、D三点共线时, 值最小, 的长为 的最小值,
周长的最小值 .故选:C.2.(2025·安徽马鞍山·三模)在 中, , , ,点 为 上一点, 为
内部一点,且 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【详解】解:设 点到 的距离为 , 点到 的距离为 ,
, , 点在 的角平分线上,
作 点关于 的对称点 , ,
当 、 、 三点共线,且 时, 的值最小,此时最小值为 ,
, 是等边三角形, , , ,
, 的最小值为 ,故选:C.
3.(24-25八年级上·山东济宁·期末)如图,在 中, , , 于点D,P是
上的一个动点, 于点E,连接 .若 ,则 的最小值是( ).A.5 B.6 C.8 D.9
【答案】B
【详解】解:如图:作 于 交 于 ,连接 ,
∵在 中, , ,∴ 是等边三角形,
∵ , ,∴ , ,∴点C关于 的对称点为点B,
, ,∴当P、B、E在同一直线上且 时, 的值最小为 ,
∴ 的最小值是6.故选:B.
4.(24-25七年级下·重庆·期末)如图,在 中, , , , ,点D、E分
别是边 、 上的动点,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】延长 至点 ,使得 ,连接 , , ,如下图所示:又 , 垂直平分 , , ,
当 ,D,E三点共线时,等号成立,当 时, 有最小值,即 有最小值,为 的长.
当 时,由 得 ,
,解得 ,综上可知, 的最小值为 .故选:D.
5.(25-26八年级上·浙江绍兴·阶段练习)如图,在 中, , , 的面积为 ,
平分 ,点 , 分别为 , 上动点,连结 , ,则 的最小值为( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】B
【详解】解:作F关于 的对称点为M,作 边上的高 ,
∵ 平分 ,∴M必在 上,∵F关于 的对称点为M,∴ ,∴ ,即 (垂线段最短),
∵ 的面积为 , ,∴ ,∴ ,即 的最小值为5.故选:B
6.(24-25八年级上·河北秦皇岛·期末)如图,在 中, , ,点 在 上,且
,过点 作 的垂线交 于点 ,点 为线段 上一个动点,若 ,则 的周
长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,作点 关于直线 的对称点 ,连接 交 于 ,此时 的值最小,即
的周长最小.在 中, , , , ,
根据勾股定理可得
, ,∴ ,在 中, ,
, 的周长的最小值 ,故选:B.
7.(24-25八年级下·北京西城·期末)如图,在平面直角坐标系 中, ,点 在直线
上.有以下结论:①当点 的坐标为 时, 取得最小值;②当点 的坐标为 时, 取得最大值;
③当点 的坐标为 时, 取得最大值;④当点 的坐标为 时, 取得最小
值.上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【详解】解:由题意,如图1, , 关于直线 的对称点 ,
连接 交 于点 ,此时 取最小值等于 ,
又 , 轴, ,故①正确,②错误;
连接 并延长交直线 于 ,如图2,
此时, 取最大值等于 ,设直线 为 ,
, , , 直线 为 ,联立方程组 , , 此时 ,故③错误;
由题意,连接 ,作 的垂直平分线交 于点 ,如图3,
, 取得最小值为 , 在 的垂直平分线上,
AB
, 的中点为 , 直线 为 ,
的垂直平分线为 , 联立方程组 , ,
,此时 取得最小值,故④正确;综上,正确的有①④;故选:B.
8.(24-25八年级下·重庆·期中)在平面直角坐标系中,已知点 ,点 ,点 ,则
的最小值为( )
A. B.5 C. D.6
【答案】B
【详解】解:如图,作点B关于y轴的对称点 ,连接 交y轴于P,连接 ,
∵ ,∴ ,∵ ,∴ ,则 的最小值为5,故选:B.
9.(2025八年级上·山东·专题练习)如图,在平面直角坐标系中, 的顶点 , 的坐标分别为
, 是 轴上方的一个动点.若 的面积等于 面积的 ,则当 的值最小时,
点 的坐标为( )A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:∵点 , 的坐标分别为 ,∴ ,
与 同底边,且 的面积等于 面积的 ,
∴点P到 的距离是3,即点 的纵坐标为 , 点 在直线 上运动,
作点 关于直线 对称的点 ,连接 ,则点 ,
.当 三点共线时, 的值最小.
设直线 的表达式为 ,把点 代入 ,得 ,
解得 , .令 ,则 ,解得 ,
当 的值最小时,点 的坐标为 .故选:C.
10.(24-25八年级上·福建莆田·期末)如图,在 中,∠ , ,点C在直线
上, ,点P为 上一动点,连接 , .当 的值最小时, 的度数为 .【答案】 / 度
【详解】解:如图,作B关于 的对称点D,连接 ,
∴ , ,∴ ,
∴当A、P、D三点共线时, 最小,即此时 的值最小,
由轴对称的性质可得 , ,
, , 是等边三角形,
, , ,
, , ,
,故答案为: .
11.(24-25八年级下·安徽宿州·阶段练习)如图, , 为 内一定点, 上有一点 ,
上有一点 ,当 的周长取最小值时, 的度数是 .
【答案】
【详解】解:作点 关于直线 的对称点 ,点 关于 的对称点 ,连接 交 于点 交
于点 , 垂直平分 垂直平分 , ,
, , ,连接 交 于点 ,交 于点 ,连接 、 ,则 ,
, ,
, 此时 的周长最小,
,故答案为: .
12.(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_______.
【答案】8cm
【详解】解:∵MN垂直平分AC,∴MA=MC,
又∵C =BM+MC+BC=20cm,BM+MA=AB=12cm,∴BC=20﹣12=8(cm),
△BMC
在MN上取点P,∵MN垂直平分AC连接PA、PB、PC
∴PA=PC ∴PA﹣PB=PC﹣PB 在△PBC中PC﹣PB<BC
当P、B、C共线时,即P运动到与P'重合时,(PC﹣PB)有最大值,此时PC﹣PB=BC=8cm.
13.(24-25八年级上·陕西西安·期末)如图,在 中, ,在 上方作射线,且 ,若 为 上的一个动点,则 的最大值为 .
【答案】
【详解】解:作点 关于 的对称点 ,连接 ,
∴ ,∴ ,
∴当 三点共线时, 的最大值为 的长,
∵ ,∴ ,∴ ,
∴ ,∴ 为等边三角形,∴ ,
∴ 的最大值为 ;故答案为: .
14.(25-26九年级上·河南信阳·阶段练习)如图,已知 的三个顶点坐标分别是 , ,
.(1)画出 关于 轴对称的 ;(2)画出 关于直线 对称的 ,并求四边形
的面积;(3) 为 轴上一动点, 的最小值为_________.
【答案】(1)图见详解(2)图见详解, (3)
【详解】(1)解:如图, 即为所求作的三角形:
(2)解:如图, 即为所求作的三角形:
根据题意可得: , ,故四边形 的面积: .
(3)解:如图,连接 ,根据轴对称的性质,可得 ,
∴当 , , 三点一线时, 取最小值 ,由勾股定理结合图形可得 ,
∴ 取最小值 为 ,即 的最小值为 ,故答案为: .15.(24-25八年级上·福建福州·期末)如图1,在 中, .(1)求 的
面积.(2)如图2,点 、 、 分别为边 、 、 上(均不与端点重合)的动点,求 周长的
最小值.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)解:如图所示,过点 作 于点 ,
∵在 中, .∴ ,
∴ , ,在 中, ,
∴ ,∴ ;∴
(2)如图所示,分别作 关于 的对称点 ,连接 ,则 ,
∴ 周长 ;当 四点共线时,最小值为 的长,
∵ ∴又∵ ∴ 是等腰直角三角形,∴
∴当 时, 取得最小值,此时
∴ 周长的最小值为
16.(24-25八年级下·江西上饶·阶段练习)如图,平面直角坐标系中,已知点 , ,点M在
坐标轴上.(1)直接写出A,B两点到y轴的距离分别为______和______;
(2)若点M在y轴上,求 的最小值;(3)若点M在x轴,当 最大时,求点M的坐标.
【答案】(1)1,2(2) 的最小值为 .(3)
【详解】(1)解: 已知点 , , 到y轴的距离为 , 到y轴的距离为2;
(2)解:作点 关于 轴的对称点 ,连接 交 轴于点 ,如图所示:
关于 轴对称, , , ,
, 取得最小值,且最小值为 ,
过点 作 轴的平行线,过点 作 轴的垂直线,两线相交于点 , ,, , , ,
, 的最小值为 .
(3)解:作点 关于 轴的对称点 ,连接 ,交 轴于点 ,此时 ,那么
达到最大,且最大值为 ,
关于 轴对称, , ,
设直线 为 ,代入 ,
, , 直线 为 ,
当 时, ,解得 ,故 .
17.(24-25八年级下·山东德州·阶段练习)阅读材料,在平面直角坐标系中,已知 轴上两点 ,
的距离记作 ,若 、 是平面上任意两点,我们可以通过构造直角三角形来求 间
的距离,
如图,过 、 分别向 轴、 轴作垂线 、 和 、 ,垂足分别是 、 、 、 ,直
线 交 于点 ,在 中, , ,
,平面直角坐标系内任意两点 , 间的距离公式为:
(1)直接应用平面内两点间距离公式计算点 , 之间的距离为___________;
(2)在平面直角坐标系中的两点 , , 为 轴上任一点,则 的最小值和此时 点的坐
标;(3)在平面直角坐标系中有一点 .① 可以表示 到点
和点___________的距离和;②请结合平面直角坐标系,应用两点间的距离公式求代数式
的最小值.
【答案】(1) (2)最小值为5, (3)① ;②
【详解】(1)解: 点 , , ,故答案为: ;
(2)如图,作点 关于 轴的对称点 ,连接 ,与 轴相交于点 ,则 ,
,由两点之间线段最短,可知此时 的值最小,
, 的最小值为 ,
设直线 的解析式为 ,把 , 代入得:
解得: , 直线 的解析式为 ,
当 时, ,解得: , ;(3)① 可以表示 到点 和点 的距离和,故答案为:
;
② 表示 到点 和点 的距离和,
由两点之间线段最短,可知当点 在以点 和 为端点的线段上时,代数式的值最小,
的最小值为 .
18.(24-25七年级下·辽宁沈阳·阶段练习)【问题起源】如图1,在一条笔直的道路 上建一个燃气站 ,
并向路同侧的两个城镇 铺设燃气管道,如何确定燃气站 的位置使得铺设管道的路径最短.
【解决方案】如图2,作点 关于直线 的对称点 ,连接 与直线 交于点 ,则点 就是燃气站 的
位置.
【实际运用】(1)如图3,在实际铺设中,在两个城镇之间有一片水源地(水源地的右下角顶点为点
),燃气管道不能穿过该区域.下列四种铺设管道路径的方案,最短的铺设路径方案是:_____;(填方
案序号)方案3:作点 关 方案4:作点 关于
方案1:过点 作 方案2:连接 并
于 的对称点 ,连 的对称点 ,连接
于点 ,连接 延长交 于点 ,连
接 交 于点 交 于点 ,连
,则铺设 接 ,则铺设管
,连接 , 接 ,则铺
管道路径是 道路径是
则铺设管道路径是 设管道路径是
. .
. .
【数学思考】(2)如图4,在 中, , , ,点 , 在 , 边上运动,
且 .如何确定点 的位置,使得 的值最小;
①解决方案:如图5,过点 做射线 ,在射线 上截取 .请完成后续作图;
②请解释上述作图的理由;(3)如图6,在锐角 中, ,点 与点 的距离为 ,点
与点 的距离为 ,点 到 的距离为 .点 , , 分别在边 , , 上(均不与点
重合),请直接写出 周长的最小值.
【答案】(1)方案3;(2)①见解析;②见解析;(3)
【详解】解:(1)由题意,作点 关于 的对称点 ,连接 交 于点 ,连接 ,则铺设管道
路径是 ,最短.即最短的铺设路径方案是方案3;故答案为:方案3;(2)①连接 交 于点 ,在 上截取 ,如图所示;
②∵ ,∴ ,∵ ,∴ ,∴ ,
∵ ,∴ ,∴ ,∴ ,
∴当点 在线段 上时, 的值最小;
∴连接 ,即可得到点 ,再根据 ,确定点 即可;
(3)如图,作 关于 的对称点 ,作 关于 的对称点 ,连接 ,
则: , , ,
∵ ,∴ ,
∴ 为等边三角形,∴ ,
∵ 的周长 ,
∴当 四点共线时, 的周长最小为 的长,即 的长,
∴当 时, 的周长最小,由题意,点 到 的距离为 ,
∴ 的最小值为 ,即: 的周长的最小值为 .
19.(25-26八年级上·浙江宁波·阶段练习)如图1,已知直线 的同侧有两个点A、B,在直线 上找一点 ,
使 点到A、B两点的距离之和最短的问题,可以通过轴对称来确定,即作出其中一点关于直线 的对称
点,对称点与另一点的连线与直线 的交点就是所要找的点,通过这种方法可以求解很多问题(1)如图2,画出格点 (顶点均在格点上)关于直线 对称的 ,并在 上画出点 ,使
最小;(2)如图3,在锐角三角形 中, , , 的角平分线交 于点
分别是 和 上的动点,则 的最小值为___________.(3)如图4, ,
, ,点 , 分别是射线 , 上的动点,则 的最小值为___________.
【答案】(1)见解析(2) (3)
【详解】(1)解:如图, ,点 即为所求,
(2)作 于点H,交 于点 ,过点 作 于点 ,则 的最小值为
,
平分 , ,
在 中,
由勾股定理得
,所以 的最小值为 ,故答案为:
(3)作点C关于 的对称点 ,作点D关于 的对称点 , 连接 分别交 于点 ,连
接 ,则 的最小值为 的长.
由对称可得 垂直平分 , 垂直平分 ,
在 中,由勾股定理得所以 的最小值为13,故答案为: