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第 06 讲 解题技巧专题:解题技巧专题:平行四边形中线段
和最值之将军饮马模型
目录
【模型一 求两条线段和的最小值(将军饮马模型)】.................................................................................1
【模型二 求两条线段和的最小值(将军遛马模型)】.................................................................................7
【模型三 求多条线段和(周长)最小值】...................................................................................................11
【模型一 求两条线段和的最小值(将军饮马模型)】
【模型解读】在一条直线m上,求一点P,使PA+PB最小;
(1)点A、B在直线m两侧: (2)点A、B在直线同侧:
A
A A
B
m
A P
m m
P
B
B B m A'
【最值原理】两点之间线段最短。 上图中A’是A关于直线m的对称点。
例题:(23-24八年级上·广西玉林·期末)如图,已知正六边形 的边长是5,点 是 上的一个
动点,则 的最小值是( )
A.10 B.8 C.6 D.5
【答案】A
【知识点】等边三角形的性质、正多边形的外角问题、根据成轴对称图形的特征进行求解
【分析】此题主要考查了正多边形的以性质及轴对称最短路线问题.易知点 关于 的对称点为点 ,
连接 交 于点 ,根据轴对称的性质进行解答即可.【详解】解:利用正多边形的性质可得点 关于 的对称点为点 ,连接 交 于点 ,那么有
, 最小.
由题意知 为等边三角形,
所以 ,
可得: ,
的最小值是10,
故选:A.
【变式训练】
1.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图 中, , , , 为 的中
线,点 、点 分别为线段 、 上的动点,连接 、 ,则 的最小值为( )
A.4.8 B.2.4 C.6 D.5
【答案】A
【知识点】垂线段最短、等腰三角形的性质和判定、与三角形中位线有关的求解问题
【分析】本题考查了轴对称−最短路线问题,等腰三角形的性质,过B作 于F,交 于E,则
的长即为 的最小值,根据等腰三角形的性质得到 ,根据三角形的面积公式列方
程即可得到结论.
【详解】解:过B作 于F,交 于E,如图,
∵ , 为 的中线,
∴ , ,∴ 的长即为 的最小值,
∵ ,
∴ ,
∴ 的最小值为 ,
故选:A.
2.(23-24八年级上·吉林·期中)如图,在等边 中, ,点 是 的中点, 是
上的动点, 是 的中点,则 的最小值为 .
【答案】
【知识点】线段垂直平分线的性质、线段垂直平分线的判定、等边三角形的性质、与三角形中位线有关的
求解问题
【分析】本题考查了等边三角形的性质、垂直平分线的判定和性质、三角形中位线定理等知识,取 的
中点F,连接 , ,证明 , ,则直线 为线段 的对称轴,当点P与点G重合
时, 取得最小值,此时 ,由等积法得到 ,由 即可得
到答案.
【详解】∵ 是等边三角形,点D是 的中点,
∴直线 为 的一条对称轴, ,
取 的中点F,连接 , , ,
∵E是 的中点,点D是 的中点,
∴ , , , ,
∴ , ,∴直线 为线段 的垂直平分线,
∴直线 为线段 的对称轴,
连接 ,交 于点G,
故当点P与点G重合时, 取得最小值,此时 ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
故 的最小值为 ,
故答案为: .
3.(2024·江苏南通·一模)如图,平行四边形 中, 分别是边
上的动点,且 ,则 的最小值为 .
【答案】
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、含30度角的直角三角形、用勾股定理解三角形、利用平行四
边形的性质求解
【分析】延长 ,截取 ,连接 , ,过点A作 于点H,证明 ,得
出 ,说明当 最小时, 最小,根据两点之间线段最短,得出当A、E、G三点共线
时, 最小,即 最小,且最小值为 的长,根据勾股定理和含30度角的直角三角形的性
质,求出结果即可.
【详解】解:延长 ,截取 ,连接 , ,过点A作 于点H,如图所示:
∵四边形 为平行四边形,
∴ , , ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,∴ ,
∴当 最小时, 最小,
∵两点之间线段最短,
∴当A、E、G三点共线时, 最小,即 最小,且最小值为 的长,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ .
即 的最小值为 .
故答案为: .
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质,三角形全等的判定和性质,勾股定理,含30度的直角三角形
的性质,解题的关键是作出辅助线,熟练掌握相关的判定和性质.
4.(23-24八年级上·山东潍坊·期末)已知:将 沿对角线 折叠, 折到 位置.
(1)证明 ;
(2)如果 ,B、D两点间距离为 ,请在对角线 上找一点O,使得 的值最小,并求
最小值;
(3)探索:线段 与 满足什么关系时,点D、C、F在同一条直线上,请给出证明.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)当线 与 互相平分时,点D、C、F在同一条直线上,理由见解析
【知识点】两点之间线段最短、利用平行四边形的性质求解、折叠问题
【分析】(1)本题考查了平行四边形的性质,翻折的性质,解题的关键是证明 ;
(2)本题考查了平行四边形的性质,翻折的性质,解题的关键是证明 ;
(3)本题考查了平行四边形的性质,翻折的性质,解题的关键是证明 .
【详解】(1)解:证明:如图1中,四边形 是平行四边形,
,
,
翻折得到 ,
,
,
,
,
,
;
(2)连接 交 于点O,连接 ,
点F与D关于 对称,
,
当点O为 与 交点时, 的值最小,最小值为线段 的长,即最小值为 ;
(3)当线段 与 互相平分时,点D、C、F在同一条直线上.
理由: 与 互相平分, ,
,
,
,
,
即 ,
翻折得到 ,
,
点D、C、F在同一条直线上.
【模型二 求两条线段和的最小值(将军遛马模型)】将军遛马模型: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。
点A、B在直线m异侧(图1-1);点A、B在直线m同侧 (图1-2);
A
A
B
m
P Q
m
B P Q
图1-1 图1-2
将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,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。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,
再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.
A E
A C
B
m
m
P Q P Q
B B'
图1-1 图1-2
将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,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。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,
根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,
再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。
例题:(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在平行四边形 中, , , ,
E、F分别为边 、 上的点,且 ,连接 , ,则 的最小值为 .
【答案】
【知识点】最短路径问题、含30度角的直角三角形、用勾股定理解三角形、利用平行四边形的判定与性质
求解【分析】本题主要考查平行四变形的判定和性质,含30度直角三角形及轴对称的性质,理解题意,作出相
应辅助线,综合运用这些知识点是解题关键.
连接 ,作点C关于 的对称点H,连接 ,根据平行四边形的性质及判定得出四边形 为
平行四边形,再由轴对称的性质确定当点B、E、H三点共线时, 的最小值为 的长,然后结
合图形利用勾股定理求解即可.
【详解】解:连接 ,作点C关于 的对称点H,连接 ,如图所示:
∵平行四边形 , , , ,
∴ , , ,
∵ ,
∴四边形 为平行四边形,
∴ ,
∵点C、H关于 对称,
∴ ,
,
,
当点B、E、H三点共线时, 的最小值为 的长,
,
,
, ,
,
,
故答案为: .
【变式训练】
1.(2024·四川广安·二模)如图, 是直线 上长度固定为1的一条动线段.已知点 ,
,则 的最小值为 .【答案】
【知识点】坐标与图形、最短路径问题、用勾股定理解三角形、坐标与图形变化——轴对称
【分析】本题主要考查了坐标与图形的性质,平行四边形的判定与性质,轴对称 最短路线问题.在 轴
上取点 ,使 ,则四边形 为平行四边形,作点 关于直线 的对称点 ,则
,即 、 、 三点共线时, 最小值为 的长.
【详解】解:如图,在 轴上取点 ,使 ,则四边形 为平行四边形,
∵点 , ,
, ,
,
作点 关于直线 的对称点 ,
, ,
,即 、 、 三点共线时, 最小值为 的长,
在 中,由勾股定理得 ,
∴ 的最小值为 ,
故答案为: .
2.(24-25八年级上·江苏南京·期中)如图,长方形 中, , , 是 的中点,线段
在边 上左右滑动,若 ,则 的最小值为 .
【答案】10【知识点】用勾股定理解三角形、利用平行四边形的判定与性质求解、线段问题(轴对称综合题)
【分析】此题主要考查了利用轴对称求最短路径问题以及勾股定理等知识,确定 最小时E,F位
置是解题关键.作G关于 的对称点 ,在 上截取 ,然后连接 交 于E,在 上截取
,此时 的值最小,利用轴对称和勾股定理,求出 即可得出答案.
【详解】解:如图,作G关于 的对称点 ,在 上截取 ,然后连接 交 于E,在 上
截取 ,
根据轴对称可知: ,
∵ ,
∴四边形 是平行四边形,
∴ ,
∴ ,
∵两点之间线段最短,
∴此时 最小,
∴ 最小,即 最小,
∴ 最小值为 的长,
∵ ,G为边 的中点,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
由勾股定理得: ,
即 的最小值为10.
故答案为:10.
【模型三 求多条线段和(周长)最小值】
【模型解读】在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。
(1)两个点都在直线外侧: (2)一个点在内侧,一个点在外侧:A
m
A
A m
m P' P
A
m P
B
n
Q' Q
n B n
Q
B B n B'
(3)两个点都在内侧:
A'
m
m A
A P
B
Q
B n
n B'
(4)台球两次碰壁模型
1)已知点A、B位于直线m,n 的内侧,在直线n、m分别上求点D、E点,使得围成的四边形
ADEB周长最短.
2)已知点A位于直线m,n 的内侧, 在直线m、n分别上求点P、Q点PA+PQ+QA周长最短.
n
n
A'
A
A'
B A
n n
D Q
A
B m A m
E P
m B' m A"
【最值原理】两点之间线段最短。
例题:(24-25八年级上·陕西西安·期末)如图,在 中, , , ,点
是边 上两动点,连接 ,CE.若 ,则 周长的最小值为 .
【答案】 /7.2
【知识点】三角形三边关系的应用、用勾股定理解三角形、利用平行四边形的判定与性质求解、根据成轴
对称图形的特征进行求解
【分析】作点C关于线段AB的对称点 交于点H,连接 和 ,过点 作 ,且 ,
连接 ,则 ,根据轴对称得 和 ,那么 , 周长为,当点C、点E和点F三点共线时, 周长最小为 ,
利用勾股定理求得 ,等面积法求得 ,则有 ,在 中求得 即可.
【详解】解:作点C关于线段AB的对称点 交于点H,连接 和 ,过点 作 ,且
,连接 ,如图,
则四边形 为平行四边形,
∴ ,
∵点C关于线段AB的对称点 ,
∴ , ,
∴ ,
则 周长为 ,
当点C、点E和点F三点共线时, 周长最小为 ,
∵ , , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴
在 中, ,
则, 周长最小为 ,
故答案为: .
【点睛】本题主要考查勾股定理、轴对称的性质、平行四边形的判定和性质和三角形三边关系的应用,解
题的关键是熟悉轴对称的性质和平行四边形的性质.【变式训练】
1.(24-25九年级下·陕西西安·期中)如图,在四边形 中, , ,点
, 在边 上,且 .连接 , ,则四边形 周长的最小值为 .
【答案】
【知识点】线段垂直平分线的性质、用勾股定理解三角形、利用平行四边形性质和判定证明、线段问题(轴
对称综合题)
【分析】如图,取 的中点 ,作D关于直线 的对称点 ,连 交 于点F,在边 上,F点
左侧截取 ,连 , ,利用轴对称和平行四边形的性质得出 为四边形 周长的最
小值,据此解答即可得解.
【详解】解:如图,取 的中点 ,作D关于直线 的对称点 ,连 交 于点F,在边 上,
F点左侧截取 ,连 , ,
,
,
, 的中点为 ,
,
,
四边形 为平行四边形,
,
四边形 周长 ,
由两点之间线段最短知,此时四边形 周长最小,
在 中, ,四边形 周长最小值为 ,
故答案为: .
【点睛】本题主要考查了轴对称—最短距离,勾股定理,垂直平线的性质,平行四边形的判定和性质等知
识点,熟练掌握其性质并能正添加辅助线是解决此题的关键.
2.(2025·湖南娄底·模拟预测)如图,在等边三角形 中, ,D、E是边 上的三等分点,点
M、N分别在边 , 上运动,则四边形 周长的最小值是 .
【答案】5
【知识点】等边三角形的性质、根据成轴对称图形的特征进行求解
【分析】作D点关于 的对称点 、E点关于 的对称点 ,连接 分别与 和 交于 和 ,
则当M点运动至 点、N点运动至 点时, 的最小值为 ,此时四边形 的周长
最小,分别作 、 ,由对称及等边 易知 和 均为等边三角形,由
此可求解出 的长度,进而求解四边形的周长.
【详解】解:作D点关于 的对称点 、E点关于 的对称点 ,连接 分别与 和 交于
和 ,则当M点运动至 点、N点运动至 点时, 的最小值为 ,此时四边形
的周长最小,
∵三角形 是等边三角形,
∴由对称性得: , ,
∵D、E是边 上的三等分点,
∴
∴ ,
∴ 和 时等边三角形,分别作 、 ,
∵ 、 ,
∴ ,
∴四边形 时矩形
∴
∴ ,
故答案为:5.
【点睛】本题考查轴对称最小距离问题,解题的关键是作出最短距离点.
3.如图, 中, ,点 、点 为边 上的点,且 ,点 、 分别为边 、
上的点.已知: , ,则四边形 的周长的最小值为 .
【答案】 /
【分析】如图,作点 关于直线 的对称点 ,点 关于直线 的对称点 ,连接 交 于 ,
交 于 ,连接 , ,此时四边形 的周长最小.证明四边形 是平行四边形即可解决问
题.
【详解】解:如图,作点 关于直线 的对称点 ,点 关于直线 的对称点 ,连接 交 于
,交 于 ,连接 , ,此时四边形 的周长最小.
,
,
,
,
, , ,
,
四边形 是平行四边形,
,
四边形 的周长 .故答案为 .
【点睛】本题考查轴对称最短问题,平行四边形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决
最短问题,属于中考常考题型.
4.(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图, 中, , , ,若 、
分别是边 、 的中点,连接 ,点 是边 上任意一点,连接 、 分别交 于点 、 ,
则 周长的最小值是 .
【答案】 /
【知识点】最短路径问题、用勾股定理解三角形、利用平行四边形的性质求解、与三角形中位线有关的求
解问题
【分析】本题主要考查了平行四边形的性质,中位线,勾股定理,最短距离,全等三角形的判定和性质等
知识点,过点C作以 所在直线为对称轴的对称点 ,交 于点 ,易得 , ,且
E、F分别是边 , 的中点, 为 的中位线, ,连接 ,此时与 的交点
G,此时 周长最小,根据勾股定理即可求出 进而求出 作答,解题的关键是对将军饮马问
题的灵活运用.
【详解】过点C作以 所在直线为对称轴的对称点 , 交 于点P,由对称性质得 ,如
图,
∵四边形 为平行四边形,
∴ , ,
∵E、F分别是边 , 的中点,
∴ ,
∴四边形 为平行四边形,
∴
∴ ,延长 到Q,使 ,连接 ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,
∴四边形 为平行四边形,
∴ ,
∴N为 的中点,
同理可证,M为 的中点,
∴ 为 的中位线,
∴ ,
连接 ,此时与 的交点G,由两点之间线段最短得,此时 周长最小,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
在 中, ,
∴ ,
故答案为: .