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微专题 利用两点之间线段最短解决线段最值问题
2025-09-24 11:08:14 责编:小OO
文档
微专题 利用“两点之间,线段最短”解决线段最值问题

模型一 “一线两点”型(一动+两定)

类型一 异侧线段和最小值问题

问题: 两定点A,B位于直线l异侧,在直线l上找一点P,使PA+PB值最小.

【解题思路】根据两点之间线段最短,PA+PB的最小值即为线段AB的长.连接AB交直线l 于点P,点P即为所求.

  

针对训练:                                            (第1题图)

1、如图,等边△ABC的边长为4,AD是BC边上的中线,F是AD边上的动点,E是AB边上一点,且AE=2,则线段EF+CF的最小值为________.

类型二 同侧线段和最小值问题(将军饮马模型)

问题:两定点A,B位于直线l同侧,在直线l上找一点P,使得PA+PB值最小.

【解题思路】将两定点同侧转化为异侧问题,同类型一即可解决.作点B关于l的对称点B′,连接AB′,与直线l的交点即为点P.

   

针对训练:                            (第2题图)      (第3题图)

2、如图,在Rt△ABC中,AC=BC=4,点D,E分别是AB,AC边的中点,在CD上找一点P,使PA+PE的值最小,则这个最小值为________.

3、 如图,在边长为2的菱形ABCD中,∠DAB=60°,E是AB边上的一点,且AE=1,点Q为对角线AC上的动点,则△BEQ周长的最小值为________ .

类型三 同侧差最大值问题

问题:两定点A,B位于直线l同侧,在直线l上找一点P,使得|PA-PB|的值最大.

【解题思路】根据三角形任意两边之差小于第三边,|PA-PB|≤AB,当A,B,P三点共线时,等号成立,即|PA-PB|的最大值为线段AB的长.连接AB并延长,与直线l的交点即为点P.

 

针对训练:                       (第4题图)

4、如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,连接AC,点O是AC的中点,M是AD上一点,且MD=1,P是BC上一动点,则PM-PO的最大值为________。

类型四 异侧差最大值问题

问题:两定点A,B位于直线l异侧,在直线l上找一点P,使得|PA-PB|的值最大.

【解题思路】将异侧点转化为同侧,同类型三即可解决.

  

针对训练:                                   (第5题)

5、如图,已知△ABC为等腰直角三角形,AC=BC=4,∠BCD=15°,P为CD上的动点,则|PA-PB|的最大值为________.

模型二 “一点两线”型(两动+一定)

问题:点P是∠AOB的内部一定点,在OA上找一点M,在OB上找一点N,使得△PMN周长最小.

【解题思路】要使△PMN周长最小,即PM+PN+MN值最小.根据两点之间线段最短,将三条线段转化到同一直线上即可.

   

针对训练:                                    (第6题图)

6、如图,∠AOB=30°,点M,N分别是射线OA,OB上的动点,OP平分∠AOB,且OP=6,则△PMN的周长最小值为________.

模型三 “两点两线”型(两动+两定)

问题:点P,Q是∠AOB的内部两定点,在OA上找点M,在OB上找点N,使得四边形PQNM周长最小.

【解题思路】要使四边形PQNM周长最小,PQ为定值,即求得PM+MN+NQ的最小值即可,需将线段PM,MN,NQ三条线段尽可能转化在一条直线上,因此想到作点P关于OA的对称点,点Q关于OB的对称点.

针对训练:

7、如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,AE=4,AF=2,点G,H分别是边BC,CD上的动点,则四边形EFGH周长的最小值为________.

                           

 (第7题图)

课后练习:

1. 如图,在⊙O中,AB是⊙O的直径,AB=8 cm,==,M是AB上一动点,则CM+DM的最小值是________.

第1题图

2. 如图,已知点C(1,0),直线y=-x+7与两坐标轴分别交于A,B两点,D,E分别是AB,OA上的动点,当△CDE周长最小时,点D坐标为________.

第2题图

3. 如图,在直角坐标系中,A(-3,-1),B(-1,-3),若D是x轴上一动点,C是y轴上的一动点,则四边形ABCD的周长的最小值是________.

第3题图

4. 如图,抛物线的顶点D的坐标为(-1,4),抛物线与x轴相交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C(0,3).若点E的坐标为(0,-3),在抛物线的对称轴上求作一点F,使得△CEF的周长最小,请求出点F的坐标.

                                                

                                              第4题图

课后练习答案:

1. 8 cm 【解析】如解图,作点C关于AB的对称点C′,连接C′D与AB相交于点M′,连接C′M,DM,∵C′M+DM≥C′M′+DM′=C′D,当M与M′重合时,CM+DM的值最小,由垂径定理得,=,∴=,∵AB为⊙O的直径,∴C′D为⊙O的直径,∴CM+DM的最小值是8 cm.

第1题解图

2. (,) 【解析】如解图,作点C关于OA的对称点C′,关于直线AB的对称点C″,连接CC′交AB于点F,∵直线AB的解析式为y=-x+7,∴OA=OB=7,AB=7,∵C(1,0),∴BC=6,易得△BCF∽△BAO,∴=,即=,∴BF=3,易知△ABO为等腰直角三角形,过点F作FG⊥x轴于点G,∴FG=BG=3,∴F(4,3),∵F是CC″中点,∴可得C″(7,6).连接C′C″与AO交于点E,与AB交于点D,此时△DEC周长最小,设直线DE的解析式为y=kx+b,∵C′(-1,0),C″(7,6),∴,解得,∴直线DE的解析式为y=x+,联,解得,∴点D的坐标为(,).

第2题解图

3. 6 【解析】如解图,分别作A关于x轴的对称点E,作B关于y轴的对称点F,连接EF交x轴于D,交y轴于C,连接AD,BC.在x轴,y轴上分别任取一点D′,C′连接AD′,C′D′,BC′,∵AB+BC′+C′D′+AD′≥AB+BC+CD+AD=AB+CF+CD+DE=AB+EF,当点D,C分别与D′,C′重合时,AB+BC+CD+AD最小,∵A(-3,-1),B(-1,-3),∴E(-3,1),F(1,-3),∴AB==2,

EF==4,即四边形ABCD的周长的最小值为AB+BC+CD+AD=AB+EF=6.

第3题解图

4. 解:设抛物线的表达式为y=a(x+1)2+4,

把x=0,y=3代入得:3=a(0+1)2+4,解得a=-1

∴抛物线的表达式为y=-(x+1)2+4=-x2-2x+3;

如解图 ,作 C关于对称轴的对称点 C′,在对称轴上任取一点F,连接EC′交对称轴于点 F′,连接CF′,C′F,EF,∵C′F+EF≥C′F′+EF′=C′E,当点F与F′重合时,

CF+EF的值最小,则△CEF的周长最小.

∵C(0,3),抛物线对称轴为直线x=-1,

∴C′(-2,3),

易得C′E的解析式为y=-3x-3,

当x=-1时,y=-3×(-1)-3=0,

∴F(-1,0).

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