
請(qǐng)閱讀下列材料:?jiǎn)栴}:如圖1,點(diǎn)A、B在直線l的同側(cè),在直線l上找一點(diǎn)P,使得AP+BP的值最小.小明的思路是:如圖2,作點(diǎn)A關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn),連接,則與直線l的交點(diǎn)P即為所求.
請(qǐng)你參考小明同學(xué)的思路,探究并解決下列問題:
(1)如圖3,在圖2的基礎(chǔ)上,設(shè)與直線l的交點(diǎn)為C,過點(diǎn)B作,垂足為D,若CP=1,PD=2,AC=1,寫出AP+BP的值;
(2)將(1)中的條件“AC=1”去掉,換成“”,其它條件不變,寫出此時(shí)AP+BP的值;
(3)請(qǐng)結(jié)合圖形,求出的最小值.
(1)解:如圖2,
∵AA′⊥l,AC=1,PC=1,
∴△APC為等腰直角三角形,
∴PA=,∠APO=45°,
∵作點(diǎn)A關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn),
∴PA′=PA=,∠A′PC=∠APC=45°,∵,
∴∠B=90°-∠BPD=90°-45°=45°,∴∠BPD=∠B,∴PD=BD=2,
∴BP=,∴AP+PB=+2=3;
(2)解:作A′E∥l,交BD的延長(zhǎng)線于E,如圖3,
∵A′C⊥l,BD⊥l,
∴∠A′CD=∠EDC=90°,
∵A′E∥l,∴A′C⊥A′E,
∴∠CA′E=90°,
∴∠A′CD=∠EDC=∠CA′E=90°,,
∴四邊形A′EDC是矩形,
∴A′E=DC=PC+PD=3,DE=A′C=AC,
∵BD=4﹣AC,∴BD+AC=BD+DE=4,即BE=4,在RT△A′BE中,A′B==5,
∴AP+BP=5,
(3)解:如圖3,設(shè)AC=2m﹣2,PC=1,則PA=;設(shè)BD=8﹣2m,PD=2,則PB=,∵DE=A′C=AC=2m﹣2,
∴BE=BD+DE=2m-2+8-2m=6,A′E=CD=PC+PD=3,
∴PA+PB=A′B==.
即的最小值為.
【綜合解答】
1.如圖所示,有一個(gè)長(zhǎng)、寬各2米,高為3米的無蓋長(zhǎng)方體紙盒放在桌面上,一只昆蟲從頂點(diǎn)要爬到頂點(diǎn),那么這只昆蟲爬行的最短路程為( )
A.3米B.4米C.5米D.6米
2.如圖,長(zhǎng)方體的長(zhǎng)為15,寬為10,高為20,點(diǎn)B在棱上且離點(diǎn)C的距離為5,一只螞蟻如果要沿著長(zhǎng)方體的表面從點(diǎn)A爬到點(diǎn)B,需要爬行的最短距離是( )
A.25B.5C.D.5
3.如圖,點(diǎn),分別為軸、軸上的動(dòng)點(diǎn),,點(diǎn)是的中點(diǎn),點(diǎn),,過作軸.點(diǎn)為直線上一動(dòng)點(diǎn),則的最小值為( )
A.B.9C.D.
4.如圖,在邊長(zhǎng)為2的正方形ABCD中,連接對(duì)角線AC,將△ADC沿射線CA的方向平移得到△A'D'C',分別連接BC',AD',BD',則BC'+BD'的最小值為________.
5.已知△ABC的面積等于3,AB=3,則AC+BC的最小值等于___________.
6.如圖,菱形ABCD的邊長(zhǎng)為4,∠BAD=120°,E是邊CD的中點(diǎn),F(xiàn)是邊AD上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),將線段EF繞著點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到線段EF',連接AF'、BF',則△ABF'的周長(zhǎng)的最小值是________________.
7.如圖,在邊長(zhǎng)為的正方形中,點(diǎn)、分別是邊、上的動(dòng)點(diǎn).且,連接、,則的最小值為___.
8.如圖,為線段上一動(dòng)點(diǎn),分別過,作,,連接,,已知,,,設(shè).請(qǐng)用含的代數(shù)式表示的長(zhǎng)為_________,根據(jù)上述方法,求出的最小值為_____.
9.如圖,在中,是邊上的高,垂足為,已知上方有一動(dòng)點(diǎn),且點(diǎn)到兩點(diǎn)的距離相等,則的周長(zhǎng)最小值為_________________.
10.如圖,,、分別在、上,且,,點(diǎn)、分別在、上,則的最小值是______.
11.如圖,動(dòng)點(diǎn)M在邊長(zhǎng)為4的正方形ABCD內(nèi),且AM⊥BM,P是CD邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),E是AD邊的中點(diǎn),則線段PE+PM的最小值為_______.
12.如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,點(diǎn)M在AC邊上,且AM=1,MC=3,動(dòng)點(diǎn)P在AB邊上,連接PC,PM,則PC+PM的最小值是________.
13.如圖,將邊長(zhǎng)為6的正三角形紙片ABC按如下順序進(jìn)行兩次折疊,展開后,得折痕AD、BE.(如圖①),點(diǎn)O為其交點(diǎn).如圖②,若P、N分別為BE、BC上的動(dòng)點(diǎn).如圖③,若點(diǎn)Q在線段BO上,BQ=1,則QN+NP+PD的最小值=_______.
三、解答題(共0分)
14.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)在y軸正半軸上,點(diǎn)在x軸正半軸上,且..
(1)求AB;
(2)在y軸上是否存在一點(diǎn)P,使得最小?若存在,請(qǐng)求出的最小值;
(3)在x軸上是否存在一點(diǎn)M,使是以AB為腰的等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫出M點(diǎn)坐標(biāo).
15.請(qǐng)閱讀下列材料:?jiǎn)栴}:如圖1,點(diǎn)A、B在直線l的同側(cè),在直線l上找一點(diǎn)P,使得AP+BP的值最?。∶鞯乃悸肥牵喝鐖D2,作點(diǎn)A關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn),連接,則與直線l的交點(diǎn)P即為所求.
請(qǐng)你參考小明同學(xué)的思路,探究并解決下列問題:
(1)如圖3,在圖2的基礎(chǔ)上,設(shè)與直線l的交點(diǎn)為C,過點(diǎn)B作,垂足為D,若CP=1,PD=2,AC=1,寫出AP+BP的值;
(2)將(1)中的條件“AC=1”去掉,換成“”,其它條件不變,寫出此時(shí)AP+BP的值;
(3)請(qǐng)結(jié)合圖形,求出的最小值.
16.問題背景:在中,已知,,三邊長(zhǎng)為,,,求這個(gè)三角形的面積.
小輝在答題時(shí)先建立一個(gè)正方形網(wǎng)格(每個(gè)小正方形邊長(zhǎng)為1),再在網(wǎng)格中畫出格點(diǎn)(即三個(gè)頂點(diǎn)都在小正方形的頂點(diǎn)處),如圖所示.這樣不需求的高,而借用網(wǎng)格就能計(jì)算出它的面積.我們把上述求面積的方法叫做構(gòu)圖法.
(1)若三邊的長(zhǎng)分別為,,(),請(qǐng)運(yùn)用構(gòu)圖法求出的面積;
(2)若三邊的長(zhǎng)分別為,,(,,且),試運(yùn)用構(gòu)圖法求出的面積;
(3)已知,都是正數(shù),,求的最小值.
專題12 將軍飲馬與勾股定理
【例題講解】
請(qǐng)閱讀下列材料:?jiǎn)栴}:如圖1,點(diǎn)A、B在直線l的同側(cè),在直線l上找一點(diǎn)P,使得AP+BP的值最?。∶鞯乃悸肥牵喝鐖D2,作點(diǎn)A關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn),連接,則與直線l的交點(diǎn)P即為所求.
請(qǐng)你參考小明同學(xué)的思路,探究并解決下列問題:
(1)如圖3,在圖2的基礎(chǔ)上,設(shè)與直線l的交點(diǎn)為C,過點(diǎn)B作,垂足為D,若CP=1,PD=2,AC=1,寫出AP+BP的值;
(2)將(1)中的條件“AC=1”去掉,換成“”,其它條件不變,寫出此時(shí)AP+BP的值;
(3)請(qǐng)結(jié)合圖形,求出的最小值.
(1)解:如圖2,
∵AA′⊥l,AC=1,PC=1,
∴△APC為等腰直角三角形,
∴PA=,∠APO=45°,
∵作點(diǎn)A關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn),
∴PA′=PA=,∠A′PC=∠APC=45°,∵,
∴∠B=90°-∠BPD=90°-45°=45°,∴∠BPD=∠B,∴PD=BD=2,
∴BP=,∴AP+PB=+2=3;
(2)解:作A′E∥l,交BD的延長(zhǎng)線于E,如圖3,
∵A′C⊥l,BD⊥l,
∴∠A′CD=∠EDC=90°,
∵A′E∥l,∴A′C⊥A′E,
∴∠CA′E=90°,
∴∠A′CD=∠EDC=∠CA′E=90°,,
∴四邊形A′EDC是矩形,
∴A′E=DC=PC+PD=3,DE=A′C=AC,
∵BD=4﹣AC,∴BD+AC=BD+DE=4,即BE=4,在RT△A′BE中,A′B==5,
∴AP+BP=5,
(3)解:如圖3,設(shè)AC=2m﹣2,PC=1,則PA=;設(shè)BD=8﹣2m,PD=2,則PB=,∵DE=A′C=AC=2m﹣2,
∴BE=BD+DE=2m-2+8-2m=6,A′E=CD=PC+PD=3,
∴PA+PB=A′B==.
即的最小值為.
【綜合解答】
1.如圖所示,有一個(gè)長(zhǎng)、寬各2米,高為3米的無蓋長(zhǎng)方體紙盒放在桌面上,一只昆蟲從頂點(diǎn)要爬到頂點(diǎn),那么這只昆蟲爬行的最短路程為( )
A.3米B.4米C.5米D.6米
答案:C
【解析】
分析:
分別畫出三個(gè)路徑的示意圖,利用勾股定理求出路程,再?gòu)闹姓页鲎疃搪烦碳纯桑?br>【詳解】
解:由題意,有以下三個(gè)路徑:
①如圖,路徑一:
則這只昆蟲爬行的路程為(米);
②如圖,路徑二:
則這只昆蟲爬行的路程為(米);
③如圖,路徑三:
則這只昆蟲爬行的路程為(米);
因?yàn)椋?br>所以這只昆蟲爬行的最短路程為5米,
故選:C.
【點(diǎn)睛】
本題考查了勾股定理的應(yīng)用,正確畫出三個(gè)路徑的示意圖是解題關(guān)鍵.
2.如圖,長(zhǎng)方體的長(zhǎng)為15,寬為10,高為20,點(diǎn)B在棱上且離點(diǎn)C的距離為5,一只螞蟻如果要沿著長(zhǎng)方體的表面從點(diǎn)A爬到點(diǎn)B,需要爬行的最短距離是( )
A.25B.5C.D.5
答案:A
【解析】
分析:
要求長(zhǎng)方體中兩點(diǎn)之間的最短路徑,最直接的作法,就是將長(zhǎng)方體側(cè)面展開,然后利用兩點(diǎn)之間線段最短解答.
【詳解】
只要把長(zhǎng)方體的右側(cè)表面剪開與前面這個(gè)側(cè)面所在的平面形成一個(gè)長(zhǎng)方形,如第1個(gè)圖
∵長(zhǎng)方體的寬為10,高為20,點(diǎn)B離點(diǎn)C的距離是5,
∴BD=CD+BC=10+5=15,AD=20,
在直角三角形ABD中,根據(jù)勾股定理得:
∴;
只要把長(zhǎng)方體的右側(cè)表面剪開與上面這個(gè)側(cè)面所在的平面形成一個(gè)長(zhǎng)方形,如第2個(gè)圖:
∵長(zhǎng)方體的寬為10,高為20,點(diǎn)B離點(diǎn)C的距離是5,
∴BD=CD+BC=20+5=25,
在直角三角形ABD中,根據(jù)勾股定理得:
∴;
只要把長(zhǎng)方體的上表面剪開與后面這個(gè)側(cè)面所在的平面形成一個(gè)長(zhǎng)方形,如第3個(gè)圖:
∵長(zhǎng)方體的寬為10,高為20,點(diǎn)B離點(diǎn)C的距離是5,
∴AC=CD+AD=20+10=30,
在直角三角形ABC中,根據(jù)勾股定理得:
∴;
∵25<<,
∴螞蟻爬行的最短距離是25,
故選:A.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查兩點(diǎn)之間線段最短,關(guān)鍵是將長(zhǎng)方體側(cè)面展開,然后利用兩點(diǎn)之間線段最短解答.
3.如圖,點(diǎn),分別為軸、軸上的動(dòng)點(diǎn),,點(diǎn)是的中點(diǎn),點(diǎn),,過作軸.點(diǎn)為直線上一動(dòng)點(diǎn),則的最小值為( )
A.B.9C.D.
答案:B
【解析】
分析:
作關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn),連接,交于點(diǎn),連接,根據(jù),求得的最小值,進(jìn)而求得的最小值
【詳解】
解:如圖,作關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn),連接,交于點(diǎn),連接,
,,
當(dāng)共線時(shí),最短
則的最小值為
是直角三角形,點(diǎn)是的中點(diǎn),
點(diǎn),,
即的最小值為9
故選B
【點(diǎn)睛】
本題考查了軸對(duì)稱的性質(zhì)求線段和最小值,圖形與坐標(biāo),直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,掌握軸對(duì)稱的性質(zhì)求最值問題是解題的關(guān)鍵.
4.如圖,在邊長(zhǎng)為2的正方形ABCD中,連接對(duì)角線AC,將△ADC沿射線CA的方向平移得到△A'D'C',分別連接BC',AD',BD',則BC'+BD'的最小值為________.
答案:
【解析】
分析:
構(gòu)造平行四邊形將線段轉(zhuǎn)為,利用最短路徑即可解決問題.
【詳解】
如圖,連接,當(dāng)?shù)妊谥本€上運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線,
,且,
四邊形為平行四邊形,
,
作點(diǎn)關(guān)于直線DD'對(duì)稱到點(diǎn),
,
構(gòu)造,根據(jù)勾股定理,得
.
故答案為.
【點(diǎn)睛】
本題考查動(dòng)態(tài)幾何,軸對(duì)稱最短路線問題,正方形的性質(zhì),平移的性質(zhì),解決本題的關(guān)鍵是掌握平行四邊形的性質(zhì)以及最短路徑.
5.已知△ABC的面積等于3,AB=3,則AC+BC的最小值等于___________.
答案:5
【解析】
分析:
由△ABC的面積等于3,AB=3,可知AB邊上的高為2,過點(diǎn)C作CD∥AB,作點(diǎn)A關(guān)于CD的對(duì)稱點(diǎn),交CD于點(diǎn)D,連接,此時(shí)與CD的交點(diǎn)為點(diǎn)C,連接AC,利用軸對(duì)稱的性質(zhì)以及勾股定理即可求解.
【詳解】
解:過點(diǎn)C作CD∥AB,作點(diǎn)A關(guān)于CD的對(duì)稱點(diǎn),連接,交CD于點(diǎn)D,連接,此時(shí)與CD的交點(diǎn)為點(diǎn)C,連接AC,此時(shí)AC+BC的值最小,如圖,
由題可知,,,
∴,
∴AC+BC的最小值,
在中,,
∴AC+BC的最小值=5.
故答案為5.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了軸對(duì)稱的性質(zhì)、最短路徑問題以及勾股定理.
6.如圖,菱形ABCD的邊長(zhǎng)為4,∠BAD=120°,E是邊CD的中點(diǎn),F(xiàn)是邊AD上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),將線段EF繞著點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到線段EF',連接AF'、BF',則△ABF'的周長(zhǎng)的最小值是________________.
答案:4+2
【解析】
分析:
取AD中點(diǎn)G,連接EG,F(xiàn)'G,BE,作BH⊥DC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)H,利用全等三角形的性質(zhì)證明∠F'GA=60°,點(diǎn)F'的軌跡為射線GF',易得A、E關(guān)于GF'對(duì)稱,推出AF'=EF',得到BF'+AF'=BF'+EF'≥BE,求出BE即可解決周長(zhǎng)最小問題.
【詳解】
解:取AD中點(diǎn)G,連接EG,F(xiàn)'G,BE,作BH⊥DC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)H,
∵四邊形ABCD為菱形,
∴AB=AD,
∵∠BAD=120°,
∴∠CAD=60°,
∴△ACD為等邊三角形,
又∵DE=DG,
∴△DEG也為等邊三角形.
∴DE=GE,
∵∠DEG=60°=∠FEF',
∴∠DEG﹣∠FEG=∠FEF'﹣∠FEG,
即∠DEF=∠GEF',
由線段EF繞著點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到線段EF',
所以EF=EF'.
在△DEF和△GEF'中,
,
∴△DEF≌△GEF'(SAS).
∴∠EGF'=∠EDF=60°,
∴∠F'GA=180°﹣60°﹣60°=60°,
則點(diǎn)F'的運(yùn)動(dòng)軌跡為射線GF'.
觀察圖形,可得A,E關(guān)于GF'對(duì)稱,
∴AF'=EF',
∴BF'+AF'=BF'+EF'≥BE,
在Rt△BCH中,
∵∠H=90°,BC=4,∠BCH=60°,
∴,
在Rt△BEH中,BE===2,
∴BF'+EF'≥2,
∴△ABF'的周長(zhǎng)的最小值為AB+BF'+EF'=4+2,
故答案為:4+2.
【點(diǎn)睛】
本題考查了旋轉(zhuǎn)變換,菱形的性質(zhì),解直角三角形,全等三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,等邊三角形等知識(shí),解題關(guān)鍵在于學(xué)會(huì)添加常用輔助線,構(gòu)造全等三角形解決問題,學(xué)會(huì)用轉(zhuǎn)化的思想思考問題.
7.如圖,在邊長(zhǎng)為的正方形中,點(diǎn)、分別是邊、上的動(dòng)點(diǎn).且,連接、,則的最小值為___.
答案:
【解析】
分析:
連接,證,的最小值等于的最小值.作點(diǎn)A關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)H,連接,求出即可.
【詳解】
解:如圖1,連接,
∵四邊形是正方形,
∴.
又∵
的最小值等于的最小值.
如圖2,作點(diǎn)A關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)H,連接,則A、B、H三點(diǎn)共線,連接 與的交點(diǎn)即為所求的點(diǎn)E.根據(jù)對(duì)稱性可知
.
在中,,
∴的最小值為.
故答案為:
【點(diǎn)睛】
本題考查了正方形的性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、最短路徑問題,解題關(guān)鍵是根據(jù)正方形的性質(zhì)證明三角形全等,利用軸對(duì)稱得出最短路徑為.
8.如圖,為線段上一動(dòng)點(diǎn),分別過,作,,連接,,已知,,,設(shè).請(qǐng)用含的代數(shù)式表示的長(zhǎng)為_________,根據(jù)上述方法,求出的最小值為_____.
答案: 13
【解析】
分析:
由于△ABC和△CDE都是直角三角形,故AC,CE可由勾股定理求得;若點(diǎn)C不在AE的連線上,根據(jù)三角形中任意兩邊之和>第三邊知,AC+CE>AE,故當(dāng)A、C、E三點(diǎn)共線時(shí),AC+CE的值最??;于是可作BD=12,過點(diǎn)B作AB⊥BD,過點(diǎn)D作ED⊥BD,使AB=2,ED=3,連接AE交BD于點(diǎn)C,則AE的長(zhǎng)即為代數(shù)式的最小值,然后構(gòu)造矩形AFDB,Rt△AFE,利用矩形的直角三角形的性質(zhì)可求得AE的值.
【詳解】
解:AC+CE=;
當(dāng)A、C、E三點(diǎn)共線時(shí),AC+CE的值最?。?
如右圖所示,作BD=12,過點(diǎn)B作AB⊥BD,過點(diǎn)D作ED⊥BD,使AB=2,ED=3,連接AE交BD于點(diǎn)C,
設(shè)BC=x,則AE的長(zhǎng)即為代數(shù)式的最小值.
過點(diǎn)A作AF∥BD交ED的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F,得矩形ABDF,
則AB=DF=2,AF=BD=12,EF=ED+DF=3+2=5,
所以AE==13,
即的最小值為13,
故答案為:;13.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了軸對(duì)稱求最短路線以及勾股定理等知識(shí),本題利用了數(shù)形結(jié)合的思想,通過構(gòu)造直角三角形,利用勾股定理求解.
9.如圖,在中,是邊上的高,垂足為,已知上方有一動(dòng)點(diǎn),且點(diǎn)到兩點(diǎn)的距離相等,則的周長(zhǎng)最小值為_________________.
答案:
【解析】
分析:
取AD的中點(diǎn)H,作HF//BC,作B關(guān)于HF的對(duì)稱點(diǎn)E,連接CE與直線FH交于P,點(diǎn)P即為所求,然后根據(jù)勾股定理求解即可.
【詳解】
∵P到AD兩點(diǎn)的距離相同,
∴P在線段AD的垂直平分線上,
取AD的中點(diǎn)H,作HF//BC,作B關(guān)于HF的對(duì)稱點(diǎn)E,連接CE與直線FH交于P,點(diǎn)P即為所求
∴∠BFH=90°,BF=EF,EP=BP
∵要使△BCP的周長(zhǎng)最小,
∴BP+CP最小,即為CE長(zhǎng),
又∵EF//BC,∠ADC=90°
∴∠FHD=∠HDB=90°
∴四邊形BDHF是矩形,
∴BF=DH=EF=,∠FBD=90°,
∴
∵,
∴,
△BCP的周長(zhǎng)最小值=
故答案為:.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了垂直平分線的性質(zhì),勾股定理,折疊的性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì)與判定,解題的關(guān)鍵在于能夠熟練掌握相關(guān)知識(shí)進(jìn)行求解.
10.如圖,,、分別在、上,且,,點(diǎn)、分別在、上,則的最小值是______.
答案:
【解析】
分析:
作M關(guān)于OB的對(duì)稱點(diǎn)M′,作N關(guān)于OA的對(duì)稱點(diǎn)N′,連接M′N′,即為MP+PQ+QN的最小值,由勾股定理求出M′N′即可.
【詳解】
解:作M關(guān)于OB的對(duì)稱點(diǎn)M′,作N關(guān)于OA的對(duì)稱點(diǎn)N′,連接,,如圖所示:
∴根據(jù)軸對(duì)稱的定義可知:∠N′OQ=∠M′OB=∠AOB=40°,,
∴,
∴當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),有最小值,即有最小值,
過點(diǎn)作交延長(zhǎng)線于E,則,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案為:.
【點(diǎn)睛】
本題考查了軸對(duì)稱—最短路徑問題,含30度直角三角形的性質(zhì),勾股定理,根據(jù)軸對(duì)稱的定義,找到相等的線段是解題的關(guān)鍵.
11.如圖,動(dòng)點(diǎn)M在邊長(zhǎng)為4的正方形ABCD內(nèi),且AM⊥BM,P是CD邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),E是AD邊的中點(diǎn),則線段PE+PM的最小值為_______.
答案:
【解析】
分析:
作點(diǎn)E關(guān)于DC的對(duì)稱點(diǎn)E',設(shè)AB的中點(diǎn)為點(diǎn)O,連接OE',交DC于點(diǎn)P,連接PE,由軸對(duì)稱的性質(zhì)及90°的圓周角所對(duì)的弦是直徑,可知線段PE+PM的最小值為OE'的值減去以AB為直徑的圓的半徑OM,根據(jù)正方形的性質(zhì)及勾股定理計(jì)算即可.
【詳解】
解:作點(diǎn)E關(guān)于DC的對(duì)稱點(diǎn)E',設(shè)AB的中點(diǎn)為點(diǎn)O,連接OE',交DC于點(diǎn)P,連接PE,如圖所示:
∵動(dòng)點(diǎn)M在邊長(zhǎng)為4的正方形ABCD內(nèi),且AM⊥BM,
∴點(diǎn)M在以AB為直徑的圓上,OM=AB=2,
∵正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,
∴AD=AB=4,∠DAB=90°,
∵E是AD的中點(diǎn),
∴DE=AD=×4=2,
∵點(diǎn)E與點(diǎn)E'關(guān)于DC對(duì)稱,
∴DE'=DE=2,PE=PE',
∴AE'=AD+DE'=4+2=6,
在Rt△AOE'中,,
∴線段PE+PM的最小值為:
PE+PM=PE'+PM=ME'=OE'-OM=.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了軸對(duì)稱-最短路線問題、圓周角定理的推論、正方形的性質(zhì)及勾股定理等知識(shí)點(diǎn),作出輔助線,熟練掌握相關(guān)性質(zhì)及定理,是解題的關(guān)鍵.
12.如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,點(diǎn)M在AC邊上,且AM=1,MC=3,動(dòng)點(diǎn)P在AB邊上,連接PC,PM,則PC+PM的最小值是________.
答案:
【解析】
分析:
如圖所示,作點(diǎn)C關(guān)于AB的對(duì)稱點(diǎn),連接,,則當(dāng)P、M、三點(diǎn)共線時(shí),的值最小,即為,證明即可利用勾股定理求解.
【詳解】
解:如圖所示,作點(diǎn)C關(guān)于AB的對(duì)稱點(diǎn),連接,,
∴,
∴,
要使最小,則最小,
∴當(dāng)P、M、三點(diǎn)共線時(shí),的值最小,即為
由軸對(duì)稱的性質(zhì)可得,,
∵∠ACB=90°,AC=BC,
∴,
∴,
∴,
故答案為:.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了等腰直角三角形的性質(zhì),勾股定理,軸對(duì)稱最短路徑問題,正確作出輔助線是解題的關(guān)鍵.
13.如圖,將邊長(zhǎng)為6的正三角形紙片ABC按如下順序進(jìn)行兩次折疊,展開后,得折痕AD、BE.(如圖①),點(diǎn)O為其交點(diǎn).如圖②,若P、N分別為BE、BC上的動(dòng)點(diǎn).如圖③,若點(diǎn)Q在線段BO上,BQ=1,則QN+NP+PD的最小值=_______.
答案:
【解析】
分析:
如圖,作點(diǎn)Q關(guān)于BC的對(duì)稱點(diǎn)Q1,點(diǎn)D關(guān)于BE的對(duì)稱點(diǎn)D1,連接D1Q1,交BE于P,BC于N,連接BQ1,QN、PD,由等邊三角形的性質(zhì)和軸對(duì)稱的性質(zhì)可得∠CBE=∠Q1BN=∠ABE=30°,BQ=BQ1,BD=BD1,PD=PD1,NQ=NQ1,即可得Q1D1是QN+NP+PD的最小值,可得△BQ1Q和△BD1D是等邊三角形,根據(jù)∠CBE=∠Q1BN=∠ABE=30°,可得∠ABQ1=90°,由AD是折痕可得BD=BC,利用勾股定理求出Q1D1的長(zhǎng)即可得答案.
【詳解】
如圖,作點(diǎn)Q關(guān)于BC的對(duì)稱點(diǎn)Q1,點(diǎn)D關(guān)于BE的對(duì)稱點(diǎn)D1,連接D1Q1,交BE于P,BC于N,連接BQ1,QN、PD,
∵△ABC是等邊三角形,AD、BE是折痕,
∴∠CBE=∠Q1BN=∠ABE=30°,點(diǎn)D1在AB上,BD=BC=3,∠ABC=60°,
∴∠ABQ1=90°,∠Q1BQ=60°,
∵點(diǎn)Q關(guān)于BC的對(duì)稱點(diǎn)D1,點(diǎn)D關(guān)于BE的對(duì)稱點(diǎn)D1,
∴BQ=BQ1,BD=BD1,PD=PD1,NQ=NQ1,
∴△BQ1Q和△BD1D是等邊三角形,Q1D1是QN+NP+PD的最小值,
∴BQ1=BQ=1,BD1=BD=3,
∴Q1D1==.
故答案為:
【點(diǎn)睛】
本題考查等邊三角形的判定與性質(zhì)、軸對(duì)稱——最短路徑問題,根據(jù)軸對(duì)稱的定義得出相等的線段是解題關(guān)鍵.
三、解答題(共0分)
14.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)在y軸正半軸上,點(diǎn)在x軸正半軸上,且..
(1)求AB;
(2)在y軸上是否存在一點(diǎn)P,使得最???若存在,請(qǐng)求出的最小值;
(3)在x軸上是否存在一點(diǎn)M,使是以AB為腰的等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫出M點(diǎn)坐標(biāo).
答案:(1)5
(2)
(3)(8,0)、(-2,0)或(-3,0).
【解析】
分析:
(1)根據(jù)題意求出a、b的值,運(yùn)用勾股定理可求AB的值;
(2)首先求出點(diǎn)D的坐標(biāo),再作點(diǎn)B關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)連接,求解即可;
(3)根據(jù)AB是腰分類討論即可.
(1)
解:∵
∴a=4,b=3
∴OA=4,OB=3
根據(jù)勾股定理可得
∴
所以AB長(zhǎng)度為5.
(2)
解:存在點(diǎn)P,使得PB+PD最小值為
如圖;過點(diǎn)D作軸,交y軸于點(diǎn)E,作點(diǎn)B關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)連接,過點(diǎn)D作軸于點(diǎn)F,
∵
∴
在和中
∴
∴OB=AE=3,OA=DE=4
∴點(diǎn)D坐標(biāo)為(4,7)
∵,DF=7
根據(jù)勾股定理可得
∴
∴PB+PD最小值為.
(3)
解:當(dāng)AB=AM時(shí),點(diǎn)M坐標(biāo)為(-3,0)
當(dāng)BA=BM時(shí),點(diǎn)M坐標(biāo)為(8,0)、(-2,0)
∴使以AB為等腰三角形的點(diǎn)M的坐標(biāo)為(8 ,0)、(-2,0)或(-3,0).
【點(diǎn)睛】
本題是一次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是掌握勾股定理、對(duì)稱求線段和最小、等腰三角形的判定.
16.問題背景:在中,已知,,三邊長(zhǎng)為,,,求這個(gè)三角形的面積.
小輝在答題時(shí)先建立一個(gè)正方形網(wǎng)格(每個(gè)小正方形邊長(zhǎng)為1),再在網(wǎng)格中畫出格點(diǎn)(即三個(gè)頂點(diǎn)都在小正方形的頂點(diǎn)處),如圖所示.這樣不需求的高,而借用網(wǎng)格就能計(jì)算出它的面積.我們把上述求面積的方法叫做構(gòu)圖法.
(1)若三邊的長(zhǎng)分別為,,(),請(qǐng)運(yùn)用構(gòu)圖法求出的面積;
(2)若三邊的長(zhǎng)分別為,,(,,且),試運(yùn)用構(gòu)圖法求出的面積;
(3)已知,都是正數(shù),,求的最小值.
答案:(1);
(2)
(3)
【解析】
分析:
(1)用三角形所在的長(zhǎng)方形的面積減去四個(gè)直角三角形的面積即可;
(2)先畫出圖形,然后再用三角形所在的長(zhǎng)方形的面積減去四個(gè)直角三角形的面積即可;
(3)由題意可得已知,,,,,當(dāng)在一條直線上時(shí),最小,過點(diǎn)A作AF∥BD,交ED延長(zhǎng)線于點(diǎn)F,可得,,最后運(yùn)用勾股定理解答即可.
(1)
解:構(gòu)造所示,
.
(2)
解:構(gòu)造所示,
.
(3)
解:如圖,已知,,,,,當(dāng)在一條直線上時(shí),最小,過點(diǎn)A作AF∥BD,交ED延長(zhǎng)線于點(diǎn)F,
∴,,
∴,
∴AC+CE的最小值為,
即的最小值為.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了勾股定理、求三角形的面積等知識(shí)點(diǎn),靈活應(yīng)用相關(guān)知識(shí)成為解答本題的關(guān)鍵.
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