专题6 轴对称之最短路径
破解策略
用轴对称思想解决线段最值问题是常用的方法,本质是利用三角形三边关系解决问 题.常见的题型有:
1.已知:在直线l同恻有A.B两点,在l上找一点P,使得AP+PB最小.
B A
作法:如图.作点A关于直线l的对称点A’,连结A'B,与直线,的交点就是点P
2.已知:在直线l同侧有A,B两点,在l上找一点P,使得|AP-PB|最小
作法:如图,连结AB,作线段AB的垂甫平分线.与直线l的交点就是点P
3.已知:在直线l同侧有A,B两点,在l上找一点P.使得|AP-PB|最大
B A P l
A' A P l
B l
作法:如图,连结BA并延长,与直线,的交点就是点P
4.已知:在直线l同侧有A,B两点.在l上找两点C,D(其中CD的长度固定,等于 所给线段d),使得AC+CD+DB最小,
作法:如图,先将点A向右平移口个单位长度到点A',作A'关于直线l的对称点A\, 连结A\B,与直线l的交点就是点D.连结A'D,过点A作AC∥A'D,交直线l于点C.则 此时AC'+CD+DB最小.
5.已知:在?MON内有一点P,在边ON,OM上分别找点Q,R,使得PQ+QR+RP最
A C A\ A' D B l
a
A
l
B P A B l B A
l
小.
作法:如图,分别作点P关于射线OM的对称点P',P\,连结P'P\,与射线ON, OM的交点就是点Q,R.
6.已知:在?MON内有一点P,在边OM,ON上分别找点R,Q.使得PR+QR最小
M
O
作法:如图,作点P关于射线OM的对称点P',作P'Q?ON,垂足为Q,P'Q与射线ON的交点就是R.
N P O P\R M P O N
M P Q P' N
O P' R M P Q
N
7.已知:在?MON内有两点P,Q,在边OM,ON上分别找点R,S.使得PR+RS+SQ最小.
作法:如图,作点P关于射线OM的对称点P',作点Q关于射线ON的对称点Q',连 纳P'Q'.与射线OM,ON的交点就是R,S. 例题讲解
例1 (1)如图1,等边△ABC中,AB=2,E是AB的中点,AD是高,在AD上作出点P,使BP+EP的值最小,并求BP+PE的最小值.
O P' R M P Q S Q' N O M P Q N
(2)如图2,已知⊙O的直径CD为2,AC的度数为60°,点B是AC的中点,在直径CD上作出点P,使BP+AP的值最小,并求BP+AP的最小值.
(3)如图3,点P是四边形ABCD内一点,BP=m,∠ABC=α,分别在边AB,BC上作出点M,N,使△PMN的周长最小,并求出这个最小值(用含m,α的代数式表示).
ABAECOBCBDPCADD
图1 图2 图3
解
ABEPBCCEDDBAEMHNFCDAPO
(1)3(作法是:作点B关于AD的对称点,恰好与点C重合,连接CE交AD于一点,
这点就是所求的点P); (2)2(作法是:作点B关于CD的对称点E,连接AE交CD于一点,这点就是所求
的点P);
(3)分别作点P关于边AB,BC的对称点E,F,连结EF,分别与边AB,BC交于点M,N,线段EF的长度即为△PMN的周长的最小值. 如图,连结BE,BF,
∠EBF=2∠ABC=2α,BE=BF=BP=m. 过点B作BH⊥EF于点H, 所以∠EBH=
12∠EBF=α,EH=FH.
EHBE在Rt△BEH中,sinα=,
所以EH=BE·sinα=m·sinα, 所以EF=2m·sinα,
即PM+PN+MN=EF=2m·sinα.
例2 如图,在平面直角坐标系xOy中,分别以点A(2,3),B(3,4)为圆心,以1,3为半径作⊙A,⊙B,M,N分别是⊙A,⊙B上的动点,点P为x轴上的动点,求PM+PN的最小值.
yByBAMOPNOAMNPM'A'xx
解 如图,作⊙A关于x轴的对称图形⊙A′,连结A′B,与x轴交于点P,与⊙A′交点为M′,与⊙B交点为N,连结PA,PA与⊙A交点为M,则此时PA+PB值最小,从而PM+PN值也最小,最小值为线段M′N的长.
如图,易得A′(2,-3),由两电间距离公式得A′B=5故M′N=522.
-4,即PM+PN=52-4.
例3 如图1,等边△ABC的边长为6,AD,BE是两条边上的高,点O为其交点. P,N 分别是BE,BC上的动点.
AAEPBODCBQNPODENC
图1 图2
所以EH=BE·sinα=m·sinα, 所以EF=2m·sinα,
即PM+PN+MN=EF=2m·sinα.
例2 如图,在平面直角坐标系xOy中,分别以点A(2,3),B(3,4)为圆心,以1,3为半径作⊙A,⊙B,M,N分别是⊙A,⊙B上的动点,点P为x轴上的动点,求PM+PN的最小值.
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解 如图,作⊙A关于x轴的对称图形⊙A′,连结A′B,与x轴交于点P,与⊙A′交点为M′,与⊙B交点为N,连结PA,PA与⊙A交点为M,则此时PA+PB值最小,从而PM+PN值也最小,最小值为线段M′N的长.
如图,易得A′(2,-3),由两电间距离公式得A′B=5故M′N=522.
-4,即PM+PN=52-4.
例3 如图1,等边△ABC的边长为6,AD,BE是两条边上的高,点O为其交点. P,N 分别是BE,BC上的动点.
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图1 图2
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