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最新中考数学之_线段和(差)的最值问题

最新中考数学之_线段和(差)的最值问题
最新中考数学之_线段和(差)的最值问题

求线段和(差)的最值问题

【知识依据】:1.线段公理——两点之间,线段最短;2.对称的性质——①关于一条直线对称的两个图形全等;②对称轴是两个对称图形对应点连线的垂直平分线;3.三角形两边之和大于第三边;4.三角形两边之差小于第三边。5、垂直线段最短 一、已知两个定点:

1、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 ’ 是关于直线m 的对称点。

2、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:

m

m A

B

m A

B

m n m

n

(2)一个点在内侧,一个点在外侧:

(3)两个点都在内侧:

(4)、台球两次碰壁模型

变式一: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.

变式二: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

m A

n

n

n

m

二、一个动点,一个定点: (一)动点在直线上运动:

点B 在直线n 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B ) 1、两点在直线两侧:

2、两点在直线同侧:

(二)动点在圆上运动

点B 在⊙O 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B ) 1、点与圆在直线两侧:

2、点与圆在直线同侧:

m n

m n

m n

m

m

m

m

m

三、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。(原理用平移知识解) (1)点A 、B 在直线m 两侧:

过A 点作AC ∥m,且AC 长等于PQ 长,连接BC,交直线m 于Q,Q 向左移动PQ 长,即为P 点,此时P 、Q 即为所求的点。 (2)点A 、B 在直线m 同侧:

四、求两线段差的最大值问题(运用三角形两边之差小于第三边) 1、在一条直线m 上,求一点P ,使PA 与PB 的差最大; (1)点A 、B 在直线m 同侧:

(2)点A 、B 在直线m 异侧:

过B 作关于直线m 的对称点B ’,连接AB ’交点直线m 于P,此时PB=PB ’,PA-PB 最大值为AB ’

B

m

m

m

m

Q m Q

一、在线段之和的最值问题中酝酿与构建,借用线段公理求解

例1 (湖北荆门)如图,MN是半径为1的⊙O的直径,点A在⊙O上,∠AMN =30°,B为AN弧的中点,P是直径MN上一动点,则PA+PB的最小值为( )

A 2

B

C 1

D 2

解析:PA+PB的线段之和最小值求法的依据是“平面几何中,两点之间线段最短”的数学模型与原理,故可作B关于MN的对称点是H,连接AH交MN于点P,AH的长就是PA+PB的线段之和的最小值,借助圆圆周角定理,可知根据∠AOH=90°,巧妙构造Rt△OAH,根据题意运用勾股定理可求出AH=,所以PA+PB的

最小值为故选B。

点评:本题是课本著名原题“泵站问题”的变形与应用,解决本题的关键做出点B或A关于MN的对称点,然后利用线段垂直平分线的性质和两点之间线段最短,并借助圆心角和圆周角的关系,构造直角三角形运用勾股定理计算最小值来解决问题.不管在什么背景图中,有关线段之和的最短问题,常化归与转化为线段公理“两点之间,线段最短”。而化归与转化的方法大都是借助于“轴对称点”。

例2 圆锥底面半径为10cm,高为10cm,

(1)求圆锥的表面积;

(2)若一只蚂蚁从底面一点A出发绕圆锥一周回到SA上一点M处,且SM=3AM,求它所走的最短距离。

思路点拨:利用底面半径、高及母线组成的直角三角形构造勾股定理求出母线长,进而借助扇形面积公式求出表面积;蚂蚁在圆锥表面上行走一圈,而圆锥侧面展开后为扇形,故可在展开图(扇形)上求点A到M的最短距离(即AM的长)。

解析:(1)圆锥的母线长SA=,圆锥侧面展开图扇形的

弧长,

侧,S

=,

∴S

表= S

+ S

= 。

(2)沿母线SA将圆锥的侧面展开,得圆锥的侧面展开图,则线段AM的长就是蚂蚁所走的最短距离,由(1)知,弧AA′= ,

,又SA′= AS=,SM=3A′M,∴SM=,∴

在Rt⊿ASM中,,所以蚂蚁所走的最短距离是50cm.

点评:对于立体图形中要计算圆锥曲面上两点之间的最短距离,一般把立体的圆锥的侧面展开成扇形,转化为平面图形借助线段公理计算。将立体图形转化为平面图形是初中阶段常用的基本方法与思想。

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骨髓

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本题分值: 4.0

用户未作答

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