轴对称:最短路径问题【知识导图】1.两点之间,线段最短。
2.三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边。
3.线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等。
求直线异侧的两点到直线上一点距离的和最小的问题讲解内容:只要连接这两点,所得线段与直线的交点即为所求的位置。
讲解内容:只要找到其中一个点关于这条直线的对称点,连接对称点与另一个点,所得线段与该直线的交点即为所求的位置。
如图所示,点A ,B 分别是直线l 同侧的两个点,在l 上找一个点C ,使CA +CB 最短【答案】作点B 关于直线l 的对称点B',连接AB'与l 交于点C ,则点C 为所求的点。
【解析】在直线l 上任取不同于C 点的C'点,连接AC’,BC’∵点B 和B'关于直线l 对称∴CB=CB’、C'B=C'B'∴CA+CB=CA+CB'=AB'∵CA+CB’<C'A+C'B'∴AB'=CA+CB<C'A+C'B'一、导入考点1 二、知识讲解考点2 三 、例题精析例题1如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN,桥造在何处可使从A到B的路径AM+NB最短?(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直)【答案】1.将点A沿垂直与河岸的方向平移一个河宽到A',2.连接A'B交河对岸于点N,则点N为建桥的位置,MN为所建的桥。
【解析】由平移的性质,得 AM∥A'N且AM=A'N, MN=M'N',AM'∥A'N',AM'=A'N' 所以A、B两地的距:AM+MN+BN=AA'+A'N+NB=AA'+A'B若桥的位置建在M'N'处,则AB两地的距离为: AM'+M'N'+N'B=A'N'+M'N'+N'B 在△A'N'B中,∵A'N'+N'B>A'B ,M'N'=AA'∴M'N'+A'N'+N'B>AA'+A'B所以桥的位置建在MN处,AB两地的路程最短。
如图A是锐角∠MON内部任意一点,在∠MON的两边OM,ON上各取一点B,C,组成三角形,使三角形周长最小.2例题3【答案】分别作点A关于OM,ON的对称点A′,A″;连接A′A″,分别交OM,ON于点 B、点C,则点B、点C即为所求【解析】若点取在B'、C'处∵A和A'关于OM对称,A和A''关于ON对称∴AB=A'B,AC=A''C,A'B'=AB',AC'=A''C'∴△ABC的周长=AB+BC+CA=A'B+BC+A''C=A'A''.,△AB'C'的周长=AB'+B'C'+C'A=A'B'+B'C'+C'A''>A'A'',∴A'A''长度最小,∴点B和点C即为使三角形周长最小的点。
如图所示,点A,B分别是直线l上异侧的两个点,在l上找一个点C,使CA+CB最短。
【答案】连接AB与l交于点C,点C即为所求的点。
【解析】两点之间线段最短ABC△l例题4如图,牧童在A处放马,其家在B处,A、B到河岸的距离分别为AC和BD,且AC=BD,则牧童从A处把马牵到河边饮水再回家,则选在哪处饮马使总距离最短。
【答案】作点A关于CD的对称点A′,连接A'B,交CD于点M,则M点即为使饮马总距离最短的点。
【解析】在直线CD上任取不同于M点的M'点,连接A'M'、AM'.∵点A和A'关于直线CD对称∴AM'=A'M',AM=A'M,AM+MB=A'M+MB=A'B,AM'+M'B=A'M'+M'B>A'B∴选在M点处饮马使总距离最短。
如图,正方形ABCD,AB边上有一点E,AE=3,EB=1,在AC上有一点P,使EP+BP为最短.【答案】连接DE交AC于点P,则DE=EP+BP最短。
【解析】在AC上任取不同于P点的P'点∵点B和点D关于直线AC对称∴DP=BP,DP'=BP'∴EP+BP=EP+DP=DE,EP'+BP'=EP'+DP'∵EP'+DP'>DE∴EP'+BP'>EP+BP,∴点取在P处时EP+BP为最短例题5例题6如图,点P、Q为△ABC的边AB、AC上的两定点,在BC上求做一点M,使△PQM的周长最短【答案】作点P关于线段BC所在直线的对称点P',连接P'Q交BC于点M,则点M即为所求的点。
【解析】在BC上任取不同于M点的M'点,连接PQ、PM、PM'、P'M'、M'Q,∵点P和P'关于BC所在的直线对称,∴PM=P'M,PM'=P'M',∴△PQM的周长=PM+MQ+QP=P'M+MQ+QP=P'Q+QP,若点区在M'处,△PQM'的周长=PM'+M'Q+QP=P'M'+M'Q+QP,∵P'M'+M'Q>P'Q∴P'M'+M'Q+QP>P'Q+QP,∴△PQM'的周长>△PQM的周长,∴点取在M处使△PQM'的周长最短。
例题7某班举行晚会,桌子摆成两直条(如图中的AO,BO),AO桌面上摆满了桔子,OB桌面上摆满了糖果,坐在C处的学生小明先拿桔子再拿糖果,然后回到座位,请你帮助他设计一条行走路线,使其所走的总路程最短?【答案】作法:1.作点C关于直线 OA的对称点点D,2.作点C关于直线 OB的对称点点E,3.连接DE分别交直线OA、OB于点M、N,则CM+MN+CN最短【解析】在OA、OB上任取不同于点M、点N的点M'和点N’,连接CM、CM'、DM'、CN、CN'、EN'、M'N'∵点C和D关于射线OA对称,C和E关于射线OB对称,∴CM=DM,CM'=DM'、CN=EN、CN'=EN'∴CM+MN+CN= DM+MN+EN=DE,CM'+CN'+ M'N'= DM'+ EN'+M'N'∵DM'+ EN'+M'N'> DE∴CM'+CN'+ M'N'> CM+MN+CN∴CM+MN+CN最短。
如图,两点P、Q在锐角∠AOB内,分别在OA、OB上求作点M、N,使PM+MN+QN最短8例题9【答案】分别作点P点Q关于直线OA、OB的对称点P'、Q',连接P'Q'分别交射线OA、OB 于点M、N,则点M、N即为所求的点。
【解析】在射线OA、OB上任取不同于点M、点N的点M'和点N’,连接PM、PM'、P'M'、QN、QN'、Q'N',∵点P和P'关于射线OA对称,Q和Q'关于射线OB对称,∴PM=P'M,PM'=P'M',QN=Q'N,QN'=Q'N'∴PM+MN+QN=P'M+MN+Q'N=P'Q'PM'+M'N'+QN'=P'M'+M'N'+Q'N'>P'Q'∴PM'+M'N'+QN'>PM+MN+QN∴点M、点N即为使PM+MN+QN 最短的点。
1.如图,点P是直线a外一点,PB⊥a,点A,B,C,D都在直线a上,下列线段中最短的是()A.PA B.PB C.PC D.PD2.如图,l为河岸(视为直线),要想开一条沟将河里的水从A处引到田地里去,则应从河边l的何处开口才能使水沟最短,找出开口处的位置并说明理由.四、课堂运用基础3.已知,如图,在直线l的同侧有两点A,B.(1)在图1的直线上找一点P,使PA+PB最短;(2)在图2的直线上找一点P,使PA-PB最长.答案与解析1.B2解:图略.理由:垂线段最短.3解:(1)作点B关于直线l的对称点C,连接AC交直线l于点P,连接BP.点P即为所求.图略.(2)连接AB并延长,交直线l于点P.图略.1.某中学八(2)班举行文艺晚会,桌子摆成如图所示两直排(图中的AO,BO),AO桌面上摆满了橘子,OB桌面上摆满了糖果,站在C处的学生小明先拿橘子再拿糖果,然后到D处座位上,请你帮助他设计一条行走路线,使其所走的总路程最短.2.如图,村庄A,B位于一条小河的两侧,若河岸a,b彼此平行,现在要建设一座与河岸垂直的桥CD,问桥址应如何选择,才能使A村到B村的路程最近?答案与解析1.解:如图.作法:①作点C关于OA的对称点C1,点D关于OB的对称点D1;②连接C1D1,分别交OA,OB于点P,Q,连接CP,DQ,那么小明沿C→P→Q→D的路线行走,所走的总路程最短.2解:①过点A作AP⊥a,并在AP上向下截取AA′,使AA′的长等于河的宽度;②连接A′B交b于点D;③过点D作DE∥AA′交a于点C;④连接AC.则CD即为桥的位置.图略.提升1如图,四边形ABCD中,∠BAD=120°,∠B=∠D=90°,在BC,CD上分别找一点M,N,使△AMN周长最小,求∠AMN+∠ANM的度数.2.在直角坐标系中有四个点, A(-8,3),B(-4,5)C(0,n),D(m,0),当四边形ABCD周长最短时,求m n。