专题复习——求最短路径问题
最短路径问题在中考中出现的频率很高,这类问题一般与垂线段最短、两点之间线段最短关系密切.在求最短路线时,一般我们先用“对称”的方法化成两点之间的最短距离问题,而两点之间直线段最短,从而找到所需的最短路线.像这样将一个问题转变为一个和它等价的问题,再设法解决,是数学中一种常用的重要思想方法.
类型1 利用“垂线段最短”求最短路径问题
如图所示,AB 是一条河流,要铺设管道将河水引到C ,D 两个用水点,现有两种铺设管道的方案.方案一:分别过C ,D 作AB 的垂线,垂足分别为E ,F ,沿CE ,DF 铺设管道;方案二:连接CD 交AB 于点P ,沿PC 、PD 铺设管道.问:这两种铺设管道的方案中哪一种更节省材料,为什么?
【思路点拨】 方案一管道长为CE +DF ,方案二管道长为PC +PD ,利用垂线段最短即可比较出大小.
本题易错误的利用两点之间线段最短解决,解答时需要准确识图,找到图形对应的知识点.
1.如下左图,点A 的坐标为(-1,0),点B(a ,a),当线段AB 最短时,点B 的坐标为( )
A .(0,0)
B .(22,-22)
C .(-22,-22)
D .(-12,-12
)
2.在直角坐标系中,点P 落在直线x -2y +6=0上,O 为坐标原点,则|OP|的最小值为( ) A.352 B .3 5 C.655 D.10
3.如上中图,在平面直角坐标系xOy 中,以原点O 为圆心的圆过点A(13,0),直线y =kx -3k +4与⊙O 交于B 、C 两点,则弦BC 的长的最小值为________.
4.如上右图,平原上有A ,B ,C ,D 四个村庄,为解决缺水问题,政府准备投资修建一个蓄水池.
(1)不考虑其他因素,请你画图确定蓄水池H 点的位置,使它到四个村庄距离之和最小;
(2)计划把河水引入蓄水池H 中,怎样开渠最短并说明根据.
类型2 利用“两点之间线段最短”求最短路径问题
(1)如图1,直线同侧有两点A ,B ,在直线MN 上求一点C ,使它到A 、B 之和最小;(保留作图痕迹不写作法)
(2)知识拓展:如图2,点P在∠AOB内部,试在OA、OB上分别找出两点E、F,使△PEF 周长最短;(保留作图痕迹不写作法)
(3)解决问题:①如图3,在五边形ABCDE中,在BC,DE上分别找一点M,N,使得△AMN 周长最小;(保留作图痕迹不写作法)
②若∠BAE=125°,∠B=∠E=90°,AB=BC,AE=DE,∠AMN+∠ANM的度数为________.
【思路点拨】(1)根据两点之间线段最短,作A关于直线MN的对称点E,连接BE交直线MN于C,即可解决;
(2)作P关于OA、OB的对称点C、D,连接CD交OA、OB于E、F,此时△PEF周长有最小值;
(3)①取点A关于BC的对称点P,关于DE的对称点Q,连接PQ与BC相交于点M,与DE 相交于点N,PQ的长度即为△AMN的周长最小值;
②根据三角形的内角和等于180°求出∠P+∠Q,再根据三角形的外角以及三角形内角和知识运用整体思想解决.
“两点(直线同侧)一线型”在直线上求一点到两点的和最短时,利用轴对称的知识作一点关于直线的对称点,连接对称点与另一点与直线的交点就是所求的点;“一点两线型”求三角形周长最短问题,作点关于两直线的对称点,连接两个对称点与两直线分别有两个交点,顺次连接所给的点与两交点即可得三角形;“两点两线型”求四边形的周长最短类比“一点两线型”即可.
1.如下左图,正方形ABCD的面积为12,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD内,在对角线AC上有一点P,使PD+PE最小,则这个最小值为( ) A. 3 B.2 3 C.2 6
D. 6
2.如上中图,在四边形ABCD 中,∠C =50°,∠B =∠D=90°,E 、F 分别是BC 、DC 上的点,当△AEF 的周长最小时,∠EAF 的度数为( )A .50° B .60° C .70° D.80°
3.如上右图,在边长为2的等边△ABC 中,D 为BC 的中点,E 是AC 边上一点,则BE +DE 的最小值为________.
4.如下左图,∠AOB=30°,点M 、N 分别是射线OA 、OB 上的动点,OP 平分∠AOB,且OP =6,当△PMN 的周长取最小值时,四边形PMON 的面积为________.
5.菱形ABCD 在平面直角坐标系中的位置如上中图所示,顶点B(2,0),∠DOB =60°,点P 是对角线OC 上一个动点,E(0,-1),当EP +BP 最短时,点P 的坐标为____________.
6.如上右图,已知抛物线y =-1m
(x +2)(x -m)(m >0)与x 轴相交于点A ,B ,与y 轴相交于点C ,且点A 在点B 的左侧.
(1)若抛物线过点G(2,2),求实数m 的值;
(2)在(1)的条件下,在抛物线的对称轴上找一点H ,使AH +CH 最小,并求出点H 的坐标.
7.如下左图,一次函数y =-x +4的图象与反比例y =3x
(k 为常数,且k≠0)的图象交于A ,B 两点.在x 轴上找一点P ,使PA +PB 的值最小,求满足条件的点P 的坐标.
8.如上右图所示,已知点A 是半圆上的三等分点,B 是AN ︵的中点,P 是直径MN 上的一动点,
⊙O 的半径为1,请问:P 在MN 上什么位置时,AP +BP 的值最小?并给出AP +BP 的最小值.
9.如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC 的边OA 在y 轴的正半轴上,OC 在x 轴的正半轴
上,∠AOC 的平分线交AB 于点D ,E 为BC 的中点,已知A(0,4)、C(5,0),二次函数y =45
x 2+bx +c 的图象抛物线经过A ,C 两点.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)F 、G 分别为x 轴,y 轴上的动点,顺次连接D 、E 、F 、G 构成四边形DEFG ,求四边形DEFG 周长的最小值;。