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动点最值问题解法探析
一、问题原型:
如图1-1,要在燃气管道上修建一个泵站,分别向么地方,可使所用的输气管线最短?
这个“确定最短路线〞问题,是一个利用轴对称解决极值的经典问题。解这类问题 二、基本解法:
对称共线法。利用轴对称变换,将线路中各线段映射到同一直线上〔线路长度不变〕,确定动点位置,计算线路最短长度。
三、一般结论:
(
在线段
上时取等号)〔如图1-2〕
、
两镇供气,泵站修在管道的什
线段和最小,常见有三种类型:
〔一〕“|定动|+|定动|〞型:两定点到一动点的距离和最小
通过轴对称,将动点所在直线同侧的两个定点中的其中一个,映射到直线的另一侧,当动点在这个定点的对称点与另一定点的线段上时,由“两点之间线段最短〞可知线段和的最小值,最小值为定点线段的长。
1.两个定点+一个动点。
如图1-3,作一定点
关于动点
所在直线的对称点位置,最小距离和
,线段。
是
的中点,
是
〔
是另一定点〕
与的交点即为距离和最小时动点
例1〔20XXXX省中考题〕如图2,正方形的边长为,
对角线上一动点,则的最小值是。解析:与关于直线
对称,连结则
,则。连结
,在中,,,
.
.
故
例2 〔20XXXX市中考题〕如图3,已知:抛物线为
,与轴交于
、
两点,与轴
交于点
,其中
的最小值为
的对称轴
,。
〔1〕
求这条抛物线的函数表达式; 〔2〕已知在对称轴上存在一点解析:〔1〕对称轴为
,,使得
的周长最小,请求出点,由对称性可知:
的坐标。 、
、
。根据
三点坐标,利用待定系数法,可求得抛物线为:
〔2〕
与
关于对称轴
对称,连结
,
与对称轴交点即为所求
点。
设直线解析式为:。把、代入得,。
当时,
2.两个定点+两个动点。
,则
两动点,其中一个随另一个动〔一个主动,一个从动〕,并且两动点间的距离保持不变。用平移方法,可把两动点变成一个动点,转化为“两个定点和一个动点〞类型来解。
例3 如图4,河岸两侧有
、两个村庄,为了村民出行方便,计划在河上修一座桥,
桥修在何处才能两村村民来往路程最短?
.
.
解析:设桥端两动点为直于河岸。
将
向上平移河宽长到为平行四边形,
来往
、
两村最短路程为:
、,那么点随点而动,等于河宽,且垂
,线段与XX岸线的交点即为桥端点位置。四边形值最小。那么
,此时
。 的顶点,
为边
例4(20XXXX市中考)在平面角坐标系中,矩形分别在轴、〔1〕若〔2〕若求点
,
轴的正半轴上,
上的一个动点,当为边
上的两个动点,且
,
在坐标原点,顶点的中点。
的坐标;
、
为边,
的周长最小时,求点
,当四边形
的周长最小时,
的坐标。
解析:作点〔1〕连接
关于轴的对称点交轴于点
,连接
,则,此时
,
的周长最小。由
。
可知〔2〕将
,那么
向左平移2个单位〔
、
到动点
〕到
,则点,定点
、
。
分别到动点
、
的距
离和等于为定点的距离和,即。从而把“两个定
点和两个动点〞类问题转化成“两个定点和一个动点〞类型。
在
上截取。此时
,连接
交轴于
,四边形
为平行四边形,的周长最小。
值最小,则四边形
由、可求直线解析式为,当时,,即,
则。〔也可以用〔1〕中相似的方法求坐标〕
.
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