平面几何图形中的最值问题是近几年中考常见的题型,此类题型常让考生无从下手。今日许多分老师把常见的最值问题的解法呈现给大家,帮助大家提高解决这类问题的能力。
几何图形中的常见最值问题大概有四大类型:轴对称变换中的最值问题、利用垂线段最短解决的最值问题、三角形三边关系的最短路径问题、平面展开图中的最值问题。
第一、轴对称变换中的最值问题
1、例题展示:点A、点B在直线l两侧,在直线l上找一点P,使PA+PB值最小。
分析:根据两点之间线段最短,点P既在直线l上又在线段AB上,PA+PB值最小。
解题过程如下:
2、例题展示:点A、点B在直线l同侧,在直线l上找一点P,使PA+PB值最小。
分析:利用轴对称的性质找一个点E,使得PE=PB,因而PA+PB=PA+PE,要使PA+PB最小,只要PA+PE最小,因此只要P、A、E三点共线即可。
解题过程如下:
3、例题展示:
解题过程如下:
4、例题展示:已知坐标系中A(1,2),B(4,1),在y轴上找一点C,在x轴上找一点D,使四边形ACDB的周长最小,则点C的坐标为_________,点D的坐标为_____________。
分析:本题两个动点C、D,要使四边形ACDB的周长最小,只要AC+CD+BD+AB的值最小,而AB是一个定值,只要AC+CD+BD最小。作点A关于y轴的对称点E,作点B关于x轴的对称点F,则AC=EC,BD=FD,AC+CD+BD=EC+FD+CD,只要E、C、D、F共线,则EA+FD+CD最小,从而AC+CD+BD最小。
解题过程如下:
二、利用垂线段最短解决最短路径问题
1、例题展示:求点P到直线l的最短路径。
分析:根据垂线段最短,P到直线l最短的距离是点P到直线l的垂线段的长。
解答过程如下:
2、例题展示:如图,在平面直角坐标系xoy中,直线AB经过点A(-4,0)、B(0,4),⊙O的半径为1(O为坐标原点),点P在直线AB上,过点P作⊙O的一条切线PQ,Q为切点,则切线长PQ的最小值为__________。
解题过程如下:
三、三角形三边关系的最短路径问题
1、例题展示:如图,E,F是正方形ABCD的边AD上的两个动点,满足AE=DF,链接CF交BD于点G,连接BE交AG于点H,若正方形的边长为2,则线段DH长度的最小值是_______ 。
解题过程如下:
2、例题展示:
解题过程如下:
四、平面展开图中的最值问题
我们常常遇到蚂蚁从一个几何体的一个侧面上一个点,绕过侧面走到另一个点,怎样走最近的问题。通常将曲面展平,转化为两点之间线段最短、垂线段最短问题,从而将曲面的最短路径问题转化为平面最短路径问题。
1、例题展示:如图,透明的圆柱形容器(容器厚度忽略不计)的高为12cm,底面周长为10cm,在容器内壁离容器底部3cm的点B处有一饭粒,此时一只蚂蚁正好在容器外壁,且离容器上沿3cm的点A处,则蚂蚁吃到饭粒需爬行的最短路径为___________
分析:这是一个蚂蚁爬行的最短路径问题,将圆柱的侧面展平,得到一个矩形。蚂蚁从容器外壁爬到容器内壁最短,就是蚂蚁沿圆柱侧面爬到容器顶经过某一个点P,再爬到点A的最短路径,实际上就是在一边DE上找一点P,使PA1+PB最小。根据轴对称——最短路径问题的作图步骤得蚂蚁沿线段BA2最短,根据勾股定理可得BA2的长。
解题过程如下:
小结:在解决几何最值问题当中用到了数学中的化归思想、数形结合思想。解决这类问题需要同学们理解书本上的原理:两点之间线段最短、垂线段最短、三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边。