资料简介
“将军饮马”类题型大全
一.求线段和最值
1(一)两定一动型
例 1:
如图, AM⊥EF,BN⊥EF,垂足为 M、N,MN=12m,AM=5m,BN=4m, P 是 EF 上
任意一点,则 PA+PB 的最小值是______m.
分析:
这是最基本的将军饮马问题,A,B 是定点,P 是动点,属于两定一动将军饮马
型,根据常见的“定点定线作对称”,可作点 A 关于 EF 的对称点 A’,根据两
点之间,线段最短,连接 A’B,此时 A’P+PB 即为 A’B,最短.而要求 A’B,
则需要构造直角三角形,利用勾股定理解决.
解答:
作点 A 关于 EF 的对称点 A’,过点 A’作 A’C⊥BN 的延长线于 C.易知 A’M=
AM=NC=5m,BC=9m,A’C=MN=12m,在 Rt△A’BC 中,A’B=15m,即 PA+PB
的最小值是 15m.
变式:
如图,在边长为 2 的正三角形 ABC 中,E,F,G 为各边中点,P 为线段 EF 上一
动点,则△BPG 周长的最小值为_________.分析:
考虑到 BG 为定值是 1,则△BPG 的周长最小转化为求 BP+PG 的最小值,又是两
定一动的将军饮马型,考虑作点 G 关于 EF 的对称点,这里有些同学可能看不出
来到底是哪个点,我们不妨连接 AG,则 AG⊥BC,再连接 EG,根据“直角三角形
斜边中线等于斜边的一半”,可得 AE=EG,则点 A 就是点 G 关于 EF 的对称
点.最后计算周长时,别忘了加上 BG 的长度.
解答:
连接 AG,易知 PG=PA,BP+PG=BP+PA,当 B,P,A 三点共线时,BP+PG=
BA,此时最短,BA=2,BG=1,即△BPG 周长最短为 3.
2
(二)一定两动型
例 2:
如图,在△ABC 中,AB=AC=5,D 为 BC 中点,AD=5,P 为 AD 上任意一点,E
为 AC 上任意一点,求 PC+PE 的最小值.分析:
这里的点 C 是定点,P,E 是动点,属于一定两动的将军饮马模型,由于△ABC
是等腰三角形,AD 是 BC 中线,则 AD 垂直平分 BC,点 C 关于 AD 的对称点是点
B,PC+PE=PB+PE,显然当 B,P,E 三点共线时,BE 更短.但此时还不是最短,
根据“垂线段最短” 只有当 BE⊥AC 时,BE 最短.求 BE 时,用面积法即可.
解答:
作 BE⊥AC 交于点 E,交 AD 于点 P,易知 AD⊥BC,BD=3,BC=6,
则 AD·BC=BE·AC,
4×6=BE·5,BE=4.8
变式:
如图,BD 平分∠ABC,E,F 分别为线段 BC,BD 上的动点,AB=8,△ABC 的周长
为 20,求 EF+CF 的最小值________.
分析:
这里的点 C 是定点,F,E 是动点,属于一定两动的将军饮马模型,我们习惯于“定
点定线作对称”,但这题这样做,会出现问题.因为点 C 的对称点 C’必然在 AB
上,但由于 BC 长度未知,BC’长度也未知,则 C’相对的也是不确定点,因此
我们这里可以尝试作动点 E 关于 BD 的对称点.
解答:如图,作点 E 关于 BD 的对称点 E’,连接 E’F,则 EF+CF=E’F+CF,当
E’,F,C 三点共线时,E’F+CF=E’C,此时较短.过点 C 作 CE’’⊥AB 于
E’’,当点 E’ 与点 E’’重合时,E’’C 最短,E’’C 为 AB 边上的高,
E’’C=5.
(三)两定两动型
例 3:
如图,∠AOB=30°,OC=5,OD=12,点 E,F 分别是射线 OA,OB 上的动点,
求 CF+EF+DE 的最小值.
分析:
这里的点 C,点 D 是定点,F,E 是动点,属于两定两动的将军饮马模型,依旧
可以用“定点定线作对称”来考虑.作点 C 关于 OB 的对称点,点 D 关于 OA 的
对称点.
解答:
作点 C 关于 OB 的对称点 C’,点 D 关于 OA 的对称点 D’,连接 C’D’. CF+EF
+DE= C’F+ EF+ D’E,当 C’,F, E,D’四点共线时,CF+EF+DE=
C’D’最短.易知∠D’OC’=90°,OD’=12,OC’=5,C’D’=13,CF+EF
+DE 最小值为 13.变式:
(原创题)如图,斯诺克比赛桌面 AB 宽 1.78m,白球 E 距 AD 边 0.22m,距 CD
边 1.4m,有一颗红球 F 紧贴 BC 边,且距离 CD 边 0.1m,若要使白球 E 经过边
AD,DC,两次反弹击中红球 F,求白球 E 运动路线的总长度.
分析:
本题中,点 E 和点 F 是定点,两次反弹的点虽然未知,但我们可以根据前几题
的经验作出,即分别作点 E 关于 AD 边的对称点 E’,作点 F 关于 CD 边的对称点
F’,即可画出白球 E 的运动路线,化归为两定两动将军饮马型.
解答:
作点 E 关于 AD 边的对称点 E’,作点 F 关于 CD 边的对称点 F’,连接 E’F’,
交 AD 于点 G,交 CD 于点 H,则运动路线长为 EG+GH+HF 长度之和,即 E’F’
长,延长 E’E 交 BC 于 N,交 AD 于 M,易知 E’M=EM=0.22m,E’N=1.78+
0.22=2m,NF’=NC+CF’=1.4+0.1=1.5m,则 Rt△E’NF’中,E’F’=
2.5m,即白球运动路线的总长度为 2.5m.小结:
以上求线段和最值问题,几乎都可以归结为“两定一动”“一定两动”“两
定两动”类的将军饮马型问题,基本方法还是“定点定线作对称”,利用“两
点之间线段最短”“垂线段最短”的 2 条重要性质,将线段和转化为直角三角
形的斜边,或者一边上的高,借助勾股定理,或者面积法来求解.
当然,有时候,我们也需学会灵活变通,定点对称行不通时,尝试作动点
对称.
(二)求角度
例 1:
P 为∠AOB 内一定点,M,N 分别为射线 OA,OB 上一点,当△PMN 周长最小时,∠MPN
=80°.
(1)∠AOB=_____°
(2)求证:OP 平分∠MPN
分析:
这又是一定两动型将军饮马问题,我们应该先将 M,N 的位置找到,再来思考
∠AOB 的度数,显然作点 P 关于 OA 的对称点 P’,关于 OB 的对称点 P’’,连
接 P’P’’,其与 OA 交点即为 M,OB 交点即为 N,如下图,易知∠DPC 与∠AOB
互补,则求出∠DPC 的度数即可.
解答:
(1)法 1:
如图,∠1+∠2=100°,∠1=∠P’+∠3=2∠3,∠2=∠P’’+∠4=
2∠4,则∠3+∠4=50°,∠DPC=130°,∠AOB=50°.
再分析:考虑到第二小问要证明 OP 平分∠MPN,我们就连接 OP,则要证∠5=∠6,显然
很困难,这时候,考虑到对称性,我们再连接 OP’,OP’’,则∠5=∠7,∠6=
∠8,问题迎刃而解.
解答:
(1)法 2:
易知 OP’=OP’’,∠7+∠8=∠5+∠6=80°,∠P’OP’’=100°,由对
称性知,∠9=∠11,∠10=∠12,∠AOB=∠9+∠10=50°
(2)
由 OP’=OP’’,∠P’OP’’=100°知,∠7=∠8=40°,∠5=∠6=40°,
OP 平分∠MPN.
变式:
如图,在五边形 ABCDE 中,∠BAE=136°,∠B=∠E=90°,在 BC、DE 上分别
找一点 M、N,使得△AMN 的周长最小时,则∠AMN+∠ANM 的度数为________.
分析:
这又是典型的一定两动型将军饮马问题,必然是作 A 点关于 BC、DE 的对称点 A′、
A″,连接 A′A″,与 BC、DE 的交点即为△AMN 周长最小时 M、N 的位置.
解答:
如图, ∵∠BAE=136°,
∴∠MA′A+∠NA″A=44°
由对称性知,
∠MAA′=∠MA′A,
∠NAA″=∠NA″A,
∠AMN+∠ANM
=2∠MA′A+2∠NA″A=88°
思考题:
1.(2017·安顺)如图所示,正方形 ABCD 的边长为 6,△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 的和最小,则这个最
小值为_______.
2.(2017·安徽改编)如图,在矩形 ABCD 中,AB=4,AD=3.P 为矩形 ABCD 内一
点,若矩形 ABCD 面积为△PAB 面积的 4 倍,则点 P 到 A,B 两点距离之和 PA+PB
的最小值为________.
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