1-最值基础讲义.pdf
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- 基础 讲义 下载 _一轮复习_中考复习_数学_初中
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1、 最值系列之将军饮马(一) 一、什么是将军饮马? 【问题引入】 “白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,这是唐代诗人李颀古从军行里的一句诗而由此却引申出 一系列非常有趣的数学问题,通常称为“将军饮马” 【问题描述】 如图,将军在图中点 A 处,他要带马去河边喝水,之后返回军营,问:将军怎么走能使得路程最短? A B 将军 军营 河 【问题简化】 如图,在直线上找一点 P 使得 PAPB 最小? P B A 【问题分析】 这个问题的难点在于 PAPB 是一段折线段,通过观察图形很难得出结果,关于最小值,我们知道“两 点之间,线段最短”、“点到直线的连线中,垂线段最短”等,所以此处,需转化问题,将折线
2、段变为直线 段 【问题解决】 作点 A 关于直线的对称点 A,连接 PA,则 PAPA,所以 PAPBPAPB A A B P 当 A、P、B 三点共线的时候,PAPBAB,此时为最小值(两点之间线段最短) 【思路概述】 作端点(点 A 或点 B)关于折点(上图 P 点)所在直线的对称,化折线段为直线段 折点 端点 A P B A 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 二、将军饮马模型系列 【一定两动之点点】 在 OA、OB 上分别取点 M、N,使得PMN 周长最小 M N P P N M B
3、A P O O P A B 此处 M、N 均为折点,分别作点 P 关于 OA(折点 M 所在直线) 、OB(折点 N 所在直线)的对称点,化 折线段 PMMNNP 为 PMMNNP,当 P、M、N、P共线时,PMN 周长最小 【例题】如图,P 是AOB 内任意一点,AOB30,OP8,M 和 N 分别是射线 OA 和射线 OB 上 的动点,则PMN周长的最小值为_ P O B A M N 【分析】PMN 周长即 PMPNMN 的最小值,此处 M、N 均为折点,分别作点 P 关于 OB、OA 对 称点 P、P,化 PMPNMN 为 PNMNPM P P N M A B O P 当 P、N、M、P
4、共线时,得PMN 周长的最小值,即线段 PP长,连接 OP、OP,可得OPP为 等边三角形,所以 PPOPOP8 P O B A M N P P 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 【两定两动之点点】 在 OA、OB 上分别取点 M、N 使得四边形 PMNQ 的周长最小 Q P M N B A P O QQ O P A B N M 考虑 PQ 是条定线段,故只需考虑 PMMNNQ 最小值即可,类似,分别作点 P、Q 关于 OA、OB 对 称,化折线段 PMMNNQ 为 PMMNNQ,当 P、M
5、、N、Q共线时,四边形 PMNQ 的周长最小 【一定两动之点线】 在 OA、OB 上分别取 M、N 使得 PMMN 最小 P M N B A P OO P A B N M 此处 M 点为折点,作点 P 关于 OA 对称的点 P,将折线段 PMMN 转化为 PMMN,即过点 P作 OB 垂线分别交 OA、OB 于点 M、N,得 PMMN 最小值(点到直线的连线中,垂线段最短) 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 三、几何图形中的将军饮马 【寻找几何图形中端点关于折点所在直线的对称点位置】 1正方
6、形中的将军饮马 【关于对角线对称】 如图,正方形 ABCD 的边长是 4,M 在 DC 上,且 DM1, N 是 AC 边上的一动点,则DMN 周长的 最小值是_ N M D C B A 【分析】考虑 DM 为定值,故求DMN 周长最小值即求 DNMN 最小值点 N 为折点,作点 D 关于 AC 的对称点,即点 B,连接 BN 交 AC 于点 N,此时DMN 周长最小 N A B C D M 【假装不存在的正方形】 (2019山东聊城)如图,在 RtABO 中,OBA90,A(4,4) ,点 C 在边 AB 上,且 ACCB 13,D 为 OB 的中点,P 为边 OA 上的动点,当点 P 在
7、OA 上移动时,使四边形 PDBC 周长最小的点 P 的 坐标为( ) y x P OD C B A A(2,2) B 5 ( 2 , 5) 2 C 8 (3, 8) 3 D(3,3) 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 【分析】此处点 P 为折点,可以作点 D 关于折点 P 所在直线 OA 的对称(也可以作点 C 的对称) D A B C DO P x y 【隐身的正方形】 (2017辽宁营口)如图,在ABC 中,ACBC,ACB90,点 D 在 BC 上,BD3,DC1,P 是 AB 上的
8、动点,则 PCPD 的最小值为( ) P D C B A A4 B5 C6 D7 【分析】作点 C 关于 P 点所在直线 AB 的对称点 C,当 C、P、D 共线时,PCPD 最小,最小值为 5, 故选 B C P D C B A C A B C DO P x y 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 2三角形中的将军饮马 【等边系列】 如图,在等边ABC 中,AB6, N 为 AB 上一点且 BN2AN, BC 的高线 AD 交 BC 于点 D,M 是 AD 上的动点,连结 BM,MN,则 B
9、MMN 的最小值是_ A BC D M N 【分析】M 点为折点,作 B 点关于 AD 的对称点,即 C 点,连接 CN,即为所求的最小值 A BC D M N 过点 C 作 AB 垂线,利用勾股定理求得 CN 的长为 2 倍根号 7 【隐身的等边三角形】 如图,在 RtABD 中,AB6,BAD30,D90,N 为 AB 上一点且 BN2AN,M 是 AD 上的 动点,连结 BM,MN,则 BMMN 的最小值是_ N M D B A 【分析】对称点并不一定总是在已知图形上 A BC D M N H N M D CB A 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群
10、 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 【角分线系列之点点】 (2018山东潍坊)如图,在 RtABC 中,ACB90,AC6AB12,AD 平分CAB,F 是 AC 的中点,E 是 AD 上的动点,则 CEEF 的最小值为( ) E A F CD B A3 B4 C3 3 D2 3 【分析】此处 E 点为折点,可作点 C 关于 AD 的对称,对称点 C在 AB 上且在 AB 中点,化折线段 CE EF 为 CEEF,当 C、E、F 共线时得最小值,CF 为 CB 的一半,故选 C C A F E C D B 【角分线系列之点线】 (2018辽宁营口)如图,在锐角AB
11、C 中,BC4,ABC60,BD 平分ABC,交 AC 于点 D, M、N 分别是 BD,BC 上的动点,则 CMMN 的最小值是( ) N M D C B A A3 B2 C2 3 D4 【分析】此处 M 点为折点,作点 N 关于 BD 的对称点,恰好在 AB 上,化折线 CMMN 为 CMMN N A B C D M N 因为 M、N 皆为动点,所以过点 C 作 AB 的垂线,可得最小值,选 C N M D C B A N 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 3矩形、菱形中的将军饮马 【菱
12、形高】 (2018 广西贵港)如图,在菱形 ABCD 中,AC6 2,BD6,E 是 BC 的中点,P、M 分别是 AC、 AB 上的动点,连接 PE、PM,则 PEPM 的最小值是( ) E P D C B A M A6 B3 3 C2 6 D4.5 【分析】此处 P 为折点,作点 M 关于 AC 的对称点 M,恰好在 AD 上,化折线 EPPM 为 EPPM M E P D C B A M 当 E、P、M共线时,EPPM 最小,最小值即为菱形的高,可用面积法:0.5ACBDBCEM M M A B C P E 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897
13、059879 中考满分突破读者教师群 853873521 【折点在边上】 (2017 山东菏泽)如图,矩形 ABOC 的顶点 A 的坐标为(4,5) ,D 是 OB 的中点,E 是 OC 上的一 点,当ADE 的周长最小时,点 E 的坐标是( ) E O D C B A x y A 4 (0, ) 3 B 5 (0, ) 3 C(0,2) D 10 (0,) 3 【分析】E 为折点,E 是 y 轴上一点,作 D 关于 y 轴的对称点 D,连接 AD,与 y 轴交点即为所求 D E OD C B A x y 【折点与面积】 (2019 西藏)如图,在矩形 ABCD 中,AB6,AD3,动点 P
14、满足 1 3 PABABCD SS = 矩形 ,则点 P 到 A、 B 两点距离之和 PAPB 的最小值为( ) DC B A P A2 13 B2 10 C3 5 D41 【分析】 由 1 3 PABABCD SS = 矩形 可作出 P 点轨迹为直线 MN (AMBN2) , 作点 B 关于 MN 的对称点 B, 化折线 PAPB 为 PAPB 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 B MN D C B A P 当 A、P、B共线时,取到最小值,选 A 【全等与对称】 (2017 江苏南通)如
15、图,矩形 ABCD 中,AB10,BC5,点 E、F、G、H 分别在矩形 ABCD 各边上, 且 AECG,BFDH,则四边形 EFGH 周长的最小值为( ) H F G E DC BA A5 5 B10 5 C10 3 D15 3 【分析】考虑到四边形 EFGH 是平行四边形,即求 EHEF 最小值,此处 E 为折点,作 F 关于 AB 对 称点 F,则 BFBFDHCM,MFBC5,MHDC10,HF为 5 倍根号 5,周长最小值为 10 倍 根号 5,故选 B 5 10 F MH F G E DC BA 6 4 P A B C D NM B 中考数学满分突破教师交流群 107028182
16、7 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 四、特殊角的对称 【60角的对称】 (2018 滨州)如图,AOB60,点 P 是AOB 内的定点且 OP3,若点 M、N 分别是射线 OA、 OB 上异于点 O 的动点,则PMN 周长的最小值是( ) A B M O P N A 3 6 2 B 3 3 2 C6 D3 【分析】此处 M、N均为折点,分别作点 P 关于 OB、OA 的对称点 P、P,化PMN 周长为 PNNM MP P P A B M O P N 当 P、N、M、P共线时,得最小值,利用 60角翻倍得POP120,OPOPOP,可得最小
17、值 【30角的对称】 (2017 湖北随州)如图,AOB 的边 OB 与 x 轴正半轴重合,点 P 是 OA 上的一动点,点 N(3,0)是 OB 上的一定点,点 M 是ON 的中点,AOB30,要使 PMPN 最小,则点 P 的坐标为 NM P O B A x y 3 3 3 120 N P O M B A P P 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 【分析】此处点 P 为折点,作点 M 关于 OA 的对称对称点 M如图所示,连接 PM,化 PMPN 为 PM PN 30 30 M NM P
18、 O B A x y 当 M、P、N 共线时, 得最小值,又MON60且 ON2OM,可得OMN90,故 P 点坐标可求 【20角的对称】 如图,已知正比例函数 ykx(k0)的图像与 x 轴相交所成的锐角为 70,定点 A 的坐标为(0,4) , P 为 y 轴上的一个动点,M、N 为函数 ykx(k0)的图像上的两个动点,则 AMMPPN 的最小值为 _ P A M N Ox y 【分析】先考虑 M 为折点,作点 P 关于 OM 对称点 P,化 AMMPPN 为 AMMPPN P P A M N Ox y 此处 P为折点,作点 N 关于 OP对称点 N,化 AMMPPN 为 AMMPPN
19、当 A、M、P、N共线且 ANON时,值最小 M y x A B O P N M 30 30 P N y xO N M A P M P A Ox y N 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 最值系列之将军饮马(二) 【将军过桥】 已知将军在图中点 A 处,现要过河去往 B 点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路 程最短? 河 B军营 A将军 N M 考虑 MN 长度恒定,只要求 AMNB 最小值即可问题在于 AM、NB 彼此分离,所以首先通过平移, 使 AM 与 NB 连在一起,
20、将 AM 向下平移使得 M、N 重合,此时 A 点落在 A位置 A河 B军营 A将军 N M 问题化为求 ANNB 最小值,显然,当共线时,值最小,并得出桥应建的位置 A河 B军营 A将军 N M 【用几何变换将若干段原本彼此分离线段组合到一起】 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 【将军过两个桥】 已知将军在图中点 A 处,现要过两条河去往 B 点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能 使路程最短? 军营 将军 河 河 Q A B M N P 考虑 PQ、MN 均为定值,所以路程最短
21、等价于 APQMNB 最小,对于这彼此分离的三段,可以通过 平移使其连接到一起 B A Q A B M N P AP 平移至 AQ,NB 平移至 MB,化 APQMNB 为 AQQMMB P N M B A Q A B 当 A、Q、M、B共线时,AQQMMB取到最小值,再依次确定 P、N 位置 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 【将军遛马】 如图,将军在 A 点处,现在将军要带马去河边喝水,并沿着河岸走一段路,再返回军营,问怎么走路程 最短? 【问题简化】已知 A、B 两点,MN 长度为定值
22、,求确定 M、N 位置使得 AMMNNB 值最小? M N 将军 A 军营 B 河 【分析】考虑 MN 为定值,故只要 AMBN 值最小即可将 AM 平移使 M、N 重合,AMAN,将 AM BN 转化为 ANNB A B A NM 构造点 A 关于 MN 的对称点 A,连接 AB,可依次确定 N、M 位置,可得路线 【例题】如图,在平面直角坐标系中,矩形 ABCD 的顶点 B 在原点,点 A、C 在坐标轴上,点 D 的坐 标为(6,4) ,E 为 CD 的中点,点 P、Q 为 BC 边上两个动点,且 PQ2,要使四边形 APQE 的周长最小, 则点 P 的坐示应为_ E y x B( ) Q
23、 A C D O P 【分析】考虑 PQ、AE 为定值,故只要 APQE 最小即可,如图,将 AP 平移至 AQ,考虑 AQQE 最 小值 A P O D C A Q B( ) x y E 作点 A关于 x 轴的对称点 A,连接 AE,与 x 轴交点即为 Q 点,左移 2 个单位即得 P 点 A MN A B A A A A B( )O PQ C E D 中考数学满分突破教师交流群 1070281827 中考满分突破读者学生群 897059879 中考满分突破读者教师群 853873521 【练习】如图,矩形 ABCD 中,AD2,AB4,AC 为对角线,E、F 分别为边 AB、CD 上的动点
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