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四边形中的将军饮马专题(将军饮马问题变形)
导语:一题多变07——四边形中的“将军饮马”(线段和最小值问题)
例 如图1,正方形ABCD的边长为2,E是AB的中点,P是对角线AC上的动点,则点P到B、E的距离之和PB+PE的最小值是______。
分析:求线段之和的最小值,自然想到“两点之间,线段最短”,但由于PB+PE是一条“折回”的折线和,利用PB+PE>BE显然是不合理的,因此,设法将某段折线PB或PE变换到另一个新位置,使得折回的折线变为“折去”的折线,问题便可以迎刃而解。
因为四边形ABCD是正方形,所以B、D关于AC轴对称,因此,连接PD,则PB=PD。从而PB+PE=PD+PE,于是“折回”的折线E-P-B就变成了“折去”的折线E-P-D。
因为PD+PE≥DE,所以PD+PE的最小值为DE。
在Rt△ADE中,AD=2,AE=1,
所以DE=√5,
所以PB+PE的最小值为√5.
变式一:如图2,已知菱形ABCD的周长为16,面积为12,P,Q分别是边AB和对角线AC上的动点,则PB+PQ的最小值是_______。(答案:3)
变式二:如图3,矩形ABCD中,AB=4,AD=9,P,Q分别是BC,AD上的动点,则AP+PQ+QC的最小值是______。
(答案:15)
变式三:如图4,四边形ABCD中,∠B=∠D=90°,∠BCD=45°,AB=3,BC=4,P,Q分别是BC,CD上的动点,则△APQ周长的最小值是______。
(答案:5√2)
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