四边形中的最短路线问题

(整期优先)网络出版时间:2013-01-25
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我们经常遇到一类求最短路线的问题,它的数学模型为初二“泵站的选择问题”。(八年级上册P42) 如图,要在燃气管道 上修建一个泵站,分别向A,B两镇供气,泵站修在管道的什么地方,可使所用的输气管线最短?

分析:要解决这个问题,找出点A关于直线 的对称点A′,连结A′B交直线 于点P,则点P就是到A、B两镇的距离之和最短的点的位置。

路线的最短问题在菱形、矩形、正方形、梯形等四边形中都有各种不同的变式,在中考中也经常与一次函数、相似形、二次函数、圆等联合会演。解决它们的理论依据是“两点之间,线段最短;”关键是“实现变曲为直。”下面我们通过具体实例来体会四边形中的最短路线问题。

例1 如图在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=2,E是BC的中点,F是对角线BD上一动点,请你求出EF+FC的最小值。

分析:利用菱形的对称性,容易找出点C 关于BD 的对称点A,连结AE,则EF+FC 的最小值为线段AE 的长, AE= ,即EF+FC=

例2 如图,正方形ABCD的边长为8,M在DC上,且DM=2,N是对角线AC上的一个动点,则DN+MN的最小值为多少?

分析:利用正方形的对称性,容易找出点D 关于AC 的对称点B,连结BM,则DN+MN 的最小值为线段BM 的长,根据勾股定理,可得BM=10。

例3 如图在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=CD=AD=1,∠B=60°,直线MN为等腰梯形ABCD的对称轴,P为MN上一动点,那么PC+PD的最小值为多少?


分析:利用等腰梯形的对称性,A,D关于MN对称,连接AC,则AC长即为所求,AC= 。

牛刀小试:

1.(2009年抚顺市)如图1所示,正方形 的面积为12, 是等边三角形,点 在正方形 内,在对角线 上有一动点 ,使 的和最小,则这个最小值为( ) ABC.3 D


2.如图2,正方形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,点E为BC边的中点,AB=2cm,在BD上找点P,使EP+CP的和最小,则这个最小值是_______。

答案:(1.A   2. cm.)

利用已有的数学模型通过合理的迁移解决问题,是每一个学生应具备的基本素质,也是我们平时的教学中灌输给学生的一个理念。