题目内容
(2009•恩施州)恩施州自然风光无限,特别是以“雄、奇、秀、幽、险”著称于世.著名的恩施大峡谷(A)和世界级自然保护区星斗山(B)位于笔直的沪渝高速公路X同侧,AB=50km,A、B到直线x的距离分别为10km和40km,要在沪渝高速公路旁修建一服务区P,向A、B两景区运送游客.小民设计了两种方案,图(1)是方案一的示意图(AP与直线X垂直,垂足为P),P到A、B的距离之和S1=PA+PB,图(2)是方案二的示意图(点A关于直线X的对称点是A',连接BA'交直线X于点P),P到A、B的距离之和S2=PA+PB.(1)求S1、S2,并比较它们的大小;
(2)请你说明S2=PA+PB的值为最小;
(3)拟建的恩施到张家界高速公路Y与沪渝高速公路垂直,建立如图(3)所示的直角坐标系,B到直线Y的距离为30km,请你在X旁和Y旁各修建一服务区P、Q,使P、A、B、Q组成的四边形的周长最小.并求出这个最小值.
【答案】分析:(1)根据勾股定理分别求得S1、S2的值,比较即可;
(2)在公路上任找一点M,连接MA,MB,MA',由轴对称知MA=MA,∴MB+MA=MB+MA'>A'B,∴S2=BA'为最小;
(3)过A作关于X轴的对称点A',过B作关于Y轴的对称点B',连接A'B',交X轴于点P,交Y轴于点Q,求出A'B'的值即可.
解答:解:(1)图(1)中过B作BC⊥X于C,垂足为C;AD⊥BC于D,垂足为D,
则BC=40,
又∵AP=10,
∴BD=BC-CD=40-10=30.
在△ABD中,AD=
=40,
在Rt△PBC中,
∴BP=
,
S1=
.
图(2)中,过B作BC⊥AA′垂足为C,则A′C=50,
又∵BC=40,
∴BA'=
,
由轴对称知:PA=PA',
∴S2=BA'=
,
∴S1>S2.
(2)如图(2),在公路上任找一点M,连接MA,MB,MA',由轴对称知MA=MA',
∴MB+MA=MB+MA'>A'B,
∴S2=BA'为最小.
(3)过A作关于X轴的对称点A',过B作关于Y轴的对称点B',
连接A'B',交X轴于点P,交Y轴于点Q,则P,Q即为所求.
过A'、B'分别作X轴、Y轴的平行线交于点G,
B′G=40+10=50,A′G=30+30+40=100,
A'B'=
,
∴AB+AP+BQ+QP=AB+A′P+PQ+B′Q=50+50
,
∴所求四边形的周长为
.
点评:此题考查了线路最短的问题,确定动点为何位置是关键,综合运用勾股定理的知识.
(2)在公路上任找一点M,连接MA,MB,MA',由轴对称知MA=MA,∴MB+MA=MB+MA'>A'B,∴S2=BA'为最小;
(3)过A作关于X轴的对称点A',过B作关于Y轴的对称点B',连接A'B',交X轴于点P,交Y轴于点Q,求出A'B'的值即可.
解答:解:(1)图(1)中过B作BC⊥X于C,垂足为C;AD⊥BC于D,垂足为D,
则BC=40,
又∵AP=10,
∴BD=BC-CD=40-10=30.
在△ABD中,AD=
在Rt△PBC中,
∴BP=
S1=
图(2)中,过B作BC⊥AA′垂足为C,则A′C=50,
又∵BC=40,
∴BA'=
由轴对称知:PA=PA',
∴S2=BA'=
∴S1>S2.
(2)如图(2),在公路上任找一点M,连接MA,MB,MA',由轴对称知MA=MA',
∴MB+MA=MB+MA'>A'B,
∴S2=BA'为最小.
连接A'B',交X轴于点P,交Y轴于点Q,则P,Q即为所求.
过A'、B'分别作X轴、Y轴的平行线交于点G,
B′G=40+10=50,A′G=30+30+40=100,
A'B'=
∴AB+AP+BQ+QP=AB+A′P+PQ+B′Q=50+50
∴所求四边形的周长为
点评:此题考查了线路最短的问题,确定动点为何位置是关键,综合运用勾股定理的知识.
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