题目内容

【题目】问题提出:

如图1,在等边△ABC中,AB=9,⊙C半径为3,P为圆上一动点,连结AP,BP,求AP+BP的最小值

(1)尝试解决:

为了解决这个问题,下面给出一种解题思路,通过构造一对相似三角形,将BP转化为某一条线段长,具体方法如下:(请把下面的过程填写完整)

如图2,连结CP,在CB上取点D,使CD=1,则有

又∵∠PCD=∠   

△   ∽△   

∴

∴PD=BP

∴AP+BP=AP+PD

∴当A,P,D三点共线时,AP+PD取到最小值

请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+BP的最小值为   .

(2)自主探索:

如图3,矩形ABCD中,BC=6,AB=8,P为矩形内部一点,且PB=4,则AP+PC的最小值为   .(请在图3中添加相应的辅助线)

(3)拓展延伸:

如图4,在扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4.OA=2,OB=3,点P是上一点,求2PA+PB的最小值,画出示意图并写出求解过程.

【答案】(1)BCP,PCD,BCP,;(2)2;(3)作图与求解过程见解析,2PA+PB的最小值为.

【解析】

(1)连结AD,过点A作AF⊥CB于点F,AP+BP=AP+PD,要使AP+BP最小,AP+AD最小,当点A,P,D在同一条直线时,AP+AD最小,即可求解;

(2)在AB上截取BF=2,连接PF,PC,AB=8,PB=4,BF=2,证明△ABP∽△PBF,当点F,点P,点C三点共线时,AP+PC的值最小,即可求解;

(3)延长OC,使CF=4,连接BF,OP,PF,过点F作FB⊥OD于点M,确定,且∠AOP=∠AOP,△AOP∽△POF,当点F,点P,点B三点共线时,2AP+PB的值最小,即可求解.

解:

(1)如图1,

连结AD,过点A作AF⊥CB于点F,

∵AP+BP=AP+PD,要使AP+BP最小,

∴AP+AD最小,当点A,P,D在同一条直线时,AP+AD最小,

即:AP+BP最小值为AD,

∵AC=9,AF⊥BC,∠ACB=60°

∴CF=3,AF=;

∴DF=CF﹣CD=3﹣1=2,

∴AD=,

∴AP+BP的最小值为;

故答案为:;

(2)如图2,

在AB上截取BF=2,连接PF,PC,

∵AB=8,PB=4,BF=2,

∴,且∠ABP=∠ABP,

∴△ABP∽△PBF,

∴,

∴PF=AP,

∴AP+PC=PF+PC,

∴当点F,点P,点C三点共线时,AP+PC的值最小,

∴CF=,

∴AP+PC的值最小值为2,

故答案为:2;

(3)如图3,

延长OC,使CF=4,连接BF,OP,PF,过点F作FB⊥OD于点M,

∵OC=4,FC=4,

∴FO=8,且OP=4,OA=2,

∴,且∠AOP=∠AOP

∴△AOP∽△POF

∴,

∴PF=2AP

∴2PA+PB=PF+PB,

∴当点F,点P,点B三点共线时,2AP+PB的值最小,

∵∠COD=120°,

∴∠FOM=60°,且FO=8,FM⊥OM

∴OM=4,FM=4,

∴MB=OM+OB=4+3=7

∴FB=,

∴2PA+PB的最小值为.

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