题目内容

【题目】几何模型:

条件:如图1,A、B是直线同旁的两个定点.

问题:在直线上确定一点P,使PA+PB的值最小.

方法:作点A关于直线的对称点A′,连接A′B交于点P,则PA+PB=A′B的值最小(不必证明).

模型应用:

(1)如图2,已知平面直角坐标系中两定点A(0,-1),B(2,-1),P为x轴上一动点, 则当PA+PB的值最小时,点P的横坐标是______,此时PA+PB的最小值是______;

(2)如图3,正方形ABCD的边长为2,E为AB的中点,P是AC上一动点.由正方形对称性可知,B与D关于直线AC对称,连接BD,则PB+PE的最小值是______;

(3)如图4,正方形ABCD的面积为12,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD内,在对角线AC上有一动点P,则PD+PE的最小值为 ;

(4)如图5,在菱形ABCD中,AB=8,∠B=60°,点G是边CD边的中点,点E、F分别是AG、AD上的两个动点,则EF+ED的最小值是_______________.

【答案】(1)点P的横坐标是 1 ,此时PA+PB的最小值是;(2)PB+PE的最小值是 (3)这个最小值为 ;(4)EF+ED的最小值是

【解析】

(1)取点A关于x轴对称的点A′,连接A′B,交x轴于P,作BH⊥x轴于H,求出OP,得到点P的横坐标,根据勾股定理求出A′B,得到答案;

(2)由题意易得PB+PE=PD+PE=DE,在△ADE中,根据勾股定理求得即可;

(3)由于点B与D关于AC对称,所以连接BD,与AC的交点即为F点.此时PD+PE=BE最小,而BE是等边△ABE的边,BE=AB,由正方形ABCD的面积为12,可求出AB的长,从而得出结果;

(4)作DH⊥AC垂足为H与AG交于点E,点H关于AG的对称点为F,此时EF+ED最小=DH,先证明△ADC是等边三角形,在RT△DCH中利用勾股定理即可解决问题.

(1)取点A关于x轴对称的点A′,连接A′B,交x轴于P,作BH⊥x轴于H,

则此时PA+PB的值最小,

∵OA′=OA=1,BH=1,BH∥OA′,

∴OP=PH=1,

∴点P的横坐标是1,

PA+PB=A′B=,

故答案为:1;2;

(2)∵四边形ABCD是正方形,

∴AC垂直平分BD,

∴PB=PD,

由题意易得:PB+PE=PD+PE=DE,

在△ADE中,根据勾股定理得,DE=;

(3)连接BD,与AC交于点F.

∵点B与D关于AC对称,

∴PD=PB,

∴PD+PE=PB+PE=BE最小.

∵正方形ABCD的面积为12,

∴AB=2,

又∵△ABE是等边三角形,

∴BE=AB=2,

故所求最小值为2.

(4)如图作DH⊥AC垂足为H与AG交于点E,

∵四边形ABCD是菱形,

∵AB=AD=CD=BC=8,

∵∠B=60°,

∴∠ADC=∠B=60°,

∴△ADC是等边三角形,

∵AG是中线,

∴∠GAD=∠GAC

∴点H关于AG的对称点F在AD上,此时EF+ED最小=DH.

在RT△DHC中,∵∠DHC=90°,DC=6,∠CDH=∠ADC=30°,

∴CH=DC=4,DH=,

∴EF+DE的最小值=DH=4.

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