【题型解读与技巧点拨】中考二轮重难点复习学案专题05:5.2 将军遛马(过桥)模型 (原卷版+解析版)

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【题型解读与技巧点拨】中考二轮重难点复习学案专题05:5.2 将军遛马(过桥)模型 (原卷版+解析版)

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【全国通用】2024中考数学二轮复习(重难点题型突破)
专题05 几何最值问题-5.2 将军遛马(过桥)模型
将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型是将军饮马的姊妹篇,它是在将军饮马的基础上加入了平移的思想,主要还是考查转化与化归等的数学思想。在各类考试中都以中高档题为主,本专题就将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
在解决将军遛马和将军过桥(造桥),不管是横向还是纵向的线段长度(定长),只要将线段按照长度方向平移即可,即可以跨越长度转化为标准的将军饮马模型,再依据同侧做对称点变异侧,异侧直接连线即可。利用数学的转化思想,将复杂模型变成基本模型就简单容易多了,从此将军遛马和将军过桥(造桥)再也不是问题!
【核心思路】去除定量,组合变量(通过几何变换将若干段原本彼此分类的线段组合到一起)。
1)将军遛马模型:已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。(原理用平移知识解)
(1)点A、B在直线m两侧: (2)点A、B在直线m同侧:
图1 图2
(1)如图1,过A点作AC∥m,且AC长等于PQ长,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
(2)如图2,过A点作AE∥m,且AE长等于PQ长,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
2)将军过桥(造桥)模型
【单桥模型】已知,如图1将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?
考虑MN长度恒定,只要求AM+NB最小值即可.问题在于AM、NB彼此分离,所以首先通过平移,使AM与NB连在一起,将AM向下平移使得M、N重合,此时A点落在A’位置(图2 ).
问题化为求A’N+NB最小值,显然,当共线时,值最小,并得出桥应建的位置(图3).
图1 图2 图3
【双桥模型】已知,如图4,将军在图中点A处,现要过两条河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?
图4 图5 图6
考虑PQ、MN均为定值,所以路程最短等价于AP+QM+NB最小,对于这彼此分离的三段,可以通过平移使其连接到一起.AP平移至A'Q,NB平移至MB',化AP+QM+NB为A'Q+QM+MB'.(如图5)
当A'、Q、M、B'共线时,A'Q+QM+MB'取到最小值,再依次确定P、N位置.(如图6)
考向一 将军遛马模型
例1.(2023·陕西·九年级校考期中)某社区广场有一块正方形花园,其中,E是的中点.(1)如图1,经过规划,需要修建两条小道、,M是上一点,社区为节省修建时间和费用,要使得所修建的小道的值最小,试求此时的长和的最小值
(2)如图2,社区广泛收集居民建议,重新设计了方案,修建四条小道、、、,其中M、N均在上,且N在M的右边,,要使得修建的小道的值最小,试求此时的长和的最小值.

【答案】(1),最小值为(2),最小值为
【分析】对于(1),作点A关于直线的对称点,可知,要求最小,就是求最小,根据“两点之间线段最短”,可知当点,M,E三点共线时取最小值,即,再根据勾股定理求出答案;对于(2),作点A关于直线的对称点,连接,作,且,连接,再根据勾股定理,求出,可得,然后确定点的位置,再延长交的延长线于点G,根据勾股定理求出,可得的最小值,最后根据相似三角形的性质求出即可.
【详解】(1)如图所示,作点A关于直线的对称点,∴.
要求最小,就是求最小,根据“两点之间线段最短”,可知当点,M,E三点共线时取最小值,即.过点E作,交于点F,根据题意,得,,

根据勾股定理,得,所以的最小值为.
∵,∴∽,∴,即,解得.
当时,的最小值为.
(2)如图所示.作点A关于直线的对称点,连接,作,且,连接,
根据勾股定理,得.∴四边形是平行四边形,∴.
要求最小,就是求最小,根据“两点之间线段最短”,可知点E,,F三点共线时,最小,即.延长交的延长线于点G.根据勾股定理,得,
∴的最小值为.
∵,∴∽,∴,即,解得.
当时,的最小值为.
【点睛】本题主要考查了根据轴对称求线段和最小,勾股定理,相似三角形的性质和判定,平行四边形的性质和判定,两点之间线段最短等,勾股定理求线段长的常用方法.
例2.(2022·统考一模)如图,在矩形ABCD中,线段EF在AB边上,以EF为边在矩形ABCD内部作正方形EFGH,连接AH,CG.若,,,则的最小值为______.
【答案】
【分析】延长DA到点O,使AO=HE=4,连接OC,可证得四边形AOEH是平行四边形,OE=AH,可得当点E、点G在OC上时,最小,即最小,再根据勾股定理即可求得.
【详解】解:如图:延长DA到点O,使AO=HE=4,连接OE、EG,
,,,又,四边形AOEH是平行四边形,,
当点E、点G在OC上时,最小,即最小,,
,,
,故的最小值为,故答案为:.
【点睛】本题考查了矩形及正方形的性质,平行四边形的判定与性质,勾股定理,作出辅助线是解决本题的关键.
例3.(2023·仁寿县一模)如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=8,E为CD的中点,点P、Q为BC上两个动点(点Q在点P的右边).①若连结AP、PE,则PE+AP的最小值为______;②连结QE,若PQ=3,当CQ=______时,四边形APQE的周长最小.
【答案】 10 ##1
【分析】①延长AB到M,使BM=AB=4,则A和M关于BC对称,连接EM,交BC于点P,此时AP+PE的值最小,过点M作MN⊥DC,交DC的延长线于点N,在Rt△EMN中,根据勾股定理求出EM的长即可解答;②点A向右平移3个单位到点G,点E关于BC的对称点为点F,连接GF,交BC于点Q,此时GQ+QE的值最小,根据题意可知AE,PQ的值是定值,要使四边形APQE的周长最小,只要GQ+EQ的值最小即可,然后根据A字模型相似三角形证明△FCQ∽△FDG,利用相似三角形的性质,即可解答.
【详解】解:①延长AB到M,使BM=AB=4,则A和M关于BC对称,∴AP=PM,
连接EM,交BC于点P,此时AP+PE的值最小,∴AP+PE=PM+EP=EM,
过点M作MN⊥DC,交DC的延长线于点N,如图:
∵四边形ABCD是矩形,∴AB=CD=4,∠ABC=∠BCD=90°,∴∠MBC=∠BCN=90°,
∵∠MND=90°,∴四边形BMNC是矩形,∴BM=CN=4,BC=MN=8,
∵E为CD的中点, ∴EC=CD=2,∴EN=EC+CN=6,
∴,∴PE+AP的最小值为10,故答案为:10;
②点A向右平移3个单位到点G,点E关于BC的对称点为点F,
连接GF,交BC于点Q,∴EQ=FQ,∴GQ+EQ=GQ+FQ=FG,此时GQ+QE的值最小,
∵四边形ABCD是矩形,∴BC∥AD,∵AG=PQ=3,∴四边形APQG是平行四边形,
∴AP=GQ,∴GQ+EQ=AP+EQ=FG,
∵AE,PQ的值是定值,∴要使四边形APQE的周长最小,只要AP+EQ的值最小即可,
设CQ=x,∵BC∥AD,∴∠BCF=∠D,∠CQF=∠DGF,∴△FCQ∽△FDG,
∴,∴,∴x=,∴当CQ=时,四边形APQE的周长最小,故答案为:.
【点睛】本题考查了矩形的性质,轴对称 最短路线问题,勾股定理,相似三角形的判定和性质,熟练掌握轴对称之将军饮马模型想解题的关键.
例4.(2023上·江苏盐城·九年级校联考阶段练习)如图,正方形内接于⊙O,线段在对角线上运动,若⊙O的周长为,,则周长的最小值是 .

【答案】/
【分析】过点作,令;可推出四边形为平行四边形,有;根据可知当时,周长有最小值.
【详解】解:过点作,令

∵⊙O的周长为,∴⊙O的半径为∴
∵且∴四边形为平行四边形
∴ 由正方形的对称性可得:∴
∴故:当时,周长有最小值
此时:∴周长的最小值是故答案为:
【点睛】本题考查了正方形的性质、平行四边形的判定与性质等.推出当时,周长有最小值是解题关键.
例5.(2023·天津河东·校考模拟预测)如图,在边长为4的菱形中,,将沿射线的方向平移得到,分别连接,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据菱形的性质得到,,得出,根据平移的性质得到,,推出四边形是平行四边形,得到,于是得到的最小值为的最小值,根据平移的性质得到点D′在过点D且平行于AC的定直线上,作点C关于定直线的对称点E,连接交定直线于D′,则的长度即为的最小值,求得,得到,于是得到结论.
【详解】解:在边长为4的菱形中,,∴,,
将沿射线的方向平移得到,∴,,
∵四边形是菱形,∴,,∴,
∴,,∴四边形是平行四边形,∴,
∴的最小值的最小值,∵点在过点且平行于的定直线上,
∴作点关于定直线的对称点,连接交定直线于,
则的长度即为的最小值,在中,,,
∴,∴,∴,∵,
∴,∴.故答案为:.
【点睛】本题考查了轴对称-最短路线问题,菱形的性质,含30°的直角三角形的性质,平移的性质,正确地理解题意是解题的关键.
考向二 将军过桥(造桥)模型
例1.(2023.北京西城八年级期中)作图题(不写作法)
()如图,一个牧童从点出发,赶着羊群去河边喝水,则应当怎样选择饮水路线,才能使羊群走的路程最短?请在图中画出最短路线.
()如图,直线是一条河,,是两个村庄,欲在上的某处修建一个水泵站,向,两地供水,要使所需管道的长度最短,在图中标出点.(保留作图过程)
()如图,在一条河的两岸有,两个村庄,现在要在河上建一座小桥,桥的方向与河岸方向垂直,桥在图中用一条线段表示.试问:桥建在何处,才能使到的路程最短呢?请在图中画出桥的位置.(保留作图过程)
【答案】作图见解析
【分析】(1)把河岸看做一条直线,利用点到直线的所有连接线段中,垂直线段最短的性质即可解决问题.(2)根据两点之间线段最短解答.(3)先确定AA′=CD,且AA′∥CD,连接BA′,与河岸的交点就是点C,过点C作CD垂直河岸,交另一河岸于点D,CD就是所求的桥的位置.
【详解】()如图,点到直线垂线段最短.
()如图.
()如图。
例2.(2022上·湖北襄阳·九年级联考自主招生)如图有一条直角弯道河流,河宽为2,、两地到河岸边的距离均为1,,,,现欲在河道上架两座桥、,使最小,则最小值为  

A. B. C.14 D.12
【答案】C
【分析】延长到,使得,延长到,使得,连接交河道于点,,得到两座桥,,此时的值最小.
【详解】解:延长到,使得,延长到,使得,连接交河道于点,,得到两座桥,,此时的值最小.

∴四边形是平行四边形,∴,同理:=,
延长交的延长线于点.∴,,
∴,,
在中,,

的最小值为14.故选:C.
【点睛】本题考查轴对称最短问题,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短问题.
例3.(2023·内江·中考模拟)如图,已知直线,、之间的距离为8,点P到直线的距离为6,点Q到直线的距离为4,PQ=,在直线l1上有一动点A,直线上有一动点B,满足AB⊥,且PA+AB+BQ最小,此时PA+BQ= .
【答案】16
【分析】作PE⊥于E交于F,在PF上截取PC=8,连接QC交于B,作BA⊥于A,此时PA+AB+BQ最短.作QD⊥PF于D.在Rt△PQD中,由勾股定理可求得DQ的长;易证四边形ABCP是平行四边形,由平行四边形的性质及勾股定理可求得结果.
【详解】作PE⊥于E交于F,在PF上截取PC=8,连接QC交于B,作BA⊥于A,此时PA+AB+BQ最短.作QD⊥PF于D.
在Rt△PQD中,∵∠D=,PQ=,PD=18,∴DQ= =,
∵AB=PC=8,ABPC,∴四边形ABCP是平行四边形,∴PA=BC,
又CD=10,∴PA+BQ=CB+BQ=QC= ==16.故答案为:16.
【点睛】本题考查轴对称﹣最短路线问题,平行线的性质,平行四边形判定与性质,勾股定理等知识.
例4.(2023.广东省深圳市八年级期中)如图,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=4,OC=10,∠A=60°,线段EF垂直平分OD,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E'关于x轴对称,连接BP、E'M,则BP+PM+ME'的长度的最小值为 .
【答案】
【分析】连接OP,先确定OD的长和B点坐标,然后证明四边形OPME'是平行四边形,可得OP= E'M,因为PM是定值,推出PB+ME'=OP+PB的值最小时,即当O、P、B共线时BP+PM+M E的长度最小,最后根据两点间的距离公式和线段的和差解答即可.
【详解】解:如图:连接OP
在Rt△ADO中,∠A=60°,AD=4,∴OD=4,∴A(-4,4)
∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB=OC=10,∴DB=10-4=6,∴B(6,4)
∵线段EF垂直平分OD∴OE=OD=2,∠PEO=∠EOM=∠PMO=90°,
∴四边形OMPE是矩形,∴PM=OE=2,
∵OE=OE'∴PM=OE',PM//OE',∴四边形OPM E'是平行四边形,∴OP=EM,
∵PM=2是定值,∴PB+ME'=OP+PB的值最小时,BP+PM+M E'的长度最小,
∴当O、P、B共线时,BP+PM+M E'的长度最小
∴BP+PM+M E'的最小值为OB+PM=.故答案为.
【点睛】本题属于四边形综合题,主要考查了平行四边形的判定和性质、矩形的判定与性质、线段垂直平分线的性质、最短路径问题、锐角三角函数等知识,掌握并灵活应用两点之间线段最短是解答本题的关键.
例5.(广东省惠州市2022-2023学年九年级月考)如图,抛物线 ,经过点 ,, 三点.(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;

(2)连接,,N为抛物线上的点且在第一象限,当时,求N点的坐标;
(3)在(2)问的条件下,过点C作直线轴,动点在直线l上,动点 在x轴上,连接 ,,,当m为何值时,的和最小,求出 和的最小值.
【答案】(1),抛物线的顶点M坐标为 (2)点N坐标为
(3)当时,的最小值为
【分析】(1)利用待定系数法求二次函数解析式即可;(2)过点A作交抛物线于点N,则有,利用待定系数法分别求直线、的解析式,再联立方程组即可求解;
(3)将顶点向上平移3个单位得到点,连接交x轴于点,连接,则,证明四边形是平行四边形,可得,由图可知,当,,三点共线时,取最小值,利用待定系数法求直线的解析式,可得当 时,,从而求得,即,过点N作轴交延长线于点E,在中,利用勾股定理求得,,即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线 经过点 ,,,
∴,解得:,∴,则抛物线的顶点M坐标为 .
(2)解:设直线解析式,
将点, 代入,得:,解得:,则直线解析式为 ,
过点A作交抛物线于点N,则有,则直线的解析式为,
将点 代入,得:,解得:,∴直线解析式为,
由,解得:或 ,∴点N坐标为.

(3)解:将顶点向上平移3个单位得到点,连接交x轴于点,连接、,则,∵,,∴轴,且,
∴,且,∴四边形是平行四边形,∴,
由作图知当,,三点共线时,取最小值,
设直线的解析式为,
将点,代入,得:,解得:,
∴直线的解析式为,当 时,,∴,即,
此时过点N作轴交延长线于点E,
在中,∵,,∴,∴,
∴当 时,的最小值为.
【点睛】本题考查用待定系数法求函数解析式、勾股定理、平行四边形的判定与性质、线段和最值、一次函数与二元一次方程组、一次函数与x轴的交点问题,熟练掌握相关知识,利用待定系数法求二次函数解析式是解题的关键.
一、选择题
1.(2023.山东八年级月考)有一条以互相平行的直线为岸的河流,其两侧有村庄和村庄,现在要在河上建一座桥梁(桥与河岸垂直),使两村庄之间的路程最短,从作图痕迹上来看,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据轴对称确定最短路线,即可得到答案.
【详解】解:根据轴对称确定最短路线问题,过村庄作河岸的垂线并且等于河的宽度,
然后与村庄连接与河岸相交于一点,过点作与相交于点,
连接,则即为最短路径,
如图 所示,故选:D.
【点睛】本题考查了轴对称确定最短路线问题,利用的原理为平行四边形的对边相等,难度较大.
2.(2023安徽二模)如图,菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,点E、F在对角线BD上运动,且EF=2,连接AE、AF,则△AEF周长的最小值是( )
A.4 B.4+ C.2+2 D.6
【答案】D
【分析】作AH∥BD,使得AH=EF=2,连接CH交BD于F,则AE+AF的值最小,进而得出△AEF周长的最小值即可.
【详解】解:如图作AH∥BD,使得AH=EF=2,连接CH交BD于F,则AE+AF的值最小,即△AEF的周长最小.
∵AH=EF,AH∥EF,∴四边形EFHA是平行四边形,∴EA=FH,
∵FA=FC,∴AE+AF=FH+CF=CH,
∵菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,∴AC=AB=2,
∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∵AH∥DB,∴AC⊥AH,∴∠CAH=90°,
在Rt△CAH中,CH= ∴AE+AF的最小值4,
∴△AEF的周长的最小值=4+2=6,故选:D.
【点睛】本题考查菱形的性质与动点问题最小值,构造辅助线转化相关的线段是解题关键.
3.(2023·重庆九龙坡·统考一模)如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠ABC=60°,将△ABD沿射线BD方向平移,得到△EFG,连接EC、GC.则EC+GC的最小值为(  )
A.2 B.4 C.2 D.4
【答案】B
【分析】连接AE,作点D关于直线AE的对称点H,连接DE,DH,EH,AH,CH.由平移和菱形的性质可证明四边形CDEG为平行四边形,即得出,从而可得出,即CH的长为的最小值.最后根据等边三角形的判定和性质,含30度角的直角三角形的性质与勾股定理求出CH的长即可.
【详解】如图,连接AE,作点D关于直线AE的对称点H,连接DE,DH,EH,AH,CH.
由平移的性质可知,.∵四边形ABCD为菱形,
∴,,,
∴,,∴四边形CDEG为平行四边形,∴.
由轴对称的性质可知,,,∴,
∴,即CH的长为的最小值.
∵,,∴四边形为平行四边形,∴,
∴,∴,∴为等边三角形,
∴,,∴,∴,
即为顶角是120°,底角为30°的等腰三角形,
结合含30°角的直角三角形和勾股定理即可求.故选B.
【点睛】本题考查平移的性质,菱形的性质,平行四边形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,轴对称变换,含30°角的直角三角形的性质以及勾股定理等知识,综合性强,为选择题中的压轴题.正确的作出辅助线是解题关键.
4.(2023·安徽合肥·校考三模)在边长为2的正方形中,点E、F是对角线上的两个动点,且始终保持,连接、,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】B
【分析】过点作使,易得四边形为平行四边形,得到,进而得到,得到三点共线时,有最小值即为的长,利用勾股定理进行求解即可.
【详解】解:过点作使,则:四边形为平行四边形,

∴,∴,∴当三点共线时,有最小值即为的长,∵四边形为正方形,∴,,,
∴,,∴,即:的最小值为3.故选B.
【点睛】本题考查正方形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理.解题的关键是构造平行四边形,进行线段的转化.
5.(2023年山东中考三模)如图,在菱形中,,在边上有一线段由向运动,点到达点后停止运动,在的左侧,,连接,则周长的最小值为( )
A. B. C.7 D.8
【答案】D
【分析】过点作交于点,再作点关于的对称点,连接,连接与交于点,当运动到点时,,,三点共线,此时取最小值,即取最小值,则此时的周长最小.
【详解】解:如图,过点作交于点,则四边形为平行四边形,
,,再作点关于的对称点,连接,则,
连接与交于点,当运动到点时,,,三点共线,此时取最小值,即取最小值,则此时的周长最小.

过点作,过点作交于点,,
,,连接,
,,四边形为矩形, ,,
,周长的最小值,故选:D.
【点睛】本题考查了关于移动线段中三角形周长最小值问题,添加合适的辅助线转化为两点间距离问题是解题关键.
6.(2021·四川南充市·中考真题)如图,在矩形ABCD中,,,把边AB沿对角线BD平移,点,分别对应点A,B.给出下列结论:①顺次连接点,,C,D的图形是平行四边形;②点C到它关于直线的对称点的距离为48;③的最大值为15;④的最小值为.其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】根据平移的性质和平行四边形的判定方法判断①,再利用等积法得出点C到BD的距离,从而对②做出判断,再根据三角形的三边关系判断③,如图,作关于的对称点,交于 连接,过作于 分别交于 证明 是最小值时的位置,再利用勾股定理求解,对④做出判断.
【详解】解:由平移的性质可得AB//且AB=
∵四边形ABCD为矩形∴AB//CD,AB=CD=15∴//CD且=CD
∴四边形CD为平行四边形,故①正确
在矩形ABCD中,BD===25,过A作AM⊥BD,CN⊥BD,则AM=CN
∴S△ABD=AB·CD= BD·AM∴AM=CN==12∴点C到的距离为24
∴点C到它关于直线的对称点的距离为48∴故②正确
∵∴当在一条直线时最大,此时与D重合
∴的最大值==15∴故③正确,
如图,作关于的对称点,交于 连接,过作于 分别交于 则 为的中位线, ,
由可得,
此时最小,由②同理可得:
设 则
由勾股定理可得:
整理得: 解得:(负根舍去),
∴故④正确故选D.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的判定,矩形的性质以及平移的性质,锐角三角函数的应用等知识点,熟练掌握相关的知识是解题的关键.
二、填空题
7.(2022·四川内江·统考中考真题)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=4,点E、F分别是AB、DC上的动点,EF∥BC,则AF+CE的最小值是 _____.
【答案】10
【分析】延长BC到G,使CG=EF,连接FG,证明四边形EFGC是平行四边形,得出CE=FG,得出当点A、F、G三点共线时,AF+CE的值最小,根据勾股定理求出AG即可.
【详解】解:延长BC到G,使CG=EF,连接FG,
∵,EF=CG,∴四边形EFGC是平行四边形,
∴CE=FG,∴AF+CE=AF+FG,∴当点A、F、G三点共线时,AF+CE的值最小为AG,
由勾股定理得,AG===10,∴AF+CE的最小值为10,故答案为:10.
【点睛】本题主要考查了勾股定理,平行四边形的判定和性质,根据题意作出辅助线,得出当A、F、G三点共线时,AF+CE的值最小,是解题的关键.
8.(2023·广东·九年级期中)如图,CD是直线x=1上长度固定为1的一条动线段.已知A(﹣1,0),B(0,4),则四边形ABCD周长的最小值为 _________________.
【答案】
【分析】在y轴上取点E,使BE=CD=1,则四边形BCDE为平行四边形,根据勾股定理得到AB,作点A关于直线x=1的对称点A',得到A'、E、D三点共线时,AD+DE最小值为A'E的长,根据勾股定理求出A'E,即可得解;
【详解】解:如图,在y轴上取点E,使BE=CD=1,则四边形BCDE为平行四边形,
∵B(0,4),A(﹣1,0),∴OB=4,OA=1,∴OE=3,AB=,
作点A关于直线x=1的对称点A',∴A'(3,0),AD=A'D,
∴AD+DE=A'D+DE,即A'、E、D三点共线时,AD+DE最小值为A'E的长,
在Rt△A'OE中,由勾股定理得A'E=,
∴C四边形ABCD最小值=AB+CD+BC+AD=AB+CD+A'E=+1+5=+6.
故答案为:.
【点睛】本题考查了轴对称最短路线问题、勾股定理、位置与坐标,准确分析作图计算是解题的关键.
9.(2024·浙江金华·八年级期末)在综合实践课上,小明把边长为2cm的正方形纸片沿着对角线AC剪开,如图l所示.然后固定纸片△ABC,把纸片△ADC沿AC的方向平移得到△A′D′C′,连A′B,D′B,D′C,在平移过程中:(1)四边形A′BCD′的形状始终是 __;(2)A′B+D′B的最小值为 __.
【答案】 平行四边形 2
【分析】(1)利用平移的性质证明即可.(2)如图2中,作直线DD′,作点C关于直线DD′的对称点C″,连接D′C″,BC″,过点B作BH⊥CC″于H.求出BC″,证明A′B+BD′=BD′+CD′=BD′+D′C″≥BC″,可得结论.
【详解】解:(1)如图2中,∵A′D′=BC,A′D′∥BC,
∴四边形A′BCD′是平行四边形,故答案为:平行四边形.
(2)如图2,作直线DD′,作点C关于直线DD′的对称点C″,连接D′C″,BC″,过点B作BH⊥CC″于H.∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=2,∠ABC=90°,∴AC=AB=2,
∵BJ⊥AC,∴AJ=JC,∴BJ=AC=,∵∠BJC=∠JCH=∠H=90°,∴四边形BHCJ是矩形,
∵BJ=CJ,∴四边形BHCJ是正方形,∴BH=CH=,在Rt△BHC″中,BH=,HC″=3,
∴,
∵四边形A′BCD′是平行四边形,∴A′B=CD′,∴A′B+BD′=BD′+CD′=BD′+D′C″≥BC″,
∴A′B+BD′≥2,∴A′B+D′B的最小值为2,故答案为:2.
【点睛】本题考查作图-平移变换,轴对称最短问题,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短问题,属于中考常考题型.
10.(2023·辽宁沈阳·八年级校考阶段练习)如图,在矩形 ABCD 中,AD=BC=3,∠DBC=60°,将△DAB 沿射线 DB方向平移得到△D’A’B’,连接 CD’和 CB’, 则 CD’+CB’的最小值为 .
【答案】
【分析】作C点关于BD的对称点C' ,连接 过点作过点C'作,两平行线交于点G,则四边形是平行四边形,当C,G,三点共线时, 的值最小,求出CG的值即可所求.
【详解】解:如图所示:作C点关于BD的对称点,连接
过点作过点C'作,两平行线交于点G,
∴四边形是平行四边形,
∴当三点共线时,的值最小,最小值为CG的长度,
在中,在中,故答案为:
【点睛】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称求最短距离的方法,通过构造平行四边形边进行转化,再利用将军饮马问题进行求解是解题的关键.
11.(2023·山东潍坊·八年级期末)如图,在平面直角坐标系中,已知,,是轴上的一条动线段,且,当取最小值时,点坐标为______.
【答案】
【分析】如图把点A向右平移1个单位得到E(1,1),作点E关于x轴的对称点F(1,-1),连接BF,BF与x轴的交点即为点Q,此时AP+PQ+QB的值最小,求出直线BF的解析式,即可解决问题.
【详解】解:如图把点4向右平移1个单位得到E(1,1),作点E关于x轴的对称点F(1,-1),连接BF,BF与x轴的交点即为点Q,此时4P+PQ+QB的值最小.
设最小BF的解析式为y=kx+b,则有解得
∴直线BF的解析式为y=x-2,令y=0,得到x=2.∴Q(2.0)故答案为(2,0).
【点睛】本题考查轴对称最短问题、坐标与图形的性质、一次函数的应用等知识,解题的关键是学会利用对称解决最短问题,学会构建一次函数解决交点问题,属于中考常考题型
12.(2023·四川成都·模拟预测)如图,菱形的边在轴上,顶点坐标为,顶点坐标为,点在轴上,线段轴,且点坐标为,若菱形沿轴左右运动,连接、,则运动过程中,四边形周长的最小值是________.
【答案】13+
【分析】由题意可知AD、EF是定值,要使四边形周长的最小,AE+DF的和应是最小的,运用“将军饮马”模型,根据点E关于AD的对称点为O,过点A作AF1∥DF,当O,A,F1三点共线时,AE+DF=OA+AF1=OF1,为所求线段和的最小值,再求四边形周长的最小值.
【详解】∵点坐标为,点坐标为,∴OC=4,OD=3,
∴在Rt△COD中,CD=5,∵四边形是菱形,∴AD=CD=5,
∵坐标为,点 在轴上,线段轴,∴EF=8,
连接OA,过点A作AF1∥DF交EF于点F1,
则四边形ADFF1是平行四边形,FF1=AD=5,∴EF1=EF-FF1=3,
∵点E,O关于AD对称,∴OA=AE,
当O,A,F1三点共线时,AE+DF=OA+AF1=OF1,为所求线段和的最小值,
在Rt△OEF1中,OF1=,∴四边形周长的最小值:
AD+EF+AE+DF= AD+EF+ OF1=5+8+=13+.
【点睛】本题考查菱形,勾股定理,平移,轴对称,解决问题的关键是熟练掌握菱形的性质,勾股定理解直角三角形,平移图形全等性,轴对称性质.
13.(2023·重庆·校考三模)如图,在边长为1的菱形ABCD中,,将沿射线BD的方向平移得到,分别连接,,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】过点C作直线,以直线l为对称轴作点的对称点E,连接CE,,AC,证明,求得,根据三角形三边关系可知当点,C,E共线时,的最小值是.
【详解】如图,过点C作直线,以直线l为对称轴作点的对称点E,连接CE,,AC,
设AC与BD交于点O,与直线l交于点F,则,,,
由,,易得,,
,由平移的性质可知,,
,,,,,
在中,,,,,
在中,由三角形的三边关系可得,
当点,C,E共线时,,即的最小值是,故答案为:.
【点睛】本题考查了轴对称最短路线问题,菱形的性质,全等三角形的判定与性质,平移的性质,正确的理解题意是解答本题的关键.
14.(2023.广东省深圳市九年级期中)如图1,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=2,OC=6,∠A=60°,线段EF所在的直线为OD的垂直平分线,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E′关于x轴对称,连接BP、E′M.
(1)请直接写出点A的坐标为_____,点B的坐标为_____;
(2)当BP+PM+ME′的长度最小时,请直接写出此时点P的坐标为_____;
【答案】(1)(﹣2,2),(4,2);(2)(2,);
【分析】(1)由30°直角三角形的性质求出OD的长,再由平行四边形的性质求出BD的长即可解决问题;(2)首先证明四边形OPME′是平行四边形,可得OP=EM,因为PM是定值,推出PB+ME′=OP+PB的值最小时,BP+PM+ME′的长度最小;
【详解】解:(1)如图1中,在Rt△ADO中,∵∠A=60°,∴∠AOD=30°.
∵AD=2,∴OD =2,∴A(﹣2,2),
∵四边形ABCO是平行四边形,∴AB=OC=6,∴DB=6﹣2=4,∴B(4,2);
(2)如图1中,连接OP.∵EF垂直平分线段OD,PM⊥OC,∴∠PEO=∠EOM=∠PMO=90°,
∴四边形OMPE是矩形,∴PM=OE=.
∵OE=OE′,∴PM=OE′,PM∥OE′,∴四边形OPME′是平行四边形,∴OP=EM,
∵PM是定值,∴PB+ME′=OP+PB的值最小时,BP+PM+ME′的长度最小,∴当O、P、B共线时,BP+PM+ME′的长度最小.∵直线OB的解析式为y=x,∴P(2,).故答案为(2,).
【点睛】本题考查了四边形综合题、平行四边形的性质、等腰三角形的判定和性质、最短问题等知识,解题的关键是学会利用两点之间线段最短,解决最短问题.
15.(成都市2022-2023学年八年级期末)如图,在平面直角坐标系中有,两点.将直线:向上平移个单位长度得到直线,点在直线上,过点作直线的垂线,垂足为点,连接,,,则折线的长的最小值为 .
【答案】
【分析】先证四边形是平行四边形,可得,则,即当点,点,点三点共线时,有最小值为的长,即有最小值,即可求解.
【详解】解:如图,将点沿轴向下平移个单位得到,以为斜边,作等腰直角三角形,则点,连接,是等腰直角三角形,,,
将直线:向上平移个单位长度得到直线,,,
,,,
,,,四边形是平行四边形,
,,
当点,点,点三点共线时,有最小值为的长,即有最小值,
点,点,,
折线的长的最小值为,故答案为:.
【点睛】本题考查了轴对称最短路线问题,平行四边形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,一次函数的应用,添加恰当辅助线构造平行四边形是解题的关键.
16.(广西2021年中考数学真题)如图,已知点,,两点,在抛物线上,向左或向右平移抛物线后,,的对应点分别为,,当四边形的周长最小时,抛物线的解析式为 .
【答案】.
【分析】先通过平移和轴对称得到当B、E、三点共线时,的值最小,再通过设直线的解析式并将三点坐标代入,当时,求出a的值,最后将四边形周长与时的周长进行比较,确定a的最终取值,即可得到平移后的抛物线的解析式.
【详解】解:∵,,,,
∴,,由平移的性质可知:,
∴四边形的周长为;
要使其周长最小,则应使的值最小;
设抛物线平移了a个单位,当a>0时,抛物线向右平移,当a<0时,抛物线向左平移;
∴,,将向左平移2个单位得到,
则由平移的性质可知:,将关于x轴的对称点记为点E,则,
由轴对称性质可知,∴当B、E、三点共线时,的值最小,
设直线的解析式为:,∴,
当时,∴∴,
将E点坐标代入解析式可得:,解得:,
此时,
此时四边形的周长为;
当时,,,,,此时四边形的周长为:;
∵,∴当时,其周长最小,
所以抛物线向右平移了个单位,所以其解析式为:;故答案为:.
【点睛】本题综合考查了平移、轴对称、一次函数的应用、勾股定理、抛物线的解析式等内容,解决本题的关键是理解并确定什么情况下该四边形的周长最短,本题所需综合性思维较强,对学生的综合分析和计算能力要求都较高,本题蕴含了数形结合与分类讨论的思想方法等.
三、解答题
17.(2023上·陕西西安·九年级校考阶段练习)(1)问题提出如图①,在中,,点D,E分别是的中点.若点M,N分别是和上的动点,则的最小值是______.
(2)问题探究:如图②,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥(与河床垂直),桥造在何处,才能使从A到B的路径最短.博琳小组针对该问题展开讨论,小旭同学认为:过A作河岸的垂线,使,为河宽,连接,与河的一岸交于点N,此时在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.你认为小旭的说法正确吗?请说明理由.(3)问题解决:如图③,在矩形中,.E、F分别在上,且满足,.若边长为10的正方形在线段上运动,连接,当取值最小时,求的长.

【答案】(1)3;(2)小旭的说法正确,理由见解析;(3)38或14
【分析】(1)连接,过点A作于点F,根据两点之间线段最短,可得当时,最短,此时点N与点F重合,即的最小值为的长,再根据直角三角形的性质,即可求解;(2)根据题意可得四边形为平行四边形,从而得到,再根据“两点之间线段最短”,当点,N,B三点共线时,最短,即可求解;
(3)过点N分别作,分别交于点H,G,连接交于点T,过点G作于点X,则,,证明四边形,四边形都是平行四边形, 可得,从而得到当点H,T,G三点共线时,的值最小,此时点N与点T重合,然后证明,可得,可求得的长;过点Q分别作,分别交于点K,L,连接交于点S,当点K,S,L三点共线时,的值最小,此时点N与点S重合,同理可求出的长,即可求解.
【详解】解:(1)如图,连接,过点A作于点F,∴,

当时,最短,此时点N与点F重合,即的最小值为的长,
∵,∴,∴,
∴的最小值为3;故答案为:3
(2)解:小旭的说法正确,理由如下:根据题意得:,,
∴四边形为平行四边形,∴,
根据“两点之间线段最短”,当点,N,B三点共线时,最短,
∵为河宽,∴在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.
(3)如图,过点N分别作,分别交于点H,G,连接交于点T,过点G作于点X,则,,

根据题意得:,,
∴四边形,四边形都是平行四边形,
∴,∴,
即当点H,T,G三点共线时,的值最小,此时点N与点T重合,
∵,∴,,,
∵,∴,∴,∴,解得:,
∴;
如图,过点Q分别作,分别交于点K,L,连接交于点S,当点K,S,L三点共线时,的值最小,此时点N与点S重合,同理;
综上所述,当取值最小时,的长为38或14.
【点睛】本题主要考查了直角三角形的性质,平行四边形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,两点之间,线段最短,熟练掌握直角三角形的性质,平行四边形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,利用类比思想解答是解题的关键.
18.(2023.广安九年级月考)如图,抛物线,经过点,,三点.求抛物线的解析式及顶点M的坐标;连接AC、MB,P为线段MB上的一个动点(不与点M、B重合),过点P作x轴的垂线PQ,若OQ=a,四边形ACPQ的面积为s,求a为何值时,面积s最大;点N是抛物线上第四象限的一个定点,坐标为 ,过点C作直线轴,动点在直线l上,动点在x轴上,连接PM、PQ、NQ,当m为何值时,的和最小,并求出和的最小值.
【答案】(1);M(1,4)
(2)当,面积最大,最大为.(3)
【分析】(1)抛物线过,,可求得解析式;
(2)将用含的代数式表示,并配方成顶点式求出最大值;
(3)根据选址造桥模型,将顶点向下平移三个单位得,当 在同一条直线上时,取得最小值.
【详解】(1)∵抛物线经过点,,,
∴ 解得 ∴=,顶点M的坐标为(1,4)
(2)连接AC、MB,P为线段MB上的一个动点(不与点M、B重合),过点P作x轴的垂线PQ.设P点的坐标为 ,如图所示.
∵P在直线MB上,,,设直线MB为
解得 直线MB的解析式为,P点坐标为
∵,,, ∴,,

整理
∴即当,面积最大,最大为.
(3)将顶点向下平移三个单位得 ,连接 交轴于点,连接.如图所示,则.∵,∴轴,且
∴,四边形为平行四边形
∴,有图知三点共线时,取最小值.
设直线的解析式为,将点,N
求得直线的解析式为,当时,,即,即,
此时过点作轴交延长线与点,
在中,,,
∴,∴,即,
∴当时,的最小值为.
【点睛】本题考查二次函数的综合问题,求最大值将函数用顶点式表示,其中第三问根据选址造桥模型确定M对应点的位置,当 在同一条直线上时,取得最小值.进而求解.
19.(2023·陕西咸阳·校考一模)【问题提出】(1)如图1,点A、B在直线l的同侧,点A到直线l的距离,点B到直线l的距离,A、B两点的水平距离,点P是直线l上的一个动点,则的最小值是________;
【问题探究】(2)如图2,在矩形中,,,G是的中点,线段在边上左右滑动,若,求的最小值;
【问题解决】(3)如图3,某公园有一块形状为四边形的空地,管理人员规划修两条小路和(小路的宽度忽略不计,两条小路交于点P),并在和上分别选取点M、N,沿、和修建地下水管,为了节约成本,要使得线段、与之和最小.
已测出,,,,,管理人员的想法能否实现,若能,请求出的最小值,若不能,请说明理由.

【答案】(1)10;(2);(3)能实现,最小值为.
【分析】(1)作点A关于直线l的对称点,连接交直线l于P,则的值最小,且的最小值,根据矩形的性质得到,,根据勾股定理即可得到结论;(2)如图,作G关于的对称点,在上截取,连接,,,则,根据平行四边形的性质得到,根据三角形的三边关系得到,根据勾股定理即可得到结论;(3)作点P关于、的对称点E、F,连接,分别交、于点O、H,则,,连接,与、的交点即为点M、N的位置,连接,,此时,,的长就是的最小值,过点E作交的延长线于点G,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】.解:(1)如图,作点A关于直线l的对称点,连接交直线l于P,则的值最小,且的最小值,过作于E,则,,

∴,∴即的最小值是10;
(2)如图,作G关于的对称点,在上截取,
连接,,,则,

,,四边形是平行四边形,,
,,,G为的中点,
,,由勾股定理得,
,即的最小值为:;
(3)管理人员的想法能实现,
作点P关于、的对称点E、F,连接,分别交、于点O、H, ,,连接,与、的交点即为点M、N的位置,连接,,此时,,的长就是的最小值,过点E作交的延长线于点G,

,,,,,,
,,,,
,,,
,,,,
,,,.
在中,,的最小值为.
【点睛】本题是四边形的综合题,考查了轴对称-最短路线问题及矩形的性质,根据题意作出辅助线,构造出直角三角形是解答此题的关键.
20.(2023上·重庆万州·九年级校考期中)如图,直线的图象与轴和轴分别交于点和点,的垂直平分线与轴交于点,与交于点,连接.(1)如图1,求的长;(2)如图2,若点是射线上的动点,点和点是轴上的两个动点,且,当的面积为时,求的最小值。
【答案】(1)(2)的最小值为
(3)存在以为顶点的四边形是菱形,所有满足条件的点的坐标为或或
【分析】(1)根据一次函数与坐标轴的交点的方法,令,,即可求解;(2)根据题意可求出的面积,再根据的面积为时,可求出点的坐标,根据“造桥求最短路径的方法”即可求解;
【详解】(1)解:∵直线的图象与轴和轴分别交于点和点,
∴令,则;令,则;∴,,∴,
∵是的垂直平分线,∴,设,则,
∴在中,,∴,
解得,,即,∴.
(2)解:已知,,是的垂直平分线,
∴,即,且,∴,
∵,,设所在直线的解析式为,
∴,解得,,∴所在直线的解析式为,
∵点在直线的图象上,∴设,∴,
∴,∴,整理得,,
解得,,,∴,,
∵点是射线上的动点,,∴舍去,∴点的坐标为,
∴当时,如图所示,作点关于轴对称的点,将线段向上平移至点与点重合,即,此时点三点共线,即四边形是平行四边形,则,此时的值最小,
∴,∵,∴,
如上所示,过点作轴于点,过点作轴于点,且,
∴,则,,
∴在中,,则,
∴的值最小为.
【点睛】本题主要考查一次函数与几何图形的综合,掌握一次函数与坐标轴交点的计算方法,对称最短路径的计算方法,菱形的判定和性质,全等三角形的判定和性质等知识的综合运用是解题的关键.
21.(2023·江苏南京·模拟预测)【模型介绍】
古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸同侧的两个军营.他总是先去营,再到河边饮马,之后,再巡查营.如图①,他时常想,怎么走才能使每天走的路程之和最短呢?大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.如图②,作点关于直线的对称点,连结与直线交于点,连接,则的和最小.请你在下列的阅读、理解、应用的过程中,完成解答.理由:如图③,在直线上另取任一点,连结,,,∵直线是点,的对称轴,点,在上,
(1)∴__________,_________,∴____________.在中,∵,∴,即最小.
【归纳总结】在解决上述问题的过程中,我们利用轴对称变换,把点在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即转化为“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中点为与的交点,即,,三点共线).由此,可拓展为“求定直线上一动点与直线同侧两定点的距离和的最小值”问题的数学模型.
【模型应用】(2)如图④,正方形的边长为4,为的中点,是上一动点.求的最小值.
解析:解决这个问题,可借助上面的模型,由正方形对称性可知,点与关于直线对称,连结交于点,则的最小值就是线段的长度,则的最小值是__________.
(3)如图⑤,圆柱形玻璃杯,高为,底面周长为,在杯内离杯底的点处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在外壁,离杯上沿与蜂蜜相对的点处,则蚂蚁到达蜂的最短路程为_____.
(4)如图⑥,在边长为2的菱形中,,将沿射线的方向平移,得到,分别连接,,,则的最小值为____________.
【答案】(1),,;(2);(3)17;(4)
【分析】(1)根据对称性即可求解;
(2)根据正方形的对称性知B关于AC的对称点是D,连接ED,则ED是的最小值;
(3)先将玻璃杯展开,再根据勾股定理求解即可;
(4)分析知:当与垂直时,值最小,再根据特殊角计算长度即可;
【详解】解:(1)根据对称性知:,
故答案为:,,;
(2)根据正方形的对称性知B关于AC的对称点是D,连接ED ∴ED是的最小值
又∵正方形的边长为4,E是AB中点∴ ∴的最小值是;
(3)由图可知:蚂蚁到达蜂的最短路程为 的长度:
∵ ∴

(4)∵在边长为2的菱形ABCD中,,将沿射线的方向平移,得到
∴ 当与垂直时,值最小
∵ ∴四边形是矩形,
∴ ∴
【点睛】本题考查“将军饮马”知识迁移,掌握“将军饮马”所遵循的数学原理,判断出最小是解题关键.
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【全国通用】2024中考数学二轮复习(重难点题型突破)
专题05 几何最值问题-5.2 将军遛马(过桥)模型
将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型是将军饮马的姊妹篇,它是在将军饮马的基础上加入了平移的思想,主要还是考查转化与化归等的数学思想。在各类考试中都以中高档题为主,本专题就将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
在解决将军遛马和将军过桥(造桥),不管是横向还是纵向的线段长度(定长),只要将线段按照长度方向平移即可,即可以跨越长度转化为标准的将军饮马模型,再依据同侧做对称点变异侧,异侧直接连线即可。利用数学的转化思想,将复杂模型变成基本模型就简单容易多了,从此将军遛马和将军过桥(造桥)再也不是问题!
【核心思路】去除定量,组合变量(通过几何变换将若干段原本彼此分类的线段组合到一起)。
1)将军遛马模型:已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。(原理用平移知识解)
(1)点A、B在直线m两侧: (2)点A、B在直线m同侧:
图1 图2
(1)如图1,过A点作AC∥m,且AC长等于PQ长,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。(2)如图2,过A点作AE∥m,且AE长等于PQ长,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
2)将军过桥(造桥)模型
【单桥模型】已知,如图1将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?
考虑MN长度恒定,只要求AM+NB最小值即可.问题在于AM、NB彼此分离,所以首先通过平移,使AM与NB连在一起,将AM向下平移使得M、N重合,此时A点落在A’位置(图2 ).
问题化为求A’N+NB最小值,显然,当共线时,值最小,并得出桥应建的位置(图3).
图1 图2 图3
【双桥模型】已知,如图4,将军在图中点A处,现要过两条河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?
图4 图5 图6
考虑PQ、MN均为定值,所以路程最短等价于AP+QM+NB最小,对于这彼此分离的三段,可以通过平移使其连接到一起.AP平移至A'Q,NB平移至MB',化AP+QM+NB为A'Q+QM+MB'.(如图5)
当A'、Q、M、B'共线时,A'Q+QM+MB'取到最小值,再依次确定P、N位置.(如图6)
考向一 将军遛马模型
例1.(2023·陕西·九年级校考期中)某社区广场有一块正方形花园,其中,E是的中点.(1)如图1,经过规划,需要修建两条小道、,M是上一点,社区为节省修建时间和费用,要使得所修建的小道的值最小,试求此时的长和的最小值
(2)如图2,社区广泛收集居民建议,重新设计了方案,修建四条小道、、、,其中M、N均在上,且N在M的右边,,要使得修建的小道的值最小,试求此时的长和的最小值.

例2.(2022·统考一模)如图,在矩形ABCD中,线段EF在AB边上,以EF为边在矩形ABCD内部作正方形EFGH,连接AH,CG.若,,,则的最小值为______.
例3.(2023·仁寿县一模)如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=8,E为CD的中点,点P、Q为BC上两个动点(点Q在点P的右边).①若连结AP、PE,则PE+AP的最小值为______;②连结QE,若PQ=3,当CQ=______时,四边形APQE的周长最小.
例4.(2023上·江苏盐城·九年级校联考阶段练习)如图,正方形内接于⊙O,线段在对角线上运动,若⊙O的周长为,,则周长的最小值是 .

例5.(2023·天津河东·校考模拟预测)如图,在边长为4的菱形中,,将沿射线的方向平移得到,分别连接,,则的最小值为 .
考向二 将军过桥(造桥)模型
例1.(2023.北京西城八年级期中)作图题(不写作法)
()如图,一个牧童从点出发,赶着羊群去河边喝水,则应当怎样选择饮水路线,才能使羊群走的路程最短?请在图中画出最短路线.
()如图,直线是一条河,,是两个村庄,欲在上的某处修建一个水泵站,向,两地供水,要使所需管道的长度最短,在图中标出点.(保留作图过程)
()如图,在一条河的两岸有,两个村庄,现在要在河上建一座小桥,桥的方向与河岸方向垂直,桥在图中用一条线段表示.试问:桥建在何处,才能使到的路程最短呢?请在图中画出桥的位置.(保留作图过程)
例2.(2022上·湖北襄阳·九年级联考自主招生)如图有一条直角弯道河流,河宽为2,、两地到河岸边的距离均为1,,,,现欲在河道上架两座桥、,使最小,则最小值为  

A. B. C.14 D.12
例3.(2023·内江·中考模拟)如图,已知直线,、之间的距离为8,点P到直线的距离为6,点Q到直线的距离为4,PQ=,在直线l1上有一动点A,直线上有一动点B,满足AB⊥,且PA+AB+BQ最小,此时PA+BQ= .
例4.(2023.广东省深圳市八年级期中)如图,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=4,OC=10,∠A=60°,线段EF垂直平分OD,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E'关于x轴对称,连接BP、E'M,则BP+PM+ME'的长度的最小值为 .
例5.(广东省惠州市2022-2023学年九年级月考)如图,抛物线 ,经过点 ,, 三点.(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;

(2)连接,,N为抛物线上的点且在第一象限,当时,求N点的坐标;
(3)在(2)问的条件下,过点C作直线轴,动点在直线l上,动点 在x轴上,连接 ,,,当m为何值时,的和最小,求出 和的最小值.
一、选择题
1.(2023.山东八年级月考)有一条以互相平行的直线为岸的河流,其两侧有村庄和村庄,现在要在河上建一座桥梁(桥与河岸垂直),使两村庄之间的路程最短,从作图痕迹上来看,正确的是( )
A. B. C. D.
2.(2023安徽二模)如图,菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,点E、F在对角线BD上运动,且EF=2,连接AE、AF,则△AEF周长的最小值是( )
A.4 B.4+ C.2+2 D.6
3.(2023·重庆九龙坡·统考一模)如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠ABC=60°,将△ABD沿射线BD方向平移,得到△EFG,连接EC、GC.则EC+GC的最小值为(  )
A.2 B.4 C.2 D.4
4.(2023·安徽合肥·校考三模)在边长为2的正方形中,点E、F是对角线上的两个动点,且始终保持,连接、,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
5.(2023年山东中考三模)如图,在菱形中,,在边上有一线段由向运动,点到达点后停止运动,在的左侧,,连接,则周长的最小值为( )
A. B. C.7 D.8
6.(2021·四川南充市·中考真题)如图,在矩形ABCD中,,,把边AB沿对角线BD平移,点,分别对应点A,B.给出下列结论:①顺次连接点,,C,D的图形是平行四边形;②点C到它关于直线的对称点的距离为48;③的最大值为15;④的最小值为.其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空题
7.(2022·四川内江·统考中考真题)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=4,点E、F分别是AB、DC上的动点,EF∥BC,则AF+CE的最小值是 _____.
8.(2023·广东·九年级期中)如图,CD是直线x=1上长度固定为1的一条动线段.已知A(﹣1,0),B(0,4),则四边形ABCD周长的最小值为 _________________.
9.(2024·浙江金华·八年级期末)在综合实践课上,小明把边长为2cm的正方形纸片沿着对角线AC剪开,如图l所示.然后固定纸片△ABC,把纸片△ADC沿AC的方向平移得到△A′D′C′,连A′B,D′B,D′C,在平移过程中:(1)四边形A′BCD′的形状始终是 __;(2)A′B+D′B的最小值为 __.
10.(2023·辽宁沈阳·八年级校考阶段练习)如图,在矩形 ABCD 中,AD=BC=3,∠DBC=60°,将△DAB 沿射线 DB方向平移得到△D’A’B’,连接 CD’和 CB’, 则 CD’+CB’的最小值为 .
11.(2023·山东潍坊·八年级期末)如图,在平面直角坐标系中,已知,,是轴上的一条动线段,且,当取最小值时,点坐标为______.
12.(2023·四川成都·模拟预测)如图,菱形的边在轴上,顶点坐标为,顶点坐标为,点在轴上,线段轴,且点坐标为,若菱形沿轴左右运动,连接、,则运动过程中,四边形周长的最小值是________.
13.(2023·重庆·校考三模)如图,在边长为1的菱形ABCD中,,将沿射线BD的方向平移得到,分别连接,,,则的最小值为 .
14.(2023.广东省深圳市九年级期中)如图1,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=2,OC=6,∠A=60°,线段EF所在的直线为OD的垂直平分线,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E′关于x轴对称,连接BP、E′M.
(1)请直接写出点A的坐标为_____,点B的坐标为_____;
(2)当BP+PM+ME′的长度最小时,请直接写出此时点P的坐标为_____;
15.(成都市2022-2023学年八年级期末)如图,在平面直角坐标系中有,两点.将直线:向上平移个单位长度得到直线,点在直线上,过点作直线的垂线,垂足为点,连接,,,则折线的长的最小值为 .
16.(广西2021年中考数学真题)如图,已知点,,两点,在抛物线上,向左或向右平移抛物线后,,的对应点分别为,,当四边形的周长最小时,抛物线的解析式为 .
三、解答题
17.(2023上·陕西西安·九年级校考阶段练习)(1)问题提出如图①,在中,,点D,E分别是的中点.若点M,N分别是和上的动点,则的最小值是______.
(2)问题探究:如图②,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥(与河床垂直),桥造在何处,才能使从A到B的路径最短.博琳小组针对该问题展开讨论,小旭同学认为:过A作河岸的垂线,使,为河宽,连接,与河的一岸交于点N,此时在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.你认为小旭的说法正确吗?请说明理由.(3)问题解决:如图③,在矩形中,.E、F分别在上,且满足,.若边长为10的正方形在线段上运动,连接,当取值最小时,求的长.
18.(2023.广安九年级月考)如图,抛物线,经过点,,三点.求抛物线的解析式及顶点M的坐标;连接AC、MB,P为线段MB上的一个动点(不与点M、B重合),过点P作x轴的垂线PQ,若OQ=a,四边形ACPQ的面积为s,求a为何值时,面积s最大;点N是抛物线上第四象限的一个定点,坐标为 ,过点C作直线轴,动点在直线l上,动点在x轴上,连接PM、PQ、NQ,当m为何值时,的和最小,并求出和的最小值.
19.(2023·陕西咸阳·校考一模)【问题提出】(1)如图1,点A、B在直线l的同侧,点A到直线l的距离,点B到直线l的距离,A、B两点的水平距离,点P是直线l上的一个动点,则的最小值是________;
【问题探究】(2)如图2,在矩形中,,,G是的中点,线段在边上左右滑动,若,求的最小值;
【问题解决】(3)如图3,某公园有一块形状为四边形的空地,管理人员规划修两条小路和(小路的宽度忽略不计,两条小路交于点P),并在和上分别选取点M、N,沿、和修建地下水管,为了节约成本,要使得线段、与之和最小.
已测出,,,,,管理人员的想法能否实现,若能,请求出的最小值,若不能,请说明理由.

20.(2023上·重庆万州·九年级校考期中)如图,直线的图象与轴和轴分别交于点和点,的垂直平分线与轴交于点,与交于点,连接.(1)如图1,求的长;(2)如图2,若点是射线上的动点,点和点是轴上的两个动点,且,当的面积为时,求的最小值。
21.(2023·江苏南京·模拟预测)【模型介绍】
古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸同侧的两个军营.他总是先去营,再到河边饮马,之后,再巡查营.如图①,他时常想,怎么走才能使每天走的路程之和最短呢?大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.如图②,作点关于直线的对称点,连结与直线交于点,连接,则的和最小.请你在下列的阅读、理解、应用的过程中,完成解答.理由:如图③,在直线上另取任一点,连结,,,∵直线是点,的对称轴,点,在上,
(1)∴__________,_________,∴____________.在中,∵,∴,即最小.
【归纳总结】在解决上述问题的过程中,我们利用轴对称变换,把点在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即转化为“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中点为与的交点,即,,三点共线).由此,可拓展为“求定直线上一动点与直线同侧两定点的距离和的最小值”问题的数学模型.
【模型应用】(2)如图④,正方形的边长为4,为的中点,是上一动点.求的最小值.
解析:解决这个问题,可借助上面的模型,由正方形对称性可知,点与关于直线对称,连结交于点,则的最小值就是线段的长度,则的最小值是__________.
(3)如图⑤,圆柱形玻璃杯,高为,底面周长为,在杯内离杯底的点处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在外壁,离杯上沿与蜂蜜相对的点处,则蚂蚁到达蜂的最短路程为_____.
(4)如图⑥,在边长为2的菱形中,,将沿射线的方向平移,得到,分别连接,,,则的最小值为____________.
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