2023年中考数学复习 第六讲“将军饮马”求线段最值问题专题(压轴题专题讲义)(含解析)

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2023年中考数学复习 第六讲“将军饮马”求线段最值问题专题(压轴题专题讲义)(含解析)

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第六讲 “将军饮马”求线段最值问题(压轴题专题讲义)
内容提要
【题型一——将军饮马问题】
【题型二——将军造桥问题】
【题型三——遛马饮水问题】
知识点拓展详解
【题型一——将军饮马问题】
常见的题型有:
问题1. 如图,将军在图中点A处,现在他要带马去河边喝水,之后返回军营,问:将军怎么走能
使得路程最短?
作法:如图.作点A关于直线l的对称点A’,连结A'B,与直线,的交点就是点P
【题型二——将军造桥问题】
问题1.已知: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?(将军过桥)
作法: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.
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.
问题2.已知:A、B两点,MN长度为定值,求确定M、N位置使得AM+MN+NB值最小?(将军遛马)
作法:考虑MN为定值,故只要AM+BN值最小即可.将AM平移使M、N重合,AM=A’N,将AM+BN转化为A’N+NB.
构造点A关于MN的对称点A’’,连接A’’B,可依次确定N、M位置,可得路线.
【题型三——遛马饮水问题】
问题1.如图,将军在图中的点P处,已知将军需要先带马儿去OM的河边喝水,再去ON的草坪吃草,求最短路径。即:已知:在MON内有一点P,在边ON,OM上分别找点Q,R,使得PQ+QR+RP最小.
作法:如图,分别作点P关于射线OM的对称点P',P",连结P'P",与射线ON,OM的交点就是点Q,R.
问题2.已知:在MON内有一点P,在边OM,ON上分别找点R,Q.使得PR+QR最小
作法:如图,作点P关于射线OM的对称点P',作P'Q ON,垂足为Q,P'Q与射线ON的交点就是R.
问题3.已知:在MON内有两点P,Q,在边OM,ON上分别找点R,S.使得PR+RS+SQ最小.
作法:如图,作点P关于射线OM的对称点P',作点Q关于射线ON的对称点Q',连结P'Q'.与射线OM,ON的交点就是R,S.
【解题思路】
关于最小值,我们知道“两点之间,线段最短”、“点到直线的连线中,垂线段最短”等,所以此处,需转化问题,将折线段变为直线段.作端点(点A或点B)关于折点(上图P点)所在直线的对称,化折线段为直线段.
【最新典型例题】
例题1.如图,C为线段BD上一动点,AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC,EC,设BC=x.
(1)若AB=6,DE=3,BD=12,用含x的代数式表示AC+CE的长;
(2)在(1)的条件下,求AC+CE的最小值;
(3)求代数式+的最小值.
【思路点拨】(1)在Rt△ABC中,AC=,在Rt△DEC中,CE=,则可求AC+CE=+;
(2)如图1,延长ED至E′,使DE′=DE=3,连接CE′,过点E′作E′F⊥AB,交AB的延长线于F,当A、C、E′三点在同一条直线上时,AE′最小,则AC+CE=AE′=15,即可求AC+CE的最小值;
(3)使AB=3,ED=1,DB=4,延长ED至E′,使DE′=DE=1,过点E′作E′F⊥AB,交AB的延长线于F,连接AE′交BD于点C,AE′的长即为代数式+的最小值,在Rt△AE′F中,由勾股定理可得AE′=4.
【规律总结】最短路线问题
在直线L上的同侧有两个点A、B,在直线L上有到A、B的距离之和最短的点存在,可以通过轴对称来确定,即作出其中一点关于直线L的对称点,对称点与另一点的连线与直线L的交点就是所要找的点.
2、凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,结合本节所学轴对称变换来解决,多数情况要作点关于某直线的对称点.
提高同步练习
一.选择题(共8小题)
1.如图,∠AOB=60°,点P是∠AOB内的定点且OP=4,若点M,N分别是射线OA,OB上异于点O的动点,则△PMN周长的最小值是(  )
A. B. C.6 D.3
2.如图,牧童在A处牧马,牧童的家在B处,A,B处到河岸的距离分别是AC=300m,BD=500m,且C,D两地之间的距离为600m.牧童从A处将马牵到河边去饮水,再牵回家,他至少要走的路程是(  )
A.1400m B.(500+300)m
C.1000m D.(300+100)m
3.如图,在锐角△ABC中,∠C=40°;点P是边AB上的一个定点,点M、N分别是AC和BC边上的动点,当△PMN的周长最小时,∠MPN的度数是(  )
A.90° B.100° C.110° D.80°
4.如图,在△ABC中,AB=AC,AD、CE是△ABC的两条中线,CE=5,AD=7,P是AD上一个动点,则BP+EP的最小值是(  )
A.7 B.3.5 C.5 D.2.5
5.如图,∠AOB=30°,点P在OB上且OP=2,点M、N分别是OA、OB上的动点,则PM+MN的最小值是(  )
A.2 B.4 C. D.
6.如图,正方形ABCD的对角线交于点O,点E是直线BC上一动点.若AB=4,则AE+OE的最小值是(  )
A. B. C. D.
7.如图,抛物线y=﹣x2+2x+1交x轴于A,B两点,交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,点C关于抛物线的对称轴的对称点为点E,点G,F分别在x轴和y轴上,则四边形EDFG周长的最小值为(  )
A.6 B.4 C. D.2
8.如图,边长为a的等边△ABC中,BF是AC上中线且BF=b,点D在BF上,连接AD,在AD的右侧作等边△ADE,连接EF,则△AEF周长的最小值是(  )
A. B. C.a+b D.a
二.填空题(共4小题)
9.如图,平面直角坐标系中,⊙O的半径为,交x轴正半轴于点B,弦AB=3,点P为y轴上一点,且PA+PB的值最小,则点P坐标为    .
10.如图,牧童在A处放牛,牛棚在B处,A、B到河岸CD的距离相等,即AC=BD,若点A到河岸CD的距离为60m,C、D两点间的距离为160m,则牧童从A处把牛牵到河边饮完水,再把牛送回牛棚的最短路程是    .
11.如图,在△BCD中,∠BDC=90°,∠DBC=30°,射线CN平分∠BCD,AB∥CD,AB=10,BD=24,点F为BC的中点,点M为射线CN上一动点,则MF+MA的最小值为    .
12.如图,在四边形ABCD中,∠BAD=115°,∠B=∠D=90°,在BC,CD上分别找一个点M,N使△AMN的周长最小,则∠AMN+∠ANM=   .
三.解答题(共4小题)
13.(1)如图,河道上A,B两点(看作直线上的两点)相距200米,C,D为两个菜园(看作两个点),AD⊥AB,BC⊥AB,垂足分别为A,B,AD=80米,BC=70米,现在菜农要在AB上确定一个抽水点P,使得抽水点P到两个菜园C,D的距离和最短.请在图中作出点P,保留作图痕迹,并求出PC+PD的最小值.
(2)借助上面的思考过程,请直接写出当0<x<15时,代数式+的最小值=   .
14.已知A(1,4),B(2,0),C(5,2).
(1)在如图所示的平面直角坐标系中描出点A,B,C,并画出△ABC;
(2)画出△ABC关于y轴对称的△A'B'C';
(3)点P在x轴上,并且使得AP+PC的值最小,请标出点P位置并写出最小值.
15.如图,在10×10的正方形网格中,每个小正方形的边长都为1,网格中有一个格点△ABC(即三角形的顶点都在格点上).
(1)在图中作出△ABC关于直线l对称的△A1B1C1;(要求:A与A1,B与B1,C与C1相对应)
(2)△A1B1C1的面积是    .
(3)若有一格点P到点A、B的距离相等(PA=PB),则网格中满足条件的点P共有    个;
(4)在直线l上找一点Q,使QB+QC的值最小.(要求:图中标注点Q,要有作图痕迹)
16.如图,在△ABC中,AB=AC,AO⊥BC于点O,OE⊥AB于点E,以点O为圆心,OE为半径作半圆,交AO于点F.
(1)求证:AC是⊙O的切线;
(2)若点F是OA的中点,OE=6,求图中阴影部分的周长;
(3)在(2)的条件下,点P是BC边上的动点,当PE+PF取最小值时,直接写出BP的长.
参考答案与试题解析
例题1.如图,C为线段BD上一动点,AB⊥BD,ED⊥BD,连接AC,EC,设BC=x.
(1)若AB=6,DE=3,BD=12,用含x的代数式表示AC+CE的长;
(2)在(1)的条件下,求AC+CE的最小值;
(3)求代数式+的最小值.
解:(1)∵AB⊥BD,AB=6,BD=12,BC=x,
∴CD=12﹣x,
在Rt△ABC中,AC===,
∵ED⊥BD,DE=2,
在Rt△DEC中,CE==,
∴AC+CE=+;
(2)如图1,延长ED至E′,使DE′=DE=3,连接CE′,过点E′作E′F⊥AB,交AB的延长线于F,
当A、C、E′三点在同一条直线上时,AE′最小,
∵BD⊥EE′,DE′=DE,
∴CE=CE′,
∴AC+CE=AC+CE′=AE′最小,
∵∠F=∠DBF=∠BDE′=90°,
∴四边形BDE′F是矩形,
∴BF=DE′=3,E′F=BD=12,
∴AF=AB+BF=6+3=9,
在Rt△AE′F中,AE′===15,
∴AC+CE的最小值为15;
(3)如图2,由(2),使AB=3,ED=1,DB=4,延长ED至E′,使DE′=DE=1,过点E′作E′F⊥AB,交AB的延长线于F,连接AE′交BD于点C,
∴AC+CE=+,
∴AE′的长即为代数式+的最小值,
∵四边形BDE′F是矩形,
∴BF=DE′=1,E′F=BD=4,
∴AF=AB+BF=3+1=4,
在Rt△AE′F中,由勾股定理得,AE′===4,
∴代数式+的最小值为4.
提高同步练习
一.选择题(共8小题)
1.如图,∠AOB=60°,点P是∠AOB内的定点且OP=4,若点M,N分别是射线OA,OB上异于点O的动点,则△PMN周长的最小值是(  )
A. B. C.6 D.3
【分析】作点P关于OB的对称点D,点P关于OA的对称点C,连接CD与OA,OB分别交于点M与N则CD的长即为△PMN周长的最小值;连接OC,OD,过点O作OH⊥CD,在Rt△OCH中求出HC即可求出CD.
解:作P点分别关于OA、OB的对称点C、D,连接CD分别交OA、OB于M、N,如图,
则MP=MC,NP=ND,OP=OD=OC=4,∠BOP=∠BOD,∠AOP=∠AOC,
∴PN+PM+MN=ND+MN+MC=DC,∠COD=∠BOP+∠BOD+∠AOP+∠AOC=2∠AOB=120°,
∴此时△PMN周长最小,
作OH⊥CD于H,则CH=DH,
∵∠OCH=30°,
∴CH=OC=2,
∴CD=2CH=4.
∴△PMN周长的最小值是4,
故选:B.
2.如图,牧童在A处牧马,牧童的家在B处,A,B处到河岸的距离分别是AC=300m,BD=500m,且C,D两地之间的距离为600m.牧童从A处将马牵到河边去饮水,再牵回家,他至少要走的路程是(  )
A.1400m B.(500+300)m
C.1000m D.(300+100)m
【分析】将此题转化为轴对称问题,作出A点关于河岸的对称点A′,根据两点之间线段最短得出BA′的长即为牧童要走的最短路程,利用勾股定理解答即可.
解:作A点关于直线CD的对称点A′,连接BA′交河岸与P,
则PB+PA=PB+PA′=BA′最短,故牧童应将马赶到河边的P地点.
作DB′=CA′,且DB′⊥CD,
∵DB′=CA′,DB′⊥CD,BB′∥A′A,
∴四边形A′B′DC是矩形,
∴B'A'=CD=500m,DB′=A′C=AC=300m,
在Rt△BB′A′中,
连接A′B′,则BB′=BD+DB′=500+300=800m,
BA′===1000(m).
故选:C.
3.如图,在锐角△ABC中,∠C=40°;点P是边AB上的一个定点,点M、N分别是AC和BC边上的动点,当△PMN的周长最小时,∠MPN的度数是(  )
A.90° B.100° C.110° D.80°
【分析】分别作P关于BC,AC的对称点E,D,连接DE,交AC于M,交BC于N,此时△MNP的周长最小,由条件求出∠DPE的度数,由轴对称的性质,等腰三角形的性质得到∠MPD+∠NPE=∠D+∠E=40°,从而求出∠MPN的度数.
解:分别作P关于BC,AC的对称点E,D,连接DE,交AC于M,交BC于N,此时△MNP的周长最小,
∵∠PHM=∠PGN=90°,∠C=40°,
∴∠DPE=360°﹣∠PHM﹣∠PGN﹣∠C=360°﹣90°﹣90°﹣40°=140°,
∴∠D+∠E=180°﹣∠DPE=180°﹣140°=40°,
∵PM=DM,NP=NE,
∴∠MPD=∠D,∠NPE=∠E,
∴∠MPD+∠NPE=∠D+∠E=40°,
∴∠MPN=∠DPE﹣(∠MPD+∠NPE)=140°﹣40°=100°.
故选:B.
4.如图,在△ABC中,AB=AC,AD、CE是△ABC的两条中线,CE=5,AD=7,P是AD上一个动点,则BP+EP的最小值是(  )
A.7 B.3.5 C.5 D.2.5
【分析】利用将军饮马模型找出使BP+EP取得最小值时的点P的位置即可求得结论.
解:∵AB=AC,AD⊥BC,
∴BD=CD,
∴AD为BC的垂直平分线,
∴B,C关于AD对称,
∴连接EC与AD的交点即为使BP+EP取得最小值时的点P,
∴BP+EP的最小值=EC=5,
故选:C.
5.如图,∠AOB=30°,点P在OB上且OP=2,点M、N分别是OA、OB上的动点,则PM+MN的最小值是(  )
A.2 B.4 C. D.
【分析】如图,在∠AOB的外部作射线OC,使∠AOC=∠AOB=30°,过点P作PN′⊥OC于点N′,交OA于M,此时,PM+MN′=PN′为PM+MN的最小值,利用勾股定理即可求得答案.
解:如图,在∠AOB的外部作射线OC,使∠AOC=∠AOB=30°,过点P作PN′⊥OC于点N′,交OA于M,
此时,PM+MN′=PN′为PM+MN的最小值,
∵∠BOC=60°,OP=2,∠PN′O=90°,
∴∠OPN′=90°﹣60°=30°,
∴ON′=OP=×2=1,
在Rt△PON′中,PN′===,
∴PM+MN的最小值为,
故选:D.
6.如图,正方形ABCD的对角线交于点O,点E是直线BC上一动点.若AB=4,则AE+OE的最小值是(  )
A. B. C. D.
【分析】本题为典型的将军饮马模型问题,需要通过轴对称,作点A关于直线BC的对称点A',再连接A'O,运用两点之间线段最短得到A'O为所求最小值,再运用勾股定理求线段A'O的长度即可.
解:如图所示,作点A关于直线BC的对称点A',连接A'O,其与BC的交点即为点E,再作OF⊥AB交AB于点F,
∵A与A'关于BC对称,
∴AE=A'E,AE+OE=A'E+OE,当且仅当A',O,E在同一条线上的时候和最小,如图所示,此时AE+OE=A'E+OE=A'O,
∵正方形ABCD,点O为对角线的交点,
∴,
∵A与A'关于BC对称,
∴AB=BA'=4,
∴FA'=FB+BA'=2+4=6,
在Rt△OFA'中,,
故选:D.
7.如图,抛物线y=﹣x2+2x+1交x轴于A,B两点,交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,点C关于抛物线的对称轴的对称点为点E,点G,F分别在x轴和y轴上,则四边形EDFG周长的最小值为(  )
A.6 B.4 C. D.2
【分析】利用抛物线的解析式求得点C,D,E的坐标,利用轴对称的性质和将军饮马模型作出点D关于y轴的对称点D′,点E关于x轴的对称点E′,连接D′E′,交x轴于点G,交y轴于点F,此时四边形EDFG周长取得最小值,利用点的坐标的性质和勾股定理即可求得结论.
解:令x=0,则y=1,
∴C(0,1).
∵y=﹣x2+2x+1=﹣(x﹣1)2+2,
∴D(1,2),抛物线的对称轴为直线x=1.
∵点C关于抛物线的对称轴的对称点为点E,
∴E(2,1).
∴DE==.
作点D关于y轴的对称点D′,点E关于x轴的对称点E′,连接D′E′,交x轴于点G,交y轴于点F,如图,
则D′(﹣1,2),E′(2,﹣1),FD=FD′,GE=GE′,
此时DF+FG+EG=FD′+FG+GE′=D′E′,
∴此时四边形EDFG周长最小,
延长DD′,EE′,它们交于点H,如图,
则D′H=3,HE′=3,
∴D′E′==3,
∴四边形EDFG周长的最小值为DE+DF+FG+EG=DE+D′E′==4.
故选:B.
8.如图,边长为a的等边△ABC中,BF是AC上中线且BF=b,点D在BF上,连接AD,在AD的右侧作等边△ADE,连接EF,则△AEF周长的最小值是(  )
A. B. C.a+b D.a
【分析】首先证明点E在射线CE上运动(∠ACE=30°),作点A关于直线CE的对称点M,连接FM交CE 于E′,此时AE′+FE′的值最小.
解:如图,∵△ABC,△ADE都是等边三角形,
∴AB=AC=a,AD=AE,∠BAC=∠DAE=∠ABC=60°,
∴∠BAD=∠CAE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,
∵AF=CF=a,BF=b,
∴∠ABD=∠CBD=∠ACE=30°,BF⊥AC,
∴点E在射线CE上运动(∠ACE=30°),
作点A关于直线CE的对称点M,连接FM交CE 于E′,此时AE′+FE′的值最小,
∵CA=CM,∠ACM=60°,
∴△ACM是等边三角形,
∴AM=AC,
∵BF⊥AC,
∴FM=BF=b,
∴△AEF周长的最小值=AF+FE′+AE′=AF+FM=a+b,
故选:B.
二.填空题(共4小题)
9.如图,平面直角坐标系中,⊙O的半径为,交x轴正半轴于点B,弦AB=3,点P为y轴上一点,且PA+PB的值最小,则点P坐标为  (0,) .
【分析】连接AC交y轴于P,则PA+PB的值最小,由△COP∽△CAB得到OP:AB=OC:CA,即可解决问题.
解:B点的对称的是C点,连接AC交y轴于P,则PA+PB的值最小,
∵AC2=BC2﹣AB2,
∴AC2=52﹣32,
∴AC=4,
∵BC是⊙O的直径,
∴∠CAB=90°,
∵∠PCB=∠ACB,∠COP=∠CAB,
∴△COP∽△CAB,
∴OP:AB=OC:CA,
∴OP:3=:4,
∴OP=,
∴点P的坐标是(0,).
故答案为:(0,).
10.如图,牧童在A处放牛,牛棚在B处,A、B到河岸CD的距离相等,即AC=BD,若点A到河岸CD的距离为60m,C、D两点间的距离为160m,则牧童从A处把牛牵到河边饮完水,再把牛送回牛棚的最短路程是  200m .
【分析】根据轴对称的性质和“两点之间线段最短”,连接A′B得到最短距离为A′B,再根据勾股定理求出A′M的长即可.
解:作出A关于CD的对称点A′,连接A′B与CD相交于M,
则牧童从A处把牛牵到河边饮水再回家,最短距离是A′B的长,
∵AC=BD,
∴A′C=BD,
∴CM=DM,M为CD的中点,
∴CM=CD=×160=80(m).
在△A′CM与△BDM中,

∴△A′CM≌△BDM(ASA),
∴A′M=BM,
∵AC=60m,CM=80m,
∴A′M===100(m),
∴A′B=2A′M=200m.
故答案为:200m.
11.如图,在△BCD中,∠BDC=90°,∠DBC=30°,射线CN平分∠BCD,AB∥CD,AB=10,BD=24,点F为BC的中点,点M为射线CN上一动点,则MF+MA的最小值为  26 .
【分析】连接AD,交NC于点G,连接FD,交NC于点P,连接GF,根据题意可得△DFC为等边三角形,由等边三角形的三线合一可得GF=GD,以此得出MF+MA的最小值为GF+AG=GD+AG=AD,由AB∥CD可得△ABD为直角三角形,最后根据勾股定理求解即可.
解:如图,连接AD,交NC于点G,连接FD,交NC于点P,连接GF,
∵∠BDC=90°,∠DBC=30°,
∴∠BCD=60°,CD=CD,
∵点F为BC的中点,
∴FD=BF=CF=BC=CD,
∴△DFC为等边三角形,
∵射线CN平分∠BCD,
∴CP垂直平分DP,
∴GF=GD,点D为点F关于CN的对称点,
∴当M在点G时,此时MF+MA为GF+AG=GD+AG=AD取得最小值,
∵AB∥CD,
∴∠ABD=90°,
∵AB=10,BD=24,
∴.
故答案为:26.
12.如图,在四边形ABCD中,∠BAD=115°,∠B=∠D=90°,在BC,CD上分别找一个点M,N使△AMN的周长最小,则∠AMN+∠ANM= 130° .
【分析】要使△AMN的周长最小,即利用点的对称,使三角形的三边在同一直线上,作出A关于BC和CD的对称点A′,A″,即可得出∠AA′M+∠A″′=65°,进而得出∠AMN+∠ANM=2(∠AA′M+∠A″),即可得出答案.
解:作A关于BC和CD的对称点A′,A″,连接A′A″,交BC于M,交CD于N,则A′A″即为△AMN的周长最小值.
∵∠DAB=115°,
∴∠AA′M+∠A″=180°﹣∠BAD=180°﹣100°=65°,
∵∠MA′A=∠MAA′,∠NAD=∠A″,且∠MA′A+∠MAA′=∠AMN,∠NAD+∠A″=∠ANM,
∴∠AMN+∠ANM=∠MA′A+∠MAA′+∠NAD+∠A″=2(∠AA′M+∠A″)=2×65°=130°
故答案为:130°.
三.解答题(共4小题)
13.(1)如图,河道上A,B两点(看作直线上的两点)相距200米,C,D为两个菜园(看作两个点),AD⊥AB,BC⊥AB,垂足分别为A,B,AD=80米,BC=70米,现在菜农要在AB上确定一个抽水点P,使得抽水点P到两个菜园C,D的距离和最短.请在图中作出点P,保留作图痕迹,并求出PC+PD的最小值.
(2)借助上面的思考过程,请直接写出当0<x<15时,代数式+的最小值= 17 .
【分析】(1)作点C关于AB的对称点F,连接DF交AB于点P,连接PC,点P即为所求;根据勾股定理可得DF的长,从而解答即可;
(2)先作出点C关于AB的对称点F,连接DF,使AB=15,AD=5,BC=BF=3,DF就是代数式+的最小值,
解:(1)作点C关于AB的对称点F,连接DF交AB于点P,连接PC,点P即为所求;
作DE⊥BC交BC的延长线于E.
在Rt△DEF中,∵DE=AB=200米,EF=AD+BC=80+70=150米,
∴DF===250(米),
∴PD+PC的最小值为250米;
(2):先作出点C关于AB的对称点F,连接DF,作DE⊥BC交BC的延长线于E.
使AB=15,AD=5,BC=BF=3,DF就是代数式+的最小值,
∵DF===17,
∴代数式+的最小值为17.
故答案为:17.
14.已知A(1,4),B(2,0),C(5,2).
(1)在如图所示的平面直角坐标系中描出点A,B,C,并画出△ABC;
(2)画出△ABC关于y轴对称的△A'B'C';
(3)点P在x轴上,并且使得AP+PC的值最小,请标出点P位置并写出最小值.
【分析】(1)根据点的坐标确定点的位置,作图即可.
(2)根据轴对称的性质作图即可.
(3)作点A关于x轴的对称点A'',连接A''C,交x轴于点P,连接AP,此时AP+PC的值最小,利用勾股定理求出A''C的值即可得出答案.
解:(1)如图,△ABC即为所求.
(2)如图,△A'B'C'即为所求.
(3)如图,点P即为所求.
由勾股定理得A''C==.
∴AP+PC的最小值为.
15.如图,在10×10的正方形网格中,每个小正方形的边长都为1,网格中有一个格点△ABC(即三角形的顶点都在格点上).
(1)在图中作出△ABC关于直线l对称的△A1B1C1;(要求:A与A1,B与B1,C与C1相对应)
(2)△A1B1C1的面积是  5 .
(3)若有一格点P到点A、B的距离相等(PA=PB),则网格中满足条件的点P共有  4 个;
(4)在直线l上找一点Q,使QB+QC的值最小.(要求:图中标注点Q,要有作图痕迹)
【分析】(1)根据轴对称的性质作图即可.
(2)利用割补法求三角形的面积即可.
(3)由题意知,点P在线段AB的垂直平分线上,作出线段AB的垂直平分线,可得答案.
(4)连接B1C,交直线l于点Q,连接BQ,此时QB+QC的值最小.
解:(1)如图,△A1B1C1即为所求.
(2)△A1B1C1的面积为4×3﹣﹣﹣=5.
故答案为:5.
(3)∵格点P到点A、B的距离相等,
∴点P在线段AB的垂直平分线上,
如图所示,P1,P2,P3,P4满足题意,共4个,
故答案为:4.
(4)如图,点Q即为所求.
16.如图,在△ABC中,AB=AC,AO⊥BC于点O,OE⊥AB于点E,以点O为圆心,OE为半径作半圆,交AO于点F.
(1)求证:AC是⊙O的切线;
(2)若点F是OA的中点,OE=6,求图中阴影部分的周长;
(3)在(2)的条件下,点P是BC边上的动点,当PE+PF取最小值时,直接写出BP的长.
【分析】(1)过O作OM⊥AC于M,由AB=AC,AO⊥BC,得AO平分∠BAC,即有OE=OM,从而可得OM为⊙O半径,故AC是⊙O的切线;
(2)由OM=OE=OF=6,且F是OA中点,得OA=12,AE==6,根据OE⊥AB,OA=12,OE=6,可得∠AOE=60°,即可列式求出答案;
(3)作F关于BC的对称点G,连接EG交BC于P,连接EF,此时PE+PF最小,最小值为EG的长度,根据F、G关于BC对称,可证F、O、G共线,由(2)知∠EOF=60°,OG=OF=OE,即得∠G=30°,∠EOB=30°,故∠EPB=∠B=60°,△EBP是等边三角形,BP=BE,而Rt△BOE中,BE==2,从而可得BP=2.
(1)证明:过O作OM⊥AC于M,如图:
∵AB=AC,AO⊥BC,
∴AO平分∠BAC,
∵OE⊥AB,OM⊥AC,
∴OE=OM,
∵OE为⊙O半径,
∴OM为⊙O半径,
∴AC是⊙O的切线;
(2)解:∵OM=OE=OF=6,且F是OA中点,
∴OA=12,AF=OF=6,
在Rt△AEO中,AE==6,
∵OE⊥AB,OA=12,OE=6,
∴∠EAO=30°,∠AOE=60°,
∴==2π,
∴l阴影部分=AE+AF+=6+6+2π;
(3)解:作F关于BC的对称点G,连接EG交BC于P,连接EF,如图:
此时PE+PF最小,最小值为EG的长度,
∵F、G关于BC对称,
∴∠FOP=∠GOP=90°,
∴∠FOP+∠GOP=180°,即F、O、G共线,
由(2)知∠EOF=60°,OG=OF=OE,
∴∠G=30°,∠EOB=30°,
∴∠GPO=∠B=60°,
∴∠EPB=∠B=60°,
∴△EBP是等边三角形,
∴BP=BE,
而Rt△BOE中,BE=OEtan∠BOE=2,
∴BP=2,
∴当PE+PF取最小值时,BP的长为2.

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