资源简介 专题07 几何最值模型之将军饮马(遛马、过桥)模型将军饮马模型在考试中,无论是解答题,还是选择、填空题,都是学生感觉有困难的地方,也恰是学生能力区分度最重要的地方,主要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。在解决几何最值问题主要依据是:①两点之间,线段最短;②垂线段最短,涉及的基本方法还有:利用轴对称变换化归到“三角形两边之和大于第三边”、“三角形两边之差小于第三边”等。希望通过本专题的讲解让大家对这类问题有比较清晰的认识。1模型来源 1真题现模型 2提炼模型 4模型拓展 5模型运用 7模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值) 7模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值) 9模型3.将军饮马模型(多线段和的最值模型) 12模型4.将军遛马(过桥)模型 1620“将军饮马”一词具有双重历史来源:一是源自真实历史事件的典故,二是数学几何问题的命名来源。传说古罗马将军向数学家海伦(Heron)(约公元前262年)提出一个几何问题:从军营A出发,到河边饮马后再去军营B,如何规划最短路径?海伦通过轴对称原理给出了解决方案。因问题场景与“将军河边饮马”的意象相似,后人借用了霍去病的历史典故命名此数学模型。现代教育中作为“最短路径问题”的经典案例,广泛用于中学数学教学。(四川成都·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知,,过点作轴的垂线,为直线上一动点,连接,,则的最小值为 .【答案】5【详解】解:取点A关于直线的对称点,连交直线于点C,连,则可知,,∴,即当三点共线时,的最小值为,∵直线垂直于y轴,∴轴,∵,,∴,∴在中,,故答案为:5(2025·四川内江·中考真题)如图,在中,,,,点、、分别是边、、上的动点,则周长的最小值是 .【答案】【详解】解:如图,作点关于的对称点,连接,∴周长为,当四点共线时取得最小值,∵是关于的对称点,∴,又∵∴∴是等腰直角三角形,∴∴当时,取得最小值,即周长最小。又∵,,∴。∴周长最小为 故答案为:.(西安·二模)自古以来,黄河就享有“母亲河”的美誉,是中华文明的发源地之一,也是中华民族生生不息、赖以生存的摇篮.如图2,某地黄河的一段出现了分叉,形成了“”字型支流,分叉口有一片三角形地带的湿地,在支流1的左上方有一村庄,支流2的右下方有一开发区,为促进当地的经济发展,经政府决定在支流1和支流2上分别修建一座桥梁、(支流1的两岸互相平行,支流2的两岸也互相平行,桥梁均与河岸垂直),你能帮助政府计算一下由村庄到开发区理论上的最短路程吗?(即和的最小值).经测量,、两地的直线距离为2000米,支流1、支流2的宽度分别为米、250米,且与线段所夹的锐角分别为、.【答案】米【详解】解:如图所示,将点A沿着垂直于支流1的河岸的方向平移米得到,连接,将点B沿着垂直于支流2的河岸的方向平移米得到,连接,∴四边形和四边形都是平行四边形,∴,∴,∴当四点共线时,最小,即此时最小;如图所示, 分别延长交于H,∵支流1和支流2与线段所夹的锐角分别为、,∴,∴,∴米,∴米,∴米,米,∴米, ∴的最小值为米.1)将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动)条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线m上的一个动点,求AP+BP的最小值。模型(1)点A、B在直线m两侧: 模型(2)点A、B在直线同侧:图(1) 图(2)模型(1):如图(1),连结AB,根据两点之间线段最短,AP+BP的最小值即为:线段AB的长度。模型(2):如图(2),作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B,根据两点之间线段最短,AP+BP的最小值即为:线段A’B的长度。2)将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动)条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线l上的一个动点,求|AP-BP|的最大值。模型(1):点A、B在直线m同侧: 模型(2):点A、B在直线m异侧:图(1) 图(2)模型(1):如图(1),延长AB交直线m于点P,当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|P’A-P’B|<AB,当A、B、P共线时,有|PA-PB|=AB,故|PA-PB|≤AB,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB的长度。模型(2):如图(2),作点B作关于直线m的对称点B’,连接AB’交直线m于点P,此时PB=PB’。当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|P’A-P’B|=|P’A-P’B’|<AB’,当A、B、P共线时,有|PA-PB|=|PA-PB’|=AB’,故|PA-PB|≤AB’,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB’的长度。1)将军饮马(多线段和的最值模型)如图,A为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使三角形APQ的周长(AP+PQ+QA)最小。证明:如上图,作点A分别关于定直线m、n的对称点A’、A’’,连结A’B,根据对称得到:QA=QA’,PA=PA’’,故故PA+PQ+QA=PA’’+PQ+QA’,再利用“两点之间线段最短”,得到PA+PQ+QA的最小值即为:线段A’A’’的长度。2)将军饮马(多线段和的最值模型)模型(1):两定点+两动点条件:A,B为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。两个点都在直线外侧(图1-1); 内外侧各一点(图1-2); 两个点都在内侧(图1-3)图1-1 图1-1 图1-1模型(1-1)(两点都在直线外侧型)如图(1-1),连结AB,根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB的长度。模型(1-2)(直线内外侧各一点型)如图(1-2),作点B关于定直线n的对称点B’,连结AB’,根据对称得到:QB=QB’,故PA+PQ+QB=PA+PQ+QB’,根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB’的长度。模型(1-3)(两点都在直线内侧型)如图(1-3),作点B关于定直线n的对称点B’,作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B’,根据对称得到:QB=QB’,PA=PA’,故PA+PQ+QB=PA’+PQ+QB’,根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段A’B’的长度。(3):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。点A、B在直线m异侧(图1); 点A、B在直线m同侧 (图2);图1 图2 图3将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,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。∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,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。∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。(4):将军造桥(过桥)模型已知,如图2,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?(即:AM+MN+NB的值最小)。将军造桥(过桥)模型:如图2,过A点作AA’∥MN,且AA’=MN,连接A’B,∵AA’∥MN,且AA’=MN ∴四边形APQC为平行四边形,故AM=A’N,∵MN为定值,∴求AM+MN+NB的最小值,即求AM+NB的最小值+MN。再利用“两点之间线段最短”,可得AM+NB的最小值为A’B,故AM+MN+NB的最小值=A’B+MN。模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)例1(2026八年级上·山西吕梁·期末)如图,在中,,点D为的中点,点E为上的一个动点,连接、,则的最小值为 .【答案】12【详解】解:作点B关于的对称点F,连接交于E,连接、,则,此时,最小,∵∴,,∴∵∴∴∴∵点B与点F关于的对称,∴,,∴∵∴为等边三角形,∵点D为的中点,∴,,∴∴的最小值为12.故答案为:12.例2(黑龙江绥化·统考中考真题)如图,是边长为的等边三角形,点为高上的动点.连接,将绕点顺时针旋转得到.连接,,,则周长的最小值是 . 【答案】/【详解】解:∵为高上的动点.∴∵将绕点顺时针旋转得到.是边长为的等边三角形,∴∴∴,∴点在射线上运动,如图所示, 作点关于的对称点,连接,设交于点,则在中,,则,则当三点共线时,取得最小值,即∵,,∴∴在中,,∴周长的最小值为,故答案为:.例3(2026八年级上·广东佛山·期末)如图,在中,,,,是是的平分线,是线段上一点,是线段上一点,则的最小值为 .【答案】【详解】解:如图所示,作关于的对称点,∴,∵是是的平分线,∴在上,,∴,当时,取得最小值,过点作于点,则的长,即为的最小值,∵在中,,,,∴,∵,∴,故答案为:.模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)例1(2026八年级上·河南新乡·期末)如图,在中,,的垂直平分线交于点,交于点,连接,,的周长为18.若点在直线上,连接、,则 ,的最大值为 .【答案】 8 8【详解】解:∵的垂直平分线交于点F,交于点E,∴,∵的周长是18,,∴的周长,点P在直线上,如图,连接, ∵点P在的垂直平分线上,∴,∴,故的最大值为8,此时点P是直线与直线的交点.故答案为:8,8.例2(2026八年级上·陕西西安·期末)如图,在中,,在上方作射线,且,若为上的一个动点,则的最大值为 .【答案】【详解】解:作点关于的对称点,连接,∴,∴,∴当三点共线时,的最大值为的长,∵,∴,∴,∴,∴为等边三角形,∴,∴的最大值为;故答案为:.例3(2026八年级下·陕西西安·阶段练习)如图,在中,,,,,点为上的动点,则的最大值为 .【答案】【详解】解:作点关于直线的对称点,连接、,.∵ 点与关于对称∴ ,,则根据三角形三边关系,(当与重合时,取等号)∵ ,∴在中,,,由勾股定理得:故的最大值为.故答案为:例4(2025·陕西西安·模拟预测)如图,在四边形中,,,,,,点在直线上方,的面积为6,则的最大值为 .【答案】【详解】解:过点作于,过点作于,如图所示:∵,∴,∵,∴过点作直线,作点关于直线的对称点在上,则,连接交直线于,此时的值最大,即的值最大,最大值为线段的长,∵,∴,∴,∵,∴,∴,∴∴的最大值为,故答案为:.模型3.将军饮马模型(多线段和的最值模型)例1(2026八年级下·湖南湘西·阶段练习)如图,,点是内的定点且,若点、分别是射线、上异于点的动点,则周长的最小值是( )A. B. C. D.【答案】A【详解】解:如图,作点分别关于的对称点,连接分别交于点,,,,,,,,此时的周长最小,过点作于点,,,,,,,,周长的最小值是,故选:A.例2(2026八年级上·江苏南通·阶段练习)问题背景:如图①,点,在直线同侧,在直线上找一点,使的值最小.作法如下:作点关于直线的对称点,连接,与直线的交点就是所求的点,线段的长度即为的最小值.(1)实践应用:如图②,在等边三角形中,若是的中点,为高上一点,,连接,求的最小值.(2)拓展延伸:如图②,在等边三角形中,若为高上一点,高,求的最小值.(3)拓展延伸:如图③,,是四边形内一定点,,分别是,上的动点,当周长的最小值为时,求的长.【答案】(1)3(2)3(3)5【详解】(1)解:连接,∵是等边三角形,是边上的高,∴点B,C关于对称,,∴,∴∴就是的最小值.∵在等边三角形中,E是的中点,∴,而是边上的高∴,∴的最小值为3.(2)解:如图,过点作于点,∵为等边三角形的高,∴平分,,∴,,∴,∴,故其最小值为3;(3)解:如图,分别作点P关于的对称点E,D,连接,分别交于点Q,R,连接.∵点P关于的对称点为E,∴.∵点P关于的对称点为D,∴,∴,∴是等边三角形,∴.∴.∵,∴当点共线时,周长取得最小值即为∴.例3.(2026八年级上·四川雅安·阶段练习)如图,已知,点为内的两个动点,且,,,点分别是上的动点,则的最小值是( )A.5 B.7 C.8 D.10【答案】D【详解】解:如图,过点P作的对称点,过点Q作的对称点,连接,交于点A,交于点B,则,∴为最小值,∵点P与点关于对称,点Q与点关于对称,∴∵,∴,∴,∴,即的最小值为10,故选:D.例4(2026八年级下·广东·专题练习)如图所示,,,,.点分别是上的动点,则的最小值是 .【答案】【详解】解:如图,作点关于的对称点,则,作点关于的对称点,则,∴当四点共线时,最小,连接,∵则,∴∵,过作垂直的延长线交于点,∴在中,,根据角所对的直角边是斜边的一半可知,则,∴即的最小值为.故答案为:.模型4.将军遛马与过桥模型例1(2025·四川广安·二模)如图,是直线上长度固定为1的一条动线段.已知点,,则的最小值为 .【答案】【详解】解:如图,在轴上取点,使,则四边形为平行四边形,∵点,,,,,作点关于直线的对称点,,,,即、、三点共线时,最小值为的长,在中,由勾股定理得,∴的最小值为,故答案为:.例2(2025·陕西西安·模拟预测)如图,在和中,,,在直线上运动.若,则的最小值为 .【答案】【详解】解:∵在和中,,,∴,∵,∴,∴,如图∶将沿平移到位置,使E与F重合,作C点关于的对称点L,连接 ,则,∴,即的最小值为的长,∵,∴四边形是平行四边形,∴,∵C点关于的对称点L,∴,∵,∴,∴,∴,∵,,∴,如图:过L作于G,∴,∴,∴.故答案为:.例3(广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )A.2 B.1+3 C.3+ D.【答案】A【详解】解:如图,作BB'垂直于河岸,使BB′等于河宽,连接AB′,与靠近A的河岸相交于M,作MN垂直于另一条河岸,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故MB′=BN.根据“两点之间线段最短”,AB′最短,即AM+BN最短.∵AB=10千米,BC=1+3+4=8千米,∴在RT△ABC中,,在RT△AB′C中,B′C=1+3=4千米,∴AB′=千米;故选A.例4(2025·江苏·校考二模)如图,在中,.如果在三角形内部有一条动线段,且,则的最小值为________. 【答案】【详解】解:在上取一点,使得,连接,如图所示: ,,四边形是平行四边形,,,将绕点顺时针旋转得到,连接,过点作交的延长线于,如图所示:,,是等边三角形,,,,,,,,,,,,,,,,,,,的最小值为,故答案为:.1.(2025·广东广州·校考一模)如图,在C中,的面积为,,平分,E、F分别为、上的动点,则的最小值是( )A. B. C.2 D.【答案】D【详解】解:如图,过点C作,垂足为H,交于F点,过F点作,垂足为,则为所求的最小值,∵是的平分线,∴,∴是点C到直线的最短距离(垂线段最短),∵的面积为,,∴,∵的最小值是.故选:D.2.(山东德州·统考中考真题)如图,正方形的边长为6,点在上,,点是对角线上的一个动点,则的最小值是( ) A. B. C. D.【答案】C【详解】如图,连接,,、关于对称,,当,,三点共线时,的值最小,即的值最小,,,由勾股定理得:,即的最小值为,故选C. 3.(山东菏泽·统考中考真题)如图,在菱形ABCD中,,M是对角线BD上的一个动点,,则的最小值为( )A.1 B. C. D.2【答案】C【详解】解:连接AF,则AF的长就是AM+FM的最小值.∵四边形ABCD是菱形,∴AB=BC,又∵∠ABC=60°,∴△ABC是等边三角形,∵∴F是BC的中点,∴AF⊥BC.则AF=AB sin60°=2.即的最小值是.故选:C4.(2026·重庆北碚·九年级校考开学考试)如图,矩形中,,点是矩形内一动点,且,则的最小值是( )A. B. C. D.【答案】B【详解】解:如图,作PM⊥AD于M,作点D关于直线PM的对称点E,连接PE,EC.设AM=x.∵四边形ABC都是矩形,∴AB∥CD,AB=CD=4,BC=AD=6,∵S△PAB=S△PCD,∴×4×x=××4×(6-x),∴x=2,∴AM=2,DM=EM=4,在Rt△ECD中,EC==4,∵PM垂直平分线段DE,∴PD=PE,∴PC+PD=PC+PE≥EC,∴PD+PC≥4,∴PD+PC的最小值为4.故选:B.5.(2025·陕西西安·二模)如图,在平面直角坐标系中,点,,,将线段沿x轴向右平移得到,连接,,则的最小值为 .【答案】【详解】解:如图,作且使,连接,∴四边形是平行四边形,,,∵点,,∴设点1),∴点.作点关于x轴的对称点连接,,交x轴于点W,,∴当点在点W处时,最小,最小值是的长.,的最小值是故答案为6.(2026·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】【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).7.(2026八年级下·贵州遵义·期中)如图,四边形中,,在上分别找一点M、N,使周长最小,则最小值为 .【答案】【详解】解:作A关于和的对称点,连接,交于,交于,则即为的周长最小值,作交的延长线于,∴,∵,∴,在中,∵,∴,,∴,,在中,,∴周长的最小值.故答案为:.8.(2026八年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,,,分别为,上的点,,,分别为,上的动点,则的最小值为 .【答案】3【详解】解:如图,作点关于的对称点,点关于的对称点,连接交于点,交于点,连接、,,则,,,的最小值为的长.,,,,,,,△为等边三角形,,即 的值最小为3;故答案为:39.(2026八年级下·陕西西安·期中)如图,在平面直角坐标系中,长方形的顶点B在原点,点A、C在坐标轴上,点D的坐标为,点E为边的中点,点P、Q为边上两个动点,且,当四边形的周长最小时,点P的坐标为________.【答案】【详解】解:过点作于点H,截取,作点关于x轴的对称点,连接,则,∵长方形中,点D的坐标为,∴,∵点与点关于x轴的对称,∴,,∵点E为边的中点,∴,∵长方形中,,又,∴四边形是矩形,∴,,∴,∴,∵,,∴四边形是平行四边形,∴,∵为定值,为定值,∴当四边形的周长最小时,则最小,即最小,当三点共线时,最小,∵,,设直线的解析式为,则,解得:,∴直线的解析式为,令,解得,∴故答案为:.10.(2025·四川成都·模拟预测)如图,在中,,,点是的中点,连接,,分别是,上的动点,连接,,则的最小值为 .【答案】/【详解】解:∵,点是的中点,∴,,在中,,∴线段与线段关于直线对称,∴将关于对称得,则点落在线段上,过C作于点F,∴,∴,,分别是,上的动点,最小值为垂线段的值.∵,,∴,即,∴,即的最小值为.故答案为:.11.(2026八年级上·广西南宁·期中)如图,已知为等腰直角三角形,,,点为射线上的动点,当为最大值时,的度数为 .【答案】【详解】如图,作点A关于直线的对称点,连接交于P,∴,∴,根据三角形的三边关系可知,此时点P就是使的值最大的点, 连接,∵为等腰直角三角形,,∴,,∵,∴,∴,∵,∴,,∴,∵,∴,∴是等边三角形,∴,∴,∵,∴,∴,故答案为:.12.(2025·湖北黄冈·统考模拟预测)如图,点E是线段上的一个动点,,且,则的最小值是___.【答案】【详解】解:作点A关于线段的对称点F,连接,交于点O,连接,过点F作,交的延长线于点H,过点作,交的延长线于点G,如图所示:由轴对称的性质可知:,,,∴,∵,∴四边形是平行四边形,∴,∵,∴,当点E与点O重合时,则的最小值即为的长,∵,∴,∴,∵,∴,∴,∴,∴,∴,∴∴,∴即的最小值为;故答案为.13.(2026八年级下·黑龙江牡丹江·期中)如图,在中,,D是边上一点,连接,M,N是线段上两点,,,P,Q分别是边上的动点,连接,则的最小值为 .【答案】13【详解】作点M关于的对称点,作点N关于的对称点,连接分别交,,于点P,Q,连接,, ∵,由对称性可知,,,∴,∴,由对称性可得,,由勾股定理得,,∴,当M、N、P、Q共线时,的值最小,即的最小值为13.故答案为:13.14.(2025·河南南阳·一模)如图,已知△ABC为等腰直角三角形,AC=BC=6,∠BCD=15°,P为直线CD上的动点,则|PA-PB|的最大值为____.【答案】6【详解】如图,作A关于的对称点,连接并延长交延长线于点P,则点P就是使的值最大的点,,连接,∵为等腰直角三角形,,∴,,∵,∴,∵点A与A′关于CD对称,∴CD⊥AA′,,,∴,∵AC=BC,∴,,∴,∵,∴,∴是等边三角形,∴.故答案为:615.(2025.广东八年级专项训练)如图所示,某条护城河在处角转弯,河宽相同,从处到达处,须经过两座桥(桥宽不计,桥与河垂直),设护城河以及两座桥都是东西、南北走向的,恰当地造桥可使到的路程最短,请确定两座桥的位置. 【答案】见解析【详解】解:如图所示,将点向下平移至点,使的长等于河宽,将点向右平移至点,使的长等于河宽;连接,与河岸相交于点,;过点作于点D,过点作于点,则,即为两桥的位置. ,16.(上·辽宁大连·八年级统考期中)人教版八年级上册课本第85页中有下面这道题:问题1.如图1,牧马人从A地出发,到一条笔直的河边l饮马,可使所走的路径最短? 问题解决:如图3,作出点B关于l的对称点,利用轴对称的性质,问题就转化为:当点C在直线l的什么位置时,与的和最小?如图4,在连接A,两点的线中,线段与直线l的交点C的位置即为所求. 数学思考:有很多问题都可用类似的方法去思考解决.(1)如图5,在等边三角形中,是边上的高,E为的中点,P为上一动点,若,求周长的最小值;(2)如图6,在中,,是边上的中线,点E是上一动点,P为上一动点,,则的最小值为 .【答案】(1)(2)【详解】(1)解:如图5,连接交于点P,此时最小, ∵是等边三角形,,∴,,,∴,,即就是的最小值,∵,E为的中点,,∴.∴的最小值是12.∵,∴,解得,∴∴的最小值是,即周长的最小值是.(2)作于E,交于点P,则的长度即为与和的最小值,∵,,∴,∴,∵是边上的中线,∴是边上的高线,即垂直平分,∴,∴,∴的最小值为3,故答案为:3.17.(2026上·浙江·八年级专题练习)某班级在探究“将军饮马问题”时抽象出数学模型:直线同旁有两个定点A、B,在直线上存在点,使得的值最小.解法:如图1,作A点关于直线的对称点,连接,则与直线的交点即为,且的最小值为.请利用上述模型解决下列问题:(1)几何应用:如图2,中,,,是的中点,是边上的一动点,则的最小值为 ;(2)几何拓展:如图3,中,,,若在、上各取一点、使的值最小,画出图形,求最小值并简要说明理由.【答案】(1)(2),图和理由见解析【详解】(1)解:如图2所示,作点A关于的对称点,连接交于P,此时的值最小.连接,由勾股定理得, ,∵是的中点,∴,∵,,∴,∴,∴的最小值.故答案为:;(2)解:如图3,作点C关于直线的对称点,作于N,交于M,连接,则,,∴为等边三角形,∴,∴,∴的最小值为.18.(2025·陕西榆林·三模)问题探究(1)如图1,在四边形中,,,若,则的长为______;(2)如图2,在等腰中,,,点D是的中点,点E、F分别为边、上的动点,连接、、、,若,求周长的最小值;问题解决(3)2025年全国两会期间,“体重管理”被纳入国家健康战略,国家卫生健康委员会宣布持续推进为期三年的“体重管理年”行动,各地积极探索为居民健康减“负”.为了提高全民健身环境,某地欲建一个形如五边形的健身中心,如图3,,,米,米,米,是一条走廊,将四边形规划为力量训练区,区域规划为有氧器械区,在上确定点P、Q(点P在点Q左侧),且满足米,沿线段、、摆放某种小型健身器材,请计算的最小值.【答案】(1)4(2)(3)米【详解】(1)解:,,四边形是平行四边形,.故答案为:4.(2)解:将沿翻折得到,将沿翻折得到,连接,如图:由翻折的性质可得,,,,,,,是等腰直角三角形,,,,周长的最小值为.(3)解:过点作且,连接、、,作于点,交于点,如图:,米,,四边形是矩形,,米,,矩形是正方形,,,,且米,四边形是平行四边形,,,,,四边形是矩形,米,,,,是等腰直角三角形,米,米,米,米,米,,米,米,米,的最小值米.21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题07 几何最值模型之将军饮马(遛马、过桥)模型将军饮马模型在考试中,无论是解答题,还是选择、填空题,都是学生感觉有困难的地方,也恰是学生能力区分度最重要的地方,主要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。在解决几何最值问题主要依据是:①两点之间,线段最短;②垂线段最短,涉及的基本方法还有:利用轴对称变换化归到“三角形两边之和大于第三边”、“三角形两边之差小于第三边”等。希望通过本专题的讲解让大家对这类问题有比较清晰的认识。1模型来源 1真题现模型 2提炼模型 4模型拓展 5模型运用 7模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值) 7模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值) 9模型3.将军饮马模型(多线段和的最值模型) 12模型4.将军遛马(过桥)模型 1620“将军饮马”一词具有双重历史来源:一是源自真实历史事件的典故,二是数学几何问题的命名来源。传说古罗马将军向数学家海伦(Heron)(约公元前262年)提出一个几何问题:从军营A出发,到河边饮马后再去军营B,如何规划最短路径?海伦通过轴对称原理给出了解决方案。因问题场景与“将军河边饮马”的意象相似,后人借用了霍去病的历史典故命名此数学模型。现代教育中作为“最短路径问题”的经典案例,广泛用于中学数学教学。(四川成都·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知,,过点作轴的垂线,为直线上一动点,连接,,则的最小值为 .(2025·四川内江·中考真题)如图,在中,,,,点、、分别是边、、上的动点,则周长的最小值是 .(西安·二模)自古以来,黄河就享有“母亲河”的美誉,是中华文明的发源地之一,也是中华民族生生不息、赖以生存的摇篮.如图2,某地黄河的一段出现了分叉,形成了“”字型支流,分叉口有一片三角形地带的湿地,在支流1的左上方有一村庄,支流2的右下方有一开发区,为促进当地的经济发展,经政府决定在支流1和支流2上分别修建一座桥梁、(支流1的两岸互相平行,支流2的两岸也互相平行,桥梁均与河岸垂直),你能帮助政府计算一下由村庄到开发区理论上的最短路程吗?(即和的最小值).经测量,、两地的直线距离为2000米,支流1、支流2的宽度分别为米、250米,且与线段所夹的锐角分别为、.1)将军饮马模型(双线段和的最小值)(两定一动)条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线m上的一个动点,求AP+BP的最小值。模型(1)点A、B在直线m两侧: 模型(2)点A、B在直线同侧:图(1) 图(2)模型(1):如图(1),连结AB,根据两点之间线段最短,AP+BP的最小值即为:线段AB的长度。模型(2):如图(2),作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B,根据两点之间线段最短,AP+BP的最小值即为:线段A’B的长度。2)将军饮马模型(双线段差的最大值)(两定一动)条件:A,B为定点,m为定直线,P为直线l上的一个动点,求|AP-BP|的最大值。模型(1):点A、B在直线m同侧: 模型(2):点A、B在直线m异侧:图(1) 图(2)模型(1):如图(1),延长AB交直线m于点P,当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|P’A-P’B|<AB,当A、B、P共线时,有|PA-PB|=AB,故|PA-PB|≤AB,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB的长度。模型(2):如图(2),作点B作关于直线m的对称点B’,连接AB’交直线m于点P,此时PB=PB’。当A、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|P’A-P’B|=|P’A-P’B’|<AB’,当A、B、P共线时,有|PA-PB|=|PA-PB’|=AB’,故|PA-PB|≤AB’,即|AP-BP|的最大值即为:线段AB’的长度。1)将军饮马(多线段和的最值模型)如图,A为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使三角形APQ的周长(AP+PQ+QA)最小。证明:如上图,作点A分别关于定直线m、n的对称点A’、A’’,连结A’B,根据对称得到:QA=QA’,PA=PA’’,故故PA+PQ+QA=PA’’+PQ+QA’,再利用“两点之间线段最短”,得到PA+PQ+QA的最小值即为:线段A’A’’的长度。2)将军饮马(多线段和的最值模型)模型(1):两定点+两动点条件:A,B为定点,在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。两个点都在直线外侧(图1-1); 内外侧各一点(图1-2); 两个点都在内侧(图1-3)图1-1 图1-1 图1-1模型(1-1)(两点都在直线外侧型)如图(1-1),连结AB,根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB的长度。模型(1-2)(直线内外侧各一点型)如图(1-2),作点B关于定直线n的对称点B’,连结AB’,根据对称得到:QB=QB’,故PA+PQ+QB=PA+PQ+QB’,根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段AB’的长度。模型(1-3)(两点都在直线内侧型)如图(1-3),作点B关于定直线n的对称点B’,作点A关于定直线m的对称点A’,连结A’B’,根据对称得到:QB=QB’,PA=PA’,故PA+PQ+QB=PA’+PQ+QB’,根据两点之间线段最短,PA+PQ+QB的最小值即为:线段A’B’的长度。(3):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。点A、B在直线m异侧(图1); 点A、B在直线m同侧 (图2);图1 图2 图3将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,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。∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,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。∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。(4):将军造桥(过桥)模型已知,如图2,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?(即:AM+MN+NB的值最小)。将军造桥(过桥)模型:如图2,过A点作AA’∥MN,且AA’=MN,连接A’B,∵AA’∥MN,且AA’=MN ∴四边形APQC为平行四边形,故AM=A’N,∵MN为定值,∴求AM+MN+NB的最小值,即求AM+NB的最小值+MN。再利用“两点之间线段最短”,可得AM+NB的最小值为A’B,故AM+MN+NB的最小值=A’B+MN。模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)例1(2026八年级上·山西吕梁·期末)如图,在中,,点D为的中点,点E为上的一个动点,连接、,则的最小值为 .例2(黑龙江绥化·统考中考真题)如图,是边长为的等边三角形,点为高上的动点.连接,将绕点顺时针旋转得到.连接,,,则周长的最小值是 . 例3(2026八年级上·广东佛山·期末)如图,在中,,,,是是的平分线,是线段上一点,是线段上一点,则的最小值为 .模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)例1(2026八年级上·河南新乡·期末)如图,在中,,的垂直平分线交于点,交于点,连接,,的周长为18.若点在直线上,连接、,则 ,的最大值为 .例2(2026八年级上·陕西西安·期末)如图,在中,,在上方作射线,且,若为上的一个动点,则的最大值为 .例3(2026八年级下·陕西西安·阶段练习)如图,在中,,,,,点为上的动点,则的最大值为 .例4(2025·陕西西安·模拟预测)如图,在四边形中,,,,,,点在直线上方,的面积为6,则的最大值为 .模型3.将军饮马模型(多线段和的最值模型)例1(2026八年级下·湖南湘西·阶段练习)如图,,点是内的定点且,若点、分别是射线、上异于点的动点,则周长的最小值是( )A. B. C. D.例2(2026八年级上·江苏南通·阶段练习)问题背景:如图①,点,在直线同侧,在直线上找一点,使的值最小.作法如下:作点关于直线的对称点,连接,与直线的交点就是所求的点,线段的长度即为的最小值.(1)实践应用:如图②,在等边三角形中,若是的中点,为高上一点,,连接,求的最小值.(2)拓展延伸:如图②,在等边三角形中,若为高上一点,高,求的最小值.(3)拓展延伸:如图③,,是四边形内一定点,,分别是,上的动点,当周长的最小值为时,求的长.例3.(2026八年级上·四川雅安·阶段练习)如图,已知,点为内的两个动点,且,,,点分别是上的动点,则的最小值是( )A.5 B.7 C.8 D.10例4(2026八年级下·广东·专题练习)如图所示,,,,.点分别是上的动点,则的最小值是 .模型4.将军遛马与过桥模型例1(2025·四川广安·二模)如图,是直线上长度固定为1的一条动线段.已知点,,则的最小值为 .例2(2025·陕西西安·模拟预测)如图,在和中,,,在直线上运动.若,则的最小值为 .例3(广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )A.2 B.1+3 C.3+ D.例4(2025·江苏·校考二模)如图,在中,.如果在三角形内部有一条动线段,且,则的最小值为________. 1.(2025·广东广州·校考一模)如图,在C中,的面积为,,平分,E、F分别为、上的动点,则的最小值是( )A. B. C.2 D.2.(山东德州·统考中考真题)如图,正方形的边长为6,点在上,,点是对角线上的一个动点,则的最小值是( ) A. B. C. D.3.(山东菏泽·统考中考真题)如图,在菱形ABCD中,,M是对角线BD上的一个动点,,则的最小值为( )A.1 B. C. D.24.(2026·重庆北碚·九年级校考开学考试)如图,矩形中,,点是矩形内一动点,且,则的最小值是( )A. B. C. D.5.(2025·陕西西安·二模)如图,在平面直角坐标系中,点,,,将线段沿x轴向右平移得到,连接,,则的最小值为 .6.(2026·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______.7.(2026八年级下·贵州遵义·期中)如图,四边形中,,在上分别找一点M、N,使周长最小,则最小值为 .8.(2026八年级上·江苏无锡·阶段练习)如图,,,分别为,上的点,,,分别为,上的动点,则的最小值为 .9.(2026八年级下·陕西西安·期中)如图,在平面直角坐标系中,长方形的顶点B在原点,点A、C在坐标轴上,点D的坐标为,点E为边的中点,点P、Q为边上两个动点,且,当四边形的周长最小时,点P的坐标为________.10.(2025·四川成都·模拟预测)如图,在中,,,点是的中点,连接,,分别是,上的动点,连接,,则的最小值为 .11.(2026八年级上·广西南宁·期中)如图,已知为等腰直角三角形,,,点为射线上的动点,当为最大值时,的度数为 .12.(2025·湖北黄冈·统考模拟预测)如图,点E是线段上的一个动点,,且,则的最小值是___.13.(2026八年级下·黑龙江牡丹江·期中)如图,在中,,D是边上一点,连接,M,N是线段上两点,,,P,Q分别是边上的动点,连接,则的最小值为 .14.(2025·河南南阳·一模)如图,已知△ABC为等腰直角三角形,AC=BC=6,∠BCD=15°,P为直线CD上的动点,则|PA-PB|的最大值为____.15.(2025.广东八年级专项训练)如图所示,某条护城河在处角转弯,河宽相同,从处到达处,须经过两座桥(桥宽不计,桥与河垂直),设护城河以及两座桥都是东西、南北走向的,恰当地造桥可使到的路程最短,请确定两座桥的位置. 16.(上·辽宁大连·八年级统考期中)人教版八年级上册课本第85页中有下面这道题:问题1.如图1,牧马人从A地出发,到一条笔直的河边l饮马,可使所走的路径最短? 问题解决:如图3,作出点B关于l的对称点,利用轴对称的性质,问题就转化为:当点C在直线l的什么位置时,与的和最小?如图4,在连接A,两点的线中,线段与直线l的交点C的位置即为所求. 数学思考:有很多问题都可用类似的方法去思考解决.(1)如图5,在等边三角形中,是边上的高,E为的中点,P为上一动点,若,求周长的最小值;(2)如图6,在中,,是边上的中线,点E是上一动点,P为上一动点,,则的最小值为 .17.(2026上·浙江·八年级专题练习)某班级在探究“将军饮马问题”时抽象出数学模型:直线同旁有两个定点A、B,在直线上存在点,使得的值最小.解法:如图1,作A点关于直线的对称点,连接,则与直线的交点即为,且的最小值为.请利用上述模型解决下列问题:(1)几何应用:如图2,中,,,是的中点,是边上的一动点,则的最小值为 ;(2)几何拓展:如图3,中,,,若在、上各取一点、使的值最小,画出图形,求最小值并简要说明理由.18.(2025·陕西榆林·三模)问题探究(1)如图1,在四边形中,,,若,则的长为______;(2)如图2,在等腰中,,,点D是的中点,点E、F分别为边、上的动点,连接、、、,若,求周长的最小值;问题解决(3)2025年全国两会期间,“体重管理”被纳入国家健康战略,国家卫生健康委员会宣布持续推进为期三年的“体重管理年”行动,各地积极探索为居民健康减“负”.为了提高全民健身环境,某地欲建一个形如五边形的健身中心,如图3,,,米,米,米,是一条走廊,将四边形规划为力量训练区,区域规划为有氧器械区,在上确定点P、Q(点P在点Q左侧),且满足米,沿线段、、摆放某种小型健身器材,请计算的最小值.21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 北师大版数学八年级下册专题07几何最值模型之将军饮马(遛马、过桥)模型(几何模型讲义)(学生卷).docx 北师大版数学八年级下册专题07几何最值模型之将军饮马(遛马、过桥)模型(几何模型讲义)(教师卷).docx