已知:如下圖,A、B兩點(diǎn)是直線l同旁的兩個(gè)定點(diǎn)
問題:在直線l上求一點(diǎn)P,使得PA+PB的值最。
分析:作點(diǎn)A關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)A’,連結(jié)A’B,交直線于點(diǎn)P,此時(shí)PA+PB=A’B最。C明過程很簡(jiǎn)單,在直線上再任取一點(diǎn)P’,P’A=P’A’,P’A+P’B=P’A’+P’B>A’B,所以點(diǎn)P是所求.
模型應(yīng)用:
。1)如圖,正方形ABCD邊長(zhǎng)為2,點(diǎn)E是邊AB中點(diǎn),點(diǎn)P是對(duì)角線AC上一點(diǎn).則PE+PB的最小值是 .
。2)如圖,⊙O的半徑為2,點(diǎn)A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P是OB上一點(diǎn),則PA+PC的最小值是 .
。3)如圖,直線AB與x軸交于點(diǎn)A(2,0),與y軸交于點(diǎn)B(0,4),點(diǎn)C、D分別是OA、AB的中點(diǎn),P是OB上一點(diǎn),求△PCD周長(zhǎng)的最小值.
以上幾題是模型1在不同題型中的運(yùn)用,同學(xué)們?nèi)绻芫毘?ldquo;火眼金睛”,善于在變化的條件中找到不變的數(shù)學(xué)模型,“以不變應(yīng)萬變”,就可以像孫悟空一樣成為考場(chǎng)上的“斗戰(zhàn)勝佛”.如果把模型1中的條件稍作調(diào)整,又可以得到它的一些推廣模型.
答案:
推廣1:
已知:如圖,點(diǎn)P是∠AOB內(nèi)一定點(diǎn).
問題:分別在OA、OB邊上找點(diǎn)M、N,使△PMN的周長(zhǎng)最小.
分析:△PMN的周長(zhǎng)=PM+MN+NP,可以利用作軸對(duì)稱,把這三條線段轉(zhuǎn)化為同一直線上的線段.如圖,分別作點(diǎn)P關(guān)于OA、OB的對(duì)稱點(diǎn)P’、P’’,連結(jié)P’P’’,分別交OA、OB于點(diǎn)M、N,連結(jié)PM、PN,此時(shí)PM=P’M,PN=P’N,△PMN的周長(zhǎng)=PM+MN+NP=P’P’’,此時(shí)周長(zhǎng)最。
模型應(yīng)用:如圖,點(diǎn)C(1,0),直線y=-x+7與兩坐標(biāo)軸分別交于A、B兩點(diǎn),D、E分別是AB、OA上的動(dòng)點(diǎn),則△CDE周長(zhǎng)的最小值是
.
答案:10
推廣2:
已知:點(diǎn)P、Q是∠AOB內(nèi)部?jī)啥c(diǎn).
問題:分別在直線OA、OB上找點(diǎn)M、N,使四邊形PMNQ的周長(zhǎng)最。
分析:因?yàn)镻Q的長(zhǎng)度是定值,要使四邊形PMNQ的周長(zhǎng)最小,就是要使PM+MN+NQ的值最小.作點(diǎn)P關(guān)于OA的對(duì)稱點(diǎn)P’,作點(diǎn)Q關(guān)于OB的對(duì)稱點(diǎn)Q’,連結(jié)P’Q’,分別交直線OA、OB于點(diǎn)M、N,連結(jié)PM、MN、NQ,因?yàn)镻M=P’M,QN=Q’N,所以四邊形PMNQ的周長(zhǎng)=PM+MN+NQ+QP=P’Q’+PQ,因?yàn)镻Q是定值,而PM+MN+NQ的最小值為P’Q’的長(zhǎng)度,所以此時(shí)四邊形PMNQ的周長(zhǎng)最。
模型應(yīng)用:在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A(-8,3),點(diǎn)B(-4,5),點(diǎn)C(0,n),點(diǎn)D(m,0),當(dāng)四邊形ABCD周長(zhǎng)最短時(shí),求m:n的值.
答案:
在變化萬千的已知條件下,能夠找到不變的規(guī)律,這與《易經(jīng)》中闡述的“變與不變”的智慧相吻合.人類最高的智慧,就是“以不變應(yīng)萬變”,這也是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的無敵法寶.
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