用轴对称知识求线段和的最小值

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浅析用轴对称知识求线段和的最小值

求线段和的最小值问题,在初中数学中经常会遇到,利用轴对称知识可以比较简单的解决。我们先通过一个非常典型的例题来推导一个性质:

一、性质推导

例题:如图所示,在河岸L的一侧有两个村庄A、B,现要在河岸L上修建一个供水站,问供水站应建在什么地方,才能到A,B两村庄的距离之和最短?

首先,我们来推导一个轴对称的性质,如图,作B点关于L的对称点B1, 在直线L上任意定一点M,连接B B1,BM,B1M,根据轴对称知识,我们可以求证BM=B1M,

所以,我们可以得出这样的性质:成轴对称的两个对应点到对称轴上任意一点的距离相等。

在该例题中,利用这一性质,我们可得出:点B到河岸L上任意点M的距离等于对称B1到点M的距离。

要使AM+ B1M最小,必须使A、M、B1三点共线, 也就是说,必须使点M,与A B1连线和L的交点N重合,

所以,河岸上的N点为到A、B的距离之和最小的点。

BAMONLB1

证明:M为L上的任意点 因为BM=B1M

所以,BM+AM=B1M+AM,而B1M+AM大于B1A, 所以,结论成立 二、应用

1 :在图(1)中,若A到直线L的距离AC是3千米,B到直线L的距离BD是1千米,并且CD的距离4千米,在直线L上找一点P,使PA+PB的值最小。求这个最小值。

解:作出A1B(作法如上图)

过A1点画直线L的平行线与BD的延长线交于H, 在Rt△A1BH中,A1H=4千米,BH=4千米, 用勾股定理求得A1B的长度为4即PA+PB的最小值为4

2千米。

2千米,

ABLCPDA1H图(1)

2、 如图(1),在直角坐标系XOY中,X轴上的动点M(x,0)到定点P(5,5)和到Q(2,1)的距离分别为MP和MQ,那么当MP+MQ取最小值时,点M的横坐标x=__________________。

Y654321(2,1)QP(5,5)Y654321(2,1)QP(5,5)-1O-1123456X-1O-112Q1M3456X图(1) 图(2)

解:如图(2),只要画出点Q关于x轴的对称点Q1(2,-1),连结PQ1 交x轴于点M,则M点即为所求。点M的横坐标只要先求出经过PQ1两点的直线的解析式,(y=2x-5),令y=0,求得x=5/2。(也可以用勾股定理或相似三角形求出答案)。

3、 求函数y=x2?6x?10 +

x2?6x?34的最小值。

解:方法(Ⅰ) 把原函数转化为y=

(x?3)2?1

+(x?3)2?52 ,因此可以理

解为在X轴上找一个点,使它到点(3,1)和(-3,5)的距离之和最小。(解法同上一题)。

方法(Ⅱ)

如图(9),分别以PM=(3-x)、AM=1为边和以PN=(x+3)、BN=5为边构建使(3-x)和(x+3)在同一直线上的两个直角△PAM、△PNB,两条斜边的长就是PA=PB=(x?3)2?52 (x?3)2?1

,因此,求y的最小值就是求PA+PB的最

小值,只要利用轴对称性质求出BA1的长,就是y的最小值。(6

2)。

B5A1MA1N(3-X)P6(X+3)1G图(9)

三、拓展

(一)三条线段的和最小的问题:

如图3,已知甲、乙、丙三人做接力游戏,开始时,甲站

在∠AOB内的P点,乙站在OA边上,丙站在OB边上,游戏规则:甲将接力棒传给乙,乙将接力棒传给丙,最后丙跑

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