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動點(diǎn)最值問題系列之“胡不歸”問題

 家有學(xué)子 2020-02-03

在前面的最值問題中往往都是求某個線段最值或者形如PA+PB最值,除此之外我們還可能會遇上形如“PA+kPB”這樣的式子的最值,此類式子一般可以分為兩類問題:(1)胡不歸問題;(2)阿氏圓.本文簡單介紹“胡不歸”模型.

式微,式微,胡不歸?

                                   ——《詩·邶風(fēng)·式微》

【背景介紹】
從前有個少年外出求學(xué),某天不幸得知老父親病危的消息,便立即趕路回家.根據(jù)“兩點(diǎn)之間線段最短”,雖然從他此刻位置A到家B之間是一片砂石地,但他義無反顧踏上歸途,當(dāng)趕到家時,老人剛咽了氣,小伙子追悔莫及失聲痛哭.鄰居告訴小伙子說,老人彌留之際不斷念叨著“胡不歸?胡不歸?…”(“胡”同“何”)
而如果先沿著驛道AC先走一段,再走砂石地,會不會更早些到家?
【模型建立】
如圖,一動點(diǎn)P在直線MN外的運(yùn)動速度為V1,在直線MN上運(yùn)動的速度為V2,且V1<V2,A、B為定點(diǎn),點(diǎn)C在直線MN上,確定點(diǎn)C的位置使的值最小.
【問題分析】
,
即求BC+kAC的最小值.
【問題解決】
構(gòu)造射線AD使得sin∠DAN=k,CH/AC=k,CH=kAC.
  
將問題轉(zhuǎn)化為求BC+CH最小值,過B點(diǎn)作BH⊥AD交MN于點(diǎn)C,交AD于H點(diǎn),此時BC+CH取到最小值,即BC+kAC最?。?/section>
模型總結(jié)

在求形如“PA+kPB”的式子的最值問題中,關(guān)鍵是構(gòu)造與kPB相等的線段,將“PA+kPB”型問題轉(zhuǎn)化為“PA+PC”型.
而這里的PB必須是一條方向不變的線段,方能構(gòu)造定角利用三角函數(shù)得到kPB的等線段.

2019長沙中考

如圖,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于點(diǎn)E,D是線段BE上的一個動點(diǎn),則的最小值是_______.

【分析】本題關(guān)鍵在于處理“”,考慮tanA=2,△ABE三邊之比為,,故作DH⊥AB交AB于H點(diǎn),則

問題轉(zhuǎn)化為CD+DH最小值,故C、D、H共線時值最小,此時

【小結(jié)】本題簡單在于題目已經(jīng)將BA線作出來,只需分析角度的三角函數(shù)值,作出垂線DH,即可解決問題,若稍作改變,將圖形改造如下:

則需自行構(gòu)造α,如下圖,這一步正是解決“胡不歸”問題關(guān)鍵所在.

2019南通中考

如圖,平行四邊形ABCD中,∠DAB=60°,AB=6,BC=2,P為邊CD上的一動點(diǎn),則的最小值等于  .

【分析】考慮如何構(gòu)造“”,已知∠A=60°,且sin60°=,故延長AD,作PH⊥AD延長線于H點(diǎn),即可得,將問題轉(zhuǎn)化為:求PB+PH最小值.

當(dāng)B、P、H三點(diǎn)共線時,可得PB+PH取到最小值,即BH的長,解直角△ABH即可得BH長.

2014成都中考

如圖,已知拋物線(k為常數(shù),且k>0)與x軸從左至右依次交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,經(jīng)過點(diǎn)B的直線與拋物線的另一交點(diǎn)為D.
(1)若點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為-5,求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)在(1)的條件下,設(shè)F為線段BD上一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接AF,一動點(diǎn)M從點(diǎn)A出發(fā),沿線段AF以每秒1個單位的速度運(yùn)動到F,再沿線段FD以每秒2個單位的速度運(yùn)動到D后停止,當(dāng)點(diǎn)F的坐標(biāo)是多少時,點(diǎn)M在整個運(yùn)動過程中用時最少?

【分析】第一小問代點(diǎn)坐標(biāo),求解析式即可,此處我們直接寫答案:A(-2,0),B(4,0),直線解析式為,D點(diǎn)坐標(biāo)為,故拋物線解析式為,化簡為:.另外為了突出問題,此處略去了該題的第二小問.

點(diǎn)M運(yùn)動的時間為,即求的最小值.
接下來問題便是如何構(gòu)造,考慮BD與x軸夾角為30°,且DF方向不變,故過點(diǎn)D作DM∥x軸,過點(diǎn)F作FH⊥DM交DM于H點(diǎn),則任意位置均有FH=
當(dāng)A、F、H共線時取到最小值,根據(jù)A、D兩點(diǎn)坐標(biāo)可得結(jié)果.

2018重慶中考

拋物線與x軸交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊),與y軸交于點(diǎn)C.點(diǎn)P是直線AC上方拋物線上一點(diǎn),PF⊥x軸于點(diǎn)F,PF與線段AC交于點(diǎn)E;將線段OB沿x軸左右平移,線段OB的對應(yīng)線段是O1B1,當(dāng)的值最大時,求四邊形PO1B1C周長的最小值,并求出對應(yīng)的點(diǎn)O1的坐標(biāo).(為突出問題,刪去了兩個小問)

【分析】根據(jù)拋物線解析式得A、B、C,直線AC的解析式為:,可知AC與x軸夾角為30°. 
根據(jù)題意考慮,P在何處時,PE+EC/2取到最大值.過點(diǎn)E作EH⊥y軸交y軸于H點(diǎn),則∠CEH=30°,故CH=EC/2,問題轉(zhuǎn)化為PE+CH何時取到最小值.
考慮到PE于CH并無公共端點(diǎn),故用代數(shù)法計(jì)算,設(shè)
,,,
當(dāng)P點(diǎn)坐標(biāo)為時,取到最小值,故確定P、C、求四邊形面積最小值,運(yùn)用將軍飲馬模型解題即可.
排版我盡力了,什么對齊不對齊的將就著看吧~

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