2024年4月1日发(作者:嵇涵润)
崔永晨
在求最值的时候,我们经常会遇到一类求
“两条线段长之和”的最值问题。这类问题中
动点,则Ac+1BC@ ̄小值为
有时还会出现一条线段乘一个“分数”的情
况。如何化解这个分数,成为很多同学比较头
疼的问题。下面我们来看看,如何运用相似对
这一类最值问题进行转化。
一
:I· B
c
¨ I
|
.
、
构造相似化解
例1 如图1,四边形ABCD是边长为4的
,C ;, |
/ ~
/
、
~
p
D 一 】
D 】
正方形,o曰的半径为2,点P是oB上一动点,
则PD+ Pc的最小值为
D D
图3 图4
【分析】如何化解 1 BC?结合题目中的已
知条件A(一1,0),B(O,2 ),仔细分析,坐标
可以转化为线段,即:OA=I,OB=2 。怎样才
会出现 和 1 BC?如图4,结合图形不难发
C C
现,只要连接AB即可求得AB=3,从而得到
图l 图2
OA= 1
,
那么,谁与 c之比也是 ?只需构造
【分析】如何处理 Pc是解决本题的关
键。结合已知条件:o 的半径为2,正方形的
出一个含BC边的三角形与AAOB相似,且使
得Ac和 1 BC在y轴的异侧。如图4,在 轴上
取点A关于点0的对称点A ,连接A ,过点C
作CDLA B,垂足为点D,由△曰cD △BA 0。
可以求得CD= 1日C,从而实现对线段的转化,
所以求AC+ 1 c的最小值,即转化为求AC+CD
边长为4,它们的比值为 ,可考虑构造两个相
似三角形,使其相似比为1:2,并将Pc构造在
其中,从而找出JpC的一半。如图2,连接BP,在
BC上取一点 ,使BE=l,则ABEP'-'ABPC,此
时EP= 1 Jpc,所以PD+ 1 PC=PD+EP。当点
的最小值,最终将问题转化为点A到直线A B
D、P、E共线时,PD+EP取得最小值,且最小值
的距离AD 。运用“面积法”(5 = 1 A A·OB=
为ED的长,在Rt△CDE中求得其值为5。
二、构造相似化解
。
去A B·AD )或相似(△M D  ̄'ABA 0)可求得
AD,' 。即AD+ Bc的最,J\f直为 。
例2 如图3,在平面直角坐标系xOy
中,A(一l,0),B(0,2√2),C是线段OB上的
:’:‘:’. .1 。
-···
● ● , _ ● -
- ● ● _ ● ● - - - - f
.
● ●
1 J _
.
= ●
… ●
68-I·策略方法, -·
: : : :.:.. : : :.:
三、构造相似化解 1
Q+孚 的最,J、值为
,
例3如图5,在RtAABC中,ZACB=90。,
AC=8,BC=6,点JD是A 上一点,且 A P= 1
点
≥
‘, 、 ,
P
二 足
F在以点P为圆心,AP为半径的oP上,则CF+
曰F的最小值为
l奎{7
辫
辫
是解题的关键。因
,MO=2,
【分析】如何化解
‘
为 ,f
二
=
,
所以想方设法构造3条线段,使
√2
5
得其中3条线段已知,第四条预留为半 。
结合题目条件中的oO的半径为
一
【分析】同样的思路,化解{BF是解决问
题的关键。由已知条件 AP: 1
可以联想到
,
只需再构造一条长度为l的线段,即可构造
对相似三角形。如图8,在OM上取一点
G,使得OG=I,连接QG,QO,PG,则AOQG一
构造相似比为1:4的三角形进行转化。如图6,
考虑到 P=FP,可将条件转化为 FP= 1
结
,
A OMQ,根据相似比得:GQ=半Q ,所以
PQ+ QM=PQ+QG,其最小值即为PG,在
合oP的半径FP,可在PB上取一点E,使PE=
1 PF
,
连接EF、PF,从而构造出APEFV"APFB,
通过相似比找出E 1 BF,进而将问题转化
为求CF+EF的最小值,即求cE的值。连接
RtAPOG中可求得:PG=√ 。
CE,过点E作EG ̄AC,在已知AE= 5的基础
P
上,由AAEG ̄',AABC可求得EG=要,AG=2,昕
以GC=6,在RtAECG中,由勾股定理求得EC=
,
图8
故cn 口F的最小值为 。
通过以上几道题目的分析可以发现,在
探究形如“AB+mCD”最小值的过程中,首先
要针对m进行仔细分析,在题目中找出两条
线段的比表示为m,通过相似,将mCD进行转
化后,再去考虑化曲为直的问题,最终将问题
转化为“点到直线距离最短”或“两点之间线
段最短”来解决。所以,相似在解决此类问题
中成为关键步骤,结合圆的半径不变、对称变
图6
换或三角形三边关系,在相似这条思路的指
四、构造相似化解 2
弓1下,将最值问题步步转化,最终化归到我们
,PO=
熟悉的问题上来。
(作者单位:江苏省东台中学)
,
。。 ‘
,
‘。
例4 如图7,o 0的半径为
√而,MO=2,LPOM=90。,Q为o0上一动点,
:一,、 ‘
、
、一 ,
‘ ‘/、。- 、l ’,、’
’
≯ 尊 0 ≥≥
, I。^
、
,。 ’
、
2024年4月1日发(作者:嵇涵润)
崔永晨
在求最值的时候,我们经常会遇到一类求
“两条线段长之和”的最值问题。这类问题中
动点,则Ac+1BC@ ̄小值为
有时还会出现一条线段乘一个“分数”的情
况。如何化解这个分数,成为很多同学比较头
疼的问题。下面我们来看看,如何运用相似对
这一类最值问题进行转化。
一
:I· B
c
¨ I
|
.
、
构造相似化解
例1 如图1,四边形ABCD是边长为4的
,C ;, |
/ ~
/
、
~
p
D 一 】
D 】
正方形,o曰的半径为2,点P是oB上一动点,
则PD+ Pc的最小值为
D D
图3 图4
【分析】如何化解 1 BC?结合题目中的已
知条件A(一1,0),B(O,2 ),仔细分析,坐标
可以转化为线段,即:OA=I,OB=2 。怎样才
会出现 和 1 BC?如图4,结合图形不难发
C C
现,只要连接AB即可求得AB=3,从而得到
图l 图2
OA= 1
,
那么,谁与 c之比也是 ?只需构造
【分析】如何处理 Pc是解决本题的关
键。结合已知条件:o 的半径为2,正方形的
出一个含BC边的三角形与AAOB相似,且使
得Ac和 1 BC在y轴的异侧。如图4,在 轴上
取点A关于点0的对称点A ,连接A ,过点C
作CDLA B,垂足为点D,由△曰cD △BA 0。
可以求得CD= 1日C,从而实现对线段的转化,
所以求AC+ 1 c的最小值,即转化为求AC+CD
边长为4,它们的比值为 ,可考虑构造两个相
似三角形,使其相似比为1:2,并将Pc构造在
其中,从而找出JpC的一半。如图2,连接BP,在
BC上取一点 ,使BE=l,则ABEP'-'ABPC,此
时EP= 1 Jpc,所以PD+ 1 PC=PD+EP。当点
的最小值,最终将问题转化为点A到直线A B
D、P、E共线时,PD+EP取得最小值,且最小值
的距离AD 。运用“面积法”(5 = 1 A A·OB=
为ED的长,在Rt△CDE中求得其值为5。
二、构造相似化解
。
去A B·AD )或相似(△M D  ̄'ABA 0)可求得
AD,' 。即AD+ Bc的最,J\f直为 。
例2 如图3,在平面直角坐标系xOy
中,A(一l,0),B(0,2√2),C是线段OB上的
:’:‘:’. .1 。
-···
● ● , _ ● -
- ● ● _ ● ● - - - - f
.
● ●
1 J _
.
= ●
… ●
68-I·策略方法, -·
: : : :.:.. : : :.:
三、构造相似化解 1
Q+孚 的最,J、值为
,
例3如图5,在RtAABC中,ZACB=90。,
AC=8,BC=6,点JD是A 上一点,且 A P= 1
点
≥
‘, 、 ,
P
二 足
F在以点P为圆心,AP为半径的oP上,则CF+
曰F的最小值为
l奎{7
辫
辫
是解题的关键。因
,MO=2,
【分析】如何化解
‘
为 ,f
二
=
,
所以想方设法构造3条线段,使
√2
5
得其中3条线段已知,第四条预留为半 。
结合题目条件中的oO的半径为
一
【分析】同样的思路,化解{BF是解决问
题的关键。由已知条件 AP: 1
可以联想到
,
只需再构造一条长度为l的线段,即可构造
对相似三角形。如图8,在OM上取一点
G,使得OG=I,连接QG,QO,PG,则AOQG一
构造相似比为1:4的三角形进行转化。如图6,
考虑到 P=FP,可将条件转化为 FP= 1
结
,
A OMQ,根据相似比得:GQ=半Q ,所以
PQ+ QM=PQ+QG,其最小值即为PG,在
合oP的半径FP,可在PB上取一点E,使PE=
1 PF
,
连接EF、PF,从而构造出APEFV"APFB,
通过相似比找出E 1 BF,进而将问题转化
为求CF+EF的最小值,即求cE的值。连接
RtAPOG中可求得:PG=√ 。
CE,过点E作EG ̄AC,在已知AE= 5的基础
P
上,由AAEG ̄',AABC可求得EG=要,AG=2,昕
以GC=6,在RtAECG中,由勾股定理求得EC=
,
图8
故cn 口F的最小值为 。
通过以上几道题目的分析可以发现,在
探究形如“AB+mCD”最小值的过程中,首先
要针对m进行仔细分析,在题目中找出两条
线段的比表示为m,通过相似,将mCD进行转
化后,再去考虑化曲为直的问题,最终将问题
转化为“点到直线距离最短”或“两点之间线
段最短”来解决。所以,相似在解决此类问题
中成为关键步骤,结合圆的半径不变、对称变
图6
换或三角形三边关系,在相似这条思路的指
四、构造相似化解 2
弓1下,将最值问题步步转化,最终化归到我们
,PO=
熟悉的问题上来。
(作者单位:江苏省东台中学)
,
。。 ‘
,
‘。
例4 如图7,o 0的半径为
√而,MO=2,LPOM=90。,Q为o0上一动点,
:一,、 ‘
、
、一 ,
‘ ‘/、。- 、l ’,、’
’
≯ 尊 0 ≥≥
, I。^
、
,。 ’
、