许多数学问题所涉及的对象具有对称性,轴对称是常见的形式之一.我们利用轴对称的性质,在探求几何最值、解决生活实际问题等方面有着奇妙的作用.
一)、课本原型:(七年级下册第196页)如图(1)所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区a、b提供牛奶,奶站应建在什么地方,才能使从a,b到它的距离之和最短?
解:如图(2),只要画出a点关于直线l的对称点c,连结bc交直线l于p,则p点就是所求。这时pa+pb=pc+pb为最小,(因为两点之间线段最短)。
(证明:如图(2),在l上任取一点p1,连结p1a,p1b,p1c,因为p1a+p1b=p1c+p1b>bc=pa+pb。这是根据三角形两边之和大于第三边,所以结论成立。
)二)应用和延伸:例1、(七年级作业本题)如图(3),∠aob内有一点p,在oa和ob边上分别找出m、n,使δpmn的周长最小。
解:如图(4),只要画出p点关于ob、oa的对称点p1,p2 ,连结p1、p2交ob、oa于m、n,此时δpmn的周长pm+pn+mn=p1p2为最小。(证明略)
例2、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:如图(1)①所示,只要过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4千米。即pa+pb的最。
小值为4千米。
1 利用轴对称计算角的度数。
例1 如图,在△abc中,,为△abc形内一点,使得,.求的度数.(2005,北京市中学生数学竞赛(初二))
例2 如图,在△abc中,,是bc边上的一点,,.试求的度数.
2 利用轴对称求线段的长度、证明线段相等。
例3 如图,在△abc的边ab、ac上分别取点q、p,使得.求证:.
3 利用轴对称求图形的面积。
例4 在四边形abcd中,,,求四边形abcd的面积.
4 利用轴对称探求几何最值。
例5 如图,,p为角内一点,,两边上各有点q、r(均不同于o),则的周长的最小值为。
2023年第12届“五羊杯”邀请赛试题)
巩固练习:1、(希望杯2001初二数学邀请赛试题),如图(12)在菱形abcd中,∠dab=1200,点e平分bc,点p在bd上,且pe+pc=1,那么边长ab的最大值是。
2、(美国中学生竞赛题)如图(13),一个牧童在小河南4英里处牧马,河水向正东方流去,而他正位于他的小屋西8英里北7英里处,他想把他的马牵到小河边去饮水,然后回家,他能够完成这件事所走的最短距离是( )
a) 4+英里 (b) 16英里 (c) 17英里 (d) 18英里。
3、(新蕾杯竞赛题)如图(14),正方形abcd的边长为3,e在bc上,且be=2,p在bd上,求pe+pc的最小值。
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