好题解析:将军饮马最值模型,解决不规则图形周长的最小值

在中考数学试卷中,经常会出现求线段最值问题,在此基础上有衍生出求线段之和的最小值,求周长的最小值等,解决周长最值问题,还需要转化为求线段长度及线段长度之和的最小值。

今天一起来看一道周长之和最小值的题目。

先来看下题目:

题目分析:

这是一道以扇形为背景,涉及到动点,求不规则图形周长最值的几何题目,解题的关键是进行找到进行转化,找到最小值点,化折为直,再进行转化和计算即可。

条件分析:

  • 求周长的最值,得先去分析,这个图形的周长是由哪些线段和曲线组成的.

  • 经过分析,图中的阴影部分得周长是由线段EC,线段ED和弧CD组成。

  • 涉及到三线三点,其中C和D是两定点,E是一动点,动点E在线段OB上移动。

  • 经过分析可得,弧CD的长度是固定的,根据扇形的半径、圆心角及点D是弧CB的中点,可以求出弧CD的长度。

  • 那么当线段EC和ED的和最小时,阴影部分的周长才能最小。

  • 于是题目就转化为求两条线段长度之和的最小值,继续分析发现涉及的三点中两定一动,动点在线段上移动,标准的将军饮马最值问题。

将军饮马模型分析:

解决这类问题,首先分析定点和动点,看是否符合模型的要求:动点在直线上移动,符合的话可以套用下面的步骤:

  • 第一步:做其中一定点关于动点所在直线的对称点,具体需要结合题意及已知条件来确定,原则是方便找到对称点,之后还能计算。

  • 第二步:连接对称点和另外的一定点,连线与动点所在直线的交点即为最小值点,可以利用两点之间线段最短或三角形的三边关系来证明。

  • 第三步:计算出对称点和另外一定点之间的线段的长度即可,这一步一般需要构造直角三角形,利用勾股定理来计算。

在利用将军饮马最值问题确定最小值点后,接下来需要计算最小值了。

如何计算呢?计算线段长度,大部分情况下都需要构造直角三角形,利用勾股定理来计算。

在构造直角三角形时需要利用题中已知条件,结合图形来分析和构造。

本题中利用扇形的圆心角是60°,再结合点D是中点,以及对称的性质,不难构造出直角三角形。

解答过程:

05:47

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03:30 / 03:30

来总结一下,这道题目考查到:

  • 将军饮马最值模型

  • 扇形的弧长计算

  • 轴对称的性质

  • 勾股定理
  • 转化思路
  • 解题关键是通过做对称点找到最小值点,然后构造直角三角形计算即可。
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