例1如圖1所示,在菱形 ABCD 中,連接 BD ,點(diǎn) M 是線段 BD 上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),但不含 B 點(diǎn),連接AM ,其中 的最小值為
解析首要依據(jù)菱形的性質(zhì)確定各角角度,分別過(guò)點(diǎn) M,A 作垂直于BC的輔助線 ME 和 AF 后,可得到直角三角形.利用直角三角形的性質(zhì),并結(jié)合三角關(guān)系,確定 AM+ME 的最小值條件,可對(duì)AM 進(jìn)行轉(zhuǎn)化,此時(shí)點(diǎn) E 與點(diǎn) F 重合,可得出三點(diǎn)共線的結(jié)果.
如圖2所示,過(guò)點(diǎn) A 作 AF⊥BC 交 BC 于點(diǎn) F . 過(guò)點(diǎn) M 作 ME⊥BC 交 BC 于點(diǎn) E ,
因?yàn)樗倪呅?ABCD 為菱形,且 ∠ABC=60° 所以 ∠ABD=∠CBD=30°
在 RtΔABE 中,可得
則 +ME ,
因此,當(dāng) A,M,E 三點(diǎn)共線時(shí),可求得最小值,即 AF 垂直于 BC 的情況,
在 RtΔABF 中,由三角函數(shù)可得出:
因此可直接得到結(jié)果, 的最小值為
點(diǎn)評(píng)本題是較為直觀的,可以使用“胡不歸”定理解決的類型.需要結(jié)合菱形的性質(zhì)、作輔助線,以及直角三角形的性質(zhì)等進(jìn)行分析解題.集齊全部條件后,通過(guò)觀察題目要求;求 的最小值,再對(duì)該式子進(jìn)行轉(zhuǎn)換,找到當(dāng) δA,M,E 三點(diǎn)共線時(shí)的結(jié)果,即可求得最小值.
例2如圖3所示,在 ΔABC 中,邊 AC 上有一個(gè)移動(dòng)的點(diǎn) P ,其中 ∠ACB=90° ∠ABC=60° AB=10 ,試求出 的最小值.
解析本題注重考查如何將不在同一直線上的線段替換到同一直線上,通過(guò)作一條輔助線,結(jié)合三角函數(shù)可得未知的邊長(zhǎng),接著對(duì) 進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而可知 B,P,D 三點(diǎn)共線時(shí),可求得最小值.
如圖4所示,在邊 AC 下方作一條射線 AM ,使得 ∠CAM=45° ,過(guò)點(diǎn) P 作 PD⊥AM 交 AM 于點(diǎn)D ,過(guò)點(diǎn) B 作 BE⊥AM 交 AM 于點(diǎn) E ,其中 BE 交AC 于點(diǎn) N :
在 RtΔABC 中,已知 ∠ACB=90°,AB=10 ∠ABC=60°, 所以可由三角函數(shù)得,
因?yàn)?BE⊥AM 所以 ∠AEB=90° 已知 ∠CAM=45° 則 ∠EAN=45° 因此 ∠ENA=90°-45°=45° 由兩直線相交,內(nèi)錯(cuò)角相等可得 ∠BNC=
∠NBC=45° 所以 CN=BC=5 , 由三角函數(shù)得:
因此
因?yàn)?PD⊥AM ,所以 ∠PDA=90°
則
所以
因此,當(dāng) B,P,D 三點(diǎn)共線時(shí),可求得最小值.即
所以
的最小值為
點(diǎn)評(píng)觀察本題,可發(fā)現(xiàn)題目含有會(huì)移動(dòng)的點(diǎn)P ,要求 的最小值,需要結(jié)合直角三角形的性質(zhì)、三角函數(shù)等知識(shí).在作輔助線后,可通過(guò)轉(zhuǎn)換
,找到當(dāng) B,P,D 三點(diǎn)共線時(shí)
的最小值,進(jìn)而計(jì)算得出答案.
結(jié)語(yǔ)
“胡不歸”問(wèn)題是中考?jí)狠S的??碱},在最值問(wèn)題中,解題關(guān)鍵就是構(gòu)造一條線段,將“ PA+kPB ”型問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“ PA+PC ”型.需要注意的是,這里的 PB 必須是一條方向不變的線段,以及動(dòng)點(diǎn) P 是在一條直線上運(yùn)動(dòng)的,這樣才能構(gòu)造定角,從而利用三角函數(shù)得到與 kPB 等量代換的線段,進(jìn)而解決該類最值問(wèn)題.