例1如圖1所示,在菱形 ABCD 中,連接 BD ,點 M 是線段 BD 上的一個動點,但不含 B 點,連接AM ,其中 的最小值為
解析首要依據菱形的性質確定各角角度,分別過點 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,并結合三角關系,確定 AM+ME 的最小值條件,可對AM 進行轉化,此時點 E 與點 F 重合,可得出三點共線的結果.
如圖2所示,過點 A 作 AF⊥BC 交 BC 于點 F . 過點 M 作 ME⊥BC 交 BC 于點 E ,
因為四邊形 ABCD 為菱形,且 ∠ABC=60° 所以 ∠ABD=∠CBD=30°
在 RtΔABE 中,可得
則 +ME ,
因此,當 A,M,E 三點共線時,可求得最小值,即 AF 垂直于 BC 的情況,
在 RtΔABF 中,由三角函數可得出:
因此可直接得到結果, 的最小值為
點評本題是較為直觀的,可以使用“胡不歸”定理解決的類型.需要結合菱形的性質、作輔助線,以及直角三角形的性質等進行分析解題.集齊全部條件后,通過觀察題目要求;求 的最小值,再對該式子進行轉換,找到當 δA,M,E 三點共線時的結果,即可求得最小值.
例2如圖3所示,在 ΔABC 中,邊 AC 上有一個移動的點 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,通過作一條輔助線,結合三角函數可得未知的邊長,接著對 進行轉化,從而可知 B,P,D 三點共線時,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° ,過點 P 作 PD⊥AM 交 AM 于點D ,過點 B 作 BE⊥AM 交 AM 于點 E ,其中 BE 交AC 于點 N :
在 RtΔABC 中,已知 ∠ACB=90°,AB=10 ∠ABC=60°, 所以可由三角函數得,
因為 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,內錯角相等可得 ∠BNC=
∠NBC=45° 所以 CN=BC=5 , 由三角函數得:
因此
因為 PD⊥AM ,所以 ∠PDA=90°
則
所以
因此,當 B,P,D 三點共線時,可求得最小值.即
所以
的最小值為
點評觀察本題,可發(fā)現題目含有會移動的點P ,要求 的最小值,需要結合直角三角形的性質、三角函數等知識.在作輔助線后,可通過轉換
,找到當 B,P,D 三點共線時
的最小值,進而計算得出答案.
結語
“胡不歸”問題是中考壓軸的??碱},在最值問題中,解題關鍵就是構造一條線段,將“ PA+kPB ”型問題轉化為“ 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,以及動點 P 是在一條直線上運動的,這樣才能構造定角,從而利用三角函數得到與 kPB 等量代換的線段,進而解決該類最值問題.