初中数学人教版八年级上册第十三章 轴对称13.4课题学习 最短路径问题精品课时训练
展开一.选择题
1.如图,直线l是一条河,P,Q是两个村庄.计划在l上的某处修建一个水泵站M,向P,Q两地供水.现有如下四种铺设方案(图中实线表示铺设的管道),则所需管道最短的是( )
A.B.C.D.
2.如图,直线m表示一条河,M,N表示两个村庄,欲在m上的某处修建一个给水站,向两个村庄供水,现有如图所示的四种铺设管道的方案,图中实线表示铺设的管道,则所需管道最短的方案是( )
A.B.
C.D.
3.如图,已知∠O,点P为其内一定点,分别在∠O的两边上找点A、B,使△PAB周长最小的是( )
A.B.
C.D.
4.如图,直线l是一条河,P,Q两地在直线l的同侧,欲在l上的某点M处修建一个水泵站,分别向P,Q两地供水.现有如下四种铺设方案,则铺设的管道最短的方案是( )
A.B.
C.D.
5.如图所示的平面直角坐标系中,点A坐标为(4,2),点B坐标为(1,﹣3),在y轴上有一点P使PA+PB的值最小,则点P坐标为( )
A.(2,0)B.(﹣2,0)C.(0,2)D.(0,﹣2)
6.如图,点P是∠AOB内任意一点,OP=5cm,点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点,△PMN周长的最小值是5cm,则∠AOB的度数是( )
A.25°B.30°C.35°D.40°
7.如图,在△ABC中,AB=AC,AD、CE是△ABC的两条中线,P是AD上一个动点,则下列线段的长度等于BP+EP最小值的是( )
A.BCB.CEC.ADD.AC
8.如图,点E是正方形ABCD的边DC上的一点,在AC上找一点P,使PD+PE的值最小,这个最小值等于线段( )的长度.
A.ABB.ACC.BPD.BE
9.如图,在锐角三角形ABC中,AB=4,△ABC的面积为8,BD平分∠ABC.若M、N分别是BD、BC上的动点,则CM+MN的最小值是( )
A.2B.4C.6D.8
10.如图,在△ABC中,AB=AC,BC=4,面积是16,AC的垂直平分线EF分别交AC,AB边于E,F点,若点D为BC边的中点,点M为线段EF上一动点,则△CDM周长的最小值为( )
A.6B.8C.10D.12
二.填空题
11.如图所示,∠AOB=30°,角内有点P,PO=10cm,两边上各有一点Q,R(均不同于点O),则△PQR的周长最小值是 .
12.如图,已知∠AOB=30°,OC平分∠AOB,在OA上有一点M,OM=10cm,现要在OC、OA上分别找点Q、N,使QM+QN最小,则其最小值是 .
13.如图,等腰三角形ABC的底边BC长为4,面积是16,腰AC的垂直平分线EF分别交AC,AB边于E,F点,若点D为BC边的中点,点M为线段EF上一动点,则△CDM周长的最小值为 .
14.如图,在平面直角坐标系中,已知点A(2,3),点B(﹣2,1),在x轴上存在点P到A,B两点的距离之和最小,则P点的坐标是 .
15.如图,△ABC中,AB=AC=13,面积65,AD是∠BAC的角平分线,E是AD上的动点,F是AB边上的动点,则BE+EF的最小值为 .
三.解答题
16.如图,P是∠AOB内任一点,分别在OA、OB上,求作两点P1,P2,使△PP1P2的周长最小(简要说明作法).
17.河的两岸成平行线,A,B是位于河两岸的两个车间(如图),要在河上造一座桥,使桥垂直于河岸,并且使A,B间的路程最短确定桥的位置的方法是:作从A到河岸的垂线,分别交河岸PQ,MN于F,G.在AG上取AE=FG,连接EB,EB交MN于D.在D处作到对岸的垂线DC,垂足为C,那么DC就是造桥的位置.请说出桥造在CD位置时路程最短的理由,也就是(AC+CD+DB)最短的理由.
18.如图,已知△ABC为等腰直角三角形,AC=BC=4,∠BCD=15°,P为CD上的动点,则|PA﹣PB|的最大值为 .
19.有人会说:“这也太简单了!”别着急,请看下面这道题(如图)
有一位将军骑着马要从A地走到B地,但途中要到水边喂马喝一次水,则将军怎样走最近.这道题乍一看似乎无从下手.但经过观察可以发现此题依然可以利用“两点之间,线段最短”来解决问题,具体方法为:做B点与河面的对称点B′,连接AB′,可得到马喝水的地方C(如图).
再连接CB得到这道题的解A→C→B.这就是著名的“将军饮马”问题.不信的话你可以在河边任意取一点C′连接AC′和C′B,比较一下就知道了.
20.已知:如图所示,
(1)作出△ABC关于y轴对称的△A′B′C′,并写出△A′B′C′三个顶点的坐标.
(2)在x轴上画出点P,使PA+PC最小.
21.如图,A、B在直线l的同侧,在直线l上求一点P,使△PAB的周长最小.
22.(1)如图1,在AB直线一侧C、D两点,在AB上找一点P,使C、D、P三点组成的三角形的周长最短,找出此点并说明理由.
(2)如图2,在∠AOB内部有一点P,是否在OA、OB上分别存在点E、F,使得E、F、P三点组成的三角形的周长最短,找出E、F两点,并说明理由.
(3)如图3,在∠AOB内部有两点M、N,是否在OA、OB上分别存在点E、F,使得E、F、M、N,四点组成的四边形的周长最短,找出E、F两点,并说明理由.
参考答案
一.选择题
1.解:作点P关于直线l的对称点P′,连接QP′交直线l于M.
根据两点之间,线段最短,可知选项B修建的管道,则所需管道最短.
故选:D.
2.解:作点M关于直线m的对称点P′,连接nP′交直线L于P.
根据两点之间,线段最短,可知选项D铺设的管道,则所需管道最短.
故选:D.
3.解:分别在∠O的两边上找点A、B,使△PAB周长最小的是D选项,
故选:D.
4.解:作点P关于直线l的对称点P′,连接QP′交直线l于M.
根据两点之间,线段最短,可知选项B修建的管道,所需管道最短.
又由垂线段最短,可知铺设的管道最短的方案是选项A.
故选:A.
5.解:如图所示:作B点关于y轴对称点B′点,连接AB′,交y轴于点P,则此时AP+PB=AP+PB′=AB′的值最小,
∵点B坐标为(1,﹣3),
∴B′(﹣1,﹣3),
∴B′C=AC=5,
∴∠AB′C=45°,
∴PD=B′D=1,
∵OD=|﹣3|=3,
∴OP=2,
∴P(0,﹣2),
故选:D.
6.解:分别作点P关于OA、OB的对称点C、D,连接CD,
分别交OA、OB于点M、N,连接OC、OD、PM、PN、MN,如图所示:
∵点P关于OA的对称点为D,关于OB的对称点为C,
∴PM=DM,OP=OD,∠DOA=∠POA;
∵点P关于OB的对称点为C,
∴PN=CN,OP=OC,∠COB=∠POB,
∴OC=OP=OD,∠AOB=∠COD,
∵△PMN周长的最小值是5cm,
∴PM+PN+MN=5,
∴DM+CN+MN=5,
即CD=5=OP,
∴OC=OD=CD,
即△OCD是等边三角形,
∴∠COD=60°,
∴∠AOB=30°;
故选:B.
7.解:如图连接PC,
∵AB=AC,BD=CD,
∴AD⊥BC,
∴PB=PC,
∴PB+PE=PC+PE,
∵PE+PC≥CE,
∴P、C、E共线时,PB+PE的值最小,最小值为CE的长度,
故选:B.
8.解:∵四边形ABCD是正方形,
∴点D与点B关于直线AC对称,
连接BE,则线段BE的长就是PD+PE的最小值.
故选:D.
9.解:过点C作CE⊥AB于点E,交BD于点M′,过点M作MN′⊥BC于N′,
∵BD平分∠ABC,M′E⊥AB于点E,M′N′⊥BC于N
∴M′N′=M′E,
∴CE=CM′+M′E
∴当点M与M′重合,点N与N′重合时,CM+MN的最小值.
∵三角形ABC的面积为8,AB=4,
∴×4•CE=8,
∴CE=4.
即CM+MN的最小值为4.
故选:B.
10.解:连接AD,AM.
∵△ABC是等腰三角形,点D是BC边的中点,
∴AD⊥BC,
∴S△ABC=BC•AD=×4×AD=16,解得AD=8,
∵EF是线段AC的垂直平分线,
∴点C关于直线EF的对称点为点A,
∴MA=MC,
∵AD≤AM+MD,
∴AD的长为CM+MD的最小值,
∴△CDM的周长最短=(CM+MD)+CD=AD+BC=8+×4=8+2=10.
故选:C.
二.填空题
11.解:如图,
作出点P关于OA的对称点E,作出点P关于OB的对称点F,连接EF,交OA于Q,交OB于R.连接PQ,PR,PE,PF,OE,OF.
则PQ=EQ,PR=RF,
则△PQR的周长=PQ+QR+PR=EQ+QR+RF=EF.
∵∠AOP=∠AOE,∠POB=∠FOB,∠AOB=∠AOP+∠POB=30°,
∴∠EOF=60°,
又∵OE=OP,OF=OP,
∴OE=OF=10,
即△EOF是等边三角形,
∴EF=OP=10,
所以△PQR的周长的最小值为10.
故答案为:10.
12.解:作M关于OC的对称点P,过P作PN⊥OA于N,交OC于Q,则此时QM+QN的值最小,
∵∠AOB=30°,OC平分∠AOB,在OA上有一点M,
∴OA、OB关于OC对称,
∴P点在OB上,
∴OP=OM=10cm,QM=PQ,∠PNO=90°,
∵PN=OP=×10=5cm,
∴QM+QN=PQ+QN=PN=5cm,
故答案为5cm.
13.解:连接AD,
∵△ABC是等腰三角形,点D是BC边的中点,
∴AD⊥BC,
∴S△ABC=BC•AD=×4×AD=16,解得AD=8,
∵EF是线段AC的垂直平分线,
∴点C关于直线EF的对称点为点A,
∴AD的长为CM+MD的最小值,
∴△CDM的周长最短=(CM+MD)+CD=AD+BC=8+×4=8+2=10.
故答案为:10.
14.解:作A关于x轴的对称点C,连接BC交x轴于P,则此时AP+BP最小,
∵A点的坐标为(2,3),B点的坐标为(﹣2,1),
∴C(2,﹣3),
设直线BC的解析式是:y=kx+b,
把B、C的坐标代入得:
解得.
即直线BC的解析式是y=﹣x﹣1,
当y=0时,﹣x﹣1=0,
解得:x=﹣1,
∴P点的坐标是(﹣1,0).
故答案为:(﹣1,0).
15.解:如图,连接CE,过点C作CH⊥AB于H,
∵S△ABC=×AB×CH=65,
∴CH==10,
∵AB=AC=13,AD平分∠BAC,
∴AD⊥BC,BD=CD,
∴BE=EC,
∴BE+EF=CE+EF,
∴当点E,点C,点F三点共线,且CF⊥AB时,BE+EF有最小值,
即点E,点F都在线段CH上,
∴BE+EF的最小值为10,
故答案为:10.
三.解答题
16.解:(1)作点P关于OA、OB的对称点M、N;
(2)连接M、N,分别交OA,OB分别于P1、P2,则△PP1P2即为所求的三角形.
17.解:利用图形平移的性质及连接两点的线中,线段最短,可知:
AC+CD+DB=(ED+DB)+CD=EB+CD.
而CD的长度又是平行线PQ与MN之间的距离,所以AC+CD+DB最短.
18.解:作A关于CD的对称点A′,连接A′B交CD于P,则点P就是使|PA﹣PB|的值最大的点,|PA﹣PB|=A′B,
连接A′C,
∵△ABC为等腰直角三角形,AC=BC=4,
∴∠CAB=∠ABC=45°,∠ACB=90°,
∵∠BCD=15°,
∴∠ACD=75°,
∴∠CAA′=15°,
∵AC=A′C,
∴A′C=BC,∠CA′A=∠CAA′=15°,
∴∠ACA′=150°,
∵∠ACB=90°,
∴∠A′CB=60°,
∴△A′BC是等边三角形,
∴A′B=BC=4.
故答案为:4.
19.解:在河边任意取一点C′连接AC′和C′B,
∵CD是线段BB′的垂直平分线可求出BC=B′C,
∴AC+BC=AC+B′C=AB′,
同理,BC′=B′C′,
∴AC′+BC′=AC′+B′C′,
∴AC′+B′C′>AB′.
∴C为所求的点.
20.解:(1)
分别作A、B、C的对称点,A′、B′、C′,由三点的位置可知:
A′(﹣1,2),B′(﹣3,1),C′(﹣4,3)
(2)先找出C点关于x轴对称的点C″(4,﹣3),连接C″A交x轴于点P,
(或找出A点关于x轴对称的点A″(1,﹣2),连接A″C交x轴于点P)则P点即为所求点.
21.解:作法:作A关于l的对称点A′,
连接A′B交l于点P.
则点P就是所要求作的点;
理由:在l上取不同于P的点P′,连接AP′、BP′.
∵A和A′关于直线l对称,
∴PA=PA′,P′A=P′A′,
而A′P+BP<A′P′+BP′
∴PA+BP<AP′+BP′
∴AB+AP+BP<AB+AP′+BP′
即△ABP周长小于△ABP′周长.
22.解:(1)如图1,作C关于直线AB的对称点C′,
连接C′D交AB于点P.
则点P就是所要求作的点.
理由:在l上取不同于P的点P′,连接CP′、DP′、C'P'.
∵C和C′关于直线l对称,
∴PC=PC′,P′C=P′C′,
而C′P+DP<C′P′+DP′,
∴PC+DP<CP′+DP′
∴CD+CP+DP<CD+CP′+DP′
即△CDP周长小于△CDP′周长;
(2)如图2,作P关于OA的对称点C,关于OB的对称点D,连接CD,交OA于E,OB于F,连接PC,PD,则点E,F就是所要求作的点,
理由:在OA,OB上取不同于E,F的点E′,F′,连接CE′、E′P、PF′、DF′,E'F',
∵C和P关于直线OA对称,D和P关于直线OB对称,
∴PE=CE,CE′=PE′,PF=DF,PF′=DF′,
∴PE+EF+PF=CE+EF+DF,PE′+PF′+E′F′=CE′+E′F′+DF′,
∵CE+EF+DF<CE′+E′F′+DF′,
∴PE+EF+PF<PE′+E′F′+PF′;
(3)如图3,作M关于OA的对称点C,作N关于OB的对称点D,连接CD,交OA于E,OB于F,则点E,F就是所要求作的点.连接MC,ND.
理由:在OA,OB上取不同于E,F的点E′,F′,连接CE′、E′F′,DF′,
∵C和M关于直线OA对称,
∴ME=CE,CE′=ME′,NF=DF,NF′=DF′,
由(2)得知MN+ME+EF+NF<MN+ME′+E′F′+F′D.
人教版八年级上册13.4课题学习 最短路径问题达标测试: 这是一份人教版八年级上册13.4课题学习 最短路径问题达标测试,共9页。试卷主要包含了单选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
初中数学13.4课题学习 最短路径问题精品课后作业题: 这是一份初中数学13.4课题学习 最短路径问题精品课后作业题,共13页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
人教版八年级上册13.4课题学习 最短路径问题优秀课时练习: 这是一份人教版八年级上册13.4课题学习 最短路径问题优秀课时练习,共9页。试卷主要包含了附图等内容,欢迎下载使用。