如右图,∠POQ=20°,A为OQ上的点,B为OP上的一点,且OA=1,OB=2,在OB上取点A1,在AQ上取点A2,设

如右图,∠POQ=20°,A为OQ上的点,B为OP上的一点,且OA=1,OB=2,在OB上取点A1,在AQ上取点A2,设l=AA1+A1A2+A2B,求l的最小值.
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怡黛 春芽

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解题思路:作出OQ关于OP的对称射线OM,在射线OM上找出A关于OP的对称点A′,根据对称性质可得AA1=A′A1,把要求的AA1+A1A2转化为A′A1+A1A2,然后根据“两点之间线段最短”,只有当A′,A1,A2在一条直线上时,满足AA1+A1A2最小值等于A′A2;找出射线OM关于OQ的对称射线,在射线ON上找出A′关于OQ的对称点A″,同理只有当A″,A2,B在一条直线上时,满足A′A2+A2B最小值等于A″B,然后根据对称性质求出OA″的长及∠BOA″,以及OB,判断可得三角形OBA″为直角三角形,由OB和OA″的长,根据勾股定理求出A″B的长,即为l的最小值.

作OQ关于OP的对称射线OM,A关于OP的对称点A′,
∴AA1=A′A1
则AA1+A1A2=A′A1+A1A2
根据“两点之间线段最短”,
当A′,A1,A2在一条直线时,AA1+A1A2最小=A′A2
同理,作OM关于OQ的对称射线ON,A′关于OQ的对称点A″,
∴A′A2=A″A2
则A2B=A″A2+A2B,
根据“两点之间线段最短”,
当A″,A2,B在一条直线上时,A′A2+A2B最小=A″B,
由对称可知:∠POQ=∠POM=20°,即∠MOQ=40°,
再由对称可知:∠NOQ=∠MOQ=40°,且OA=OA′=OA″=1,
在△OA″B,∠A″OB=∠POQ+∠NOQ=20°+40°=60°,
取OB的中点E,连接A″E,如图所示:


则OA″=OE=BE=[1/2]OB=1,
又∠A″OB=60°,
∴△OA″E为等边三角形,
∴∠OEA″=60°,A″E=1,即A″E=BE,
∴∠BA″E=∠B,
又∠OEA″是△A″EB的外角,
∴∠OEA″=∠BA″E+∠B=2∠B=60°,
∴∠B=30°,
∴∠OA″B=180°-60°-30°=90°,
∴△OA″B为直角三角形,
A″B=
OB2−OA″2=
3,
则l=AA1+A1A2+A2B的最小值为
3.

点评:
本题考点: 轴对称-最短路线问题.

考点点评: 此题考查了利用轴对称求最短路线的问题,涉及的知识有对称线段的性质,轴对称的性质,线段公理等,利用了数形结合及转化的思想,此类题往往利用的是“情理结合法”,即由实情联想原理,再由原理解决问题.能正确画图和根据画图条件进行推理是解本题的关键.

1年前

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