解:作A关于BC和ED的对称点A′,A″,连接A′A″,交BC于M,交ED于N,则A′A″即为△AMN的周
长最小值.
⑴作EA延长线的垂线,垂足为H,∠BAE=120°,∴∠AA′A″+∠AA″A′=60°, ∠AA′A″=∠A′AM,∠AA″A′=∠EAN,∴∠CAN=120°-∠AA′A″-∠AA″A′=60°, 也就是说∠AMN+∠ANM=180°-60°=120°. ⑵过点A′作EA延长线的垂线,垂足为H,
∵AB=BC=1,AE=DE=2,∴AA′=2BA=2,AA″=2AE=4, 则Rt△A′HA中,∵∠EAB=120°,∴∠HAA′=60°,
∵A′H⊥HA,∴∠AA″H=30°,∴AH=AA′=1,∴A′H=3,A″H=1+4=5, ∴A′A″=27,
例题4、如图,正方形ABCD的边长为4,点E在边BC上且CE=1,长为2的线段MN在AC上运动. (1)求四边形BMNE周长最小值;
(2)当四边形BMNE的周长最小时,则tan∠MBC的值为 .
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解:作EF∥AC且EF=2,连结DF交AC于M,在AC上截取MN=2,延长DF交BC于P,
作FQ⊥BC于Q,作出点E关于AC的对称点E′,则CE′=CE=1,将MN平移至E′F′处, 则四边形MNE′F′为平行四边形,
当BM+EN=BM+FM=BF′时,四边形BMNE的周长最小, 由∠FEQ=∠ACB=45°,可求得FQ=EQ=1,
∵∠DPC=∠FPQ,∠DCP=∠FQP,∴△PFQ∽△PDC, ∴
1PQPQPQ28=,∴=,解得:PQ=,∴PC=,
4PQ?QE?ECPQ?2CD332由对称性可求得tan∠MBC=tan∠PDC=.
3
例题5、在平面直角坐标系中,已知点A(一2,0),点B(0,4),点E在OB上,且∠OAE=∠OBA.如
图,将△AEO沿x轴向右平移得到△AE′O′,连接A'B、BE'.当AB+BE'取得最小值时,求点E'的坐标.
【提示】
将△AEO向右平移转化为△AEO不动,点B向左平移,则点B移动的轨迹为一平行于x轴的直线,所以作点E关于该直线的对称点E1,连接AE1,与该直线交点F即为最小时点B的位置,求出BF长度即可求出点E向右平移的距离.
例题6、如图,已知正比例函数y=kx(k>0)的图像与x轴相交所成的锐角为70°,定点A的坐标为(0,
4),P为y轴上的一个动点,M、N为函数y=kx(k>0)的图像上的两个动点,则AM+MP+PN的最小值为 .
解:如图所示,直线OC、y轴关于直线y=kx对称,直线OD、直线y=kx关于y轴对称,点A′是点A关
于直线y=kx的对称点.
作A′E⊥OD垂足为E,交y轴于点P,交直线y=kx于M,作PN⊥直线y=kx垂足为N, ∵PN=PE,AM=A′M,∴AM+PM+PN=A′M+PM+PE=A′E最小(垂线段最短), 在RT△A′EO中,∵∠A′EO=90°,OA′=4,∠A′OE=3∠AOM=60°, ∴OE=OA′=2,A′E=42?22=23. ∴AM+MP+PN的最小值为23.
【巩固练习】
1、如图所示,正方形ABCD的面积为12,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD内,在对角线AC上有一点P,使PD+PE的和最小,则这个最小值为 .
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2、在菱形ABCD中,对角线AC=6,BD=8,点E、F、P分别是边AB、BC、AC上的动点,PE+PF的最小值是 .
3、如图,在边长为2的等边△ABC中,D为BC的中点,E是AC边上一点,则BE+DE的最小值为 .
4、如图,钝角三角形ABC的面积为9,最长边AB=6,BD平分∠ABC,点M、N分别是BD、BC上的动点,则CM+MN的最小值为 .
5、如图,在△ABC中,AM平分∠BAC,点D、E分别为AM、AB上的动点,
(1)若AC=4,S△ABC=6,则BD+DE的最小值为
(2)若∠BAC=30°,AB=8,则BD+DE的最小值为 .
(3)若AB=17,BC=10,CA=21,则BD+DE的最小值为 .
AEDBMC
6、如图,在△ABC中,AB=BC=4,S△ABC=43,点P、Q、K分别为线段AB、BC、AC上任意一点,则PK+QK的最小值为 .
7、如图,AB是⊙O的直径,AB=8,点M在⊙O上,∠MAB=20°,N是弧MB的中点,P是直径AB上的一动点,则PM+PN的最小值为 .
MNBAOP
8、如图,在锐角△ABC中,AB=4,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M、N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是 .
9、如图,圆柱形玻璃杯高为12cm、底面周长为18cm,在杯内离杯底4cm的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿4cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为 cm.