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    专题25 最值模型之将军遛马模型与将军过桥(造桥)模型-备战2024年中考数学常见模型题型归纳与总结高分突破(全国通用)
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    专题25 最值模型之将军遛马模型与将军过桥(造桥)模型-备战2024年中考数学常见模型题型归纳与总结高分突破(全国通用)03
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    专题25 最值模型之将军遛马模型与将军过桥(造桥)模型-备战2024年中考数学常见模型题型归纳与总结高分突破(全国通用)

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    这是一份专题25 最值模型之将军遛马模型与将军过桥(造桥)模型-备战2024年中考数学常见模型题型归纳与总结高分突破(全国通用),文件包含专题25最值模型之将军遛马模型与将军过桥造桥模型原卷版docx、专题25最值模型之将军遛马模型与将军过桥造桥模型解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共57页, 欢迎下载使用。

    在解决将军遛马和将军过桥(造桥),不管是横向还是纵向的线段长度(定长),只要将线段按照长度方向平移即可,即可以跨越长度转化为标准的将军饮马模型,再依据同侧做对称点变异侧,异侧直接连线即可。利用数学的转化思想,将复杂模型变成基本模型就简单容易多了,从此将军遛马和将军过桥(造桥)再也不是问题!
    模型1.将军遛马模型
    【核心思路】去除定量,组合变量(通过几何变换将若干段原本彼此分类的线段组合到一起)。
    【模型解读】已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。(原理用平移知识解)
    (1)点A、B在直线m两侧: (2)点A、B在直线m同侧:

    图1 图2
    (1)如图1,过A点作AC∥m,且AC长等于PQ长,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
    (2)如图2,过A点作AE∥m,且AE长等于PQ长,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
    【最值原理】两点之间线段最短。
    例1.(2023·黑龙江·九年级校考期中)问题背景(1)如图(1),在公路的一侧有,两个工厂,,到公路的垂直距离分别为和,,之间的水平距离为.现需把厂的产品先运送到公路上然后再转送到厂,则最短路线的长是_____.
    问题探究(2)如图(2),和是腰长为2的两个全等的等腰直角三角形,,点,重合,点,重合,将沿直线平移,得到,连接,.试探究在平移过程中,是否存在最小值.若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
    问题解决(3)如图(3),A,B分别是河岸m一侧的两个旅游景点,它们到河岸的垂直距离分别是和,,的水平距离是.游客在景点游览完后,乘坐大巴先到河岸上的码头甲处,改乘游轮沿河航行到达码头乙,再乘坐大巴到达景点.请问码头甲,乙建在何处才能使从到的旅游路线最短,并求出最短路线的长.
    【答案】(1)(2)存在,最小值为(3)最短路线长为
    【分析】(1)根据最短路径的作法,找出最短路径,再利用矩形的性质,求出和的距离,最后利用勾股定理即可求出最短路径;
    (2)根据平移的性质可知四边形和均为平行四边形,再利用最短路径作法得出即为最短距离,最后根据等腰直角三角形的性质和勾股定理即可求出答案;
    (3)根据题意画图可知四边形为平行四边形,最后根据勾股定理即可求出答案.
    【详解】解:(1) 如图 (1), 点 是公路上的一点, 假设先把产品运送到点 处, 再转送到 厂, 作点 关于 的 对称点, 连接,, 连接 交于点,
    则 ,,
    当点 与点 重合时, 取得最小值, 为 的长.
    连接, 交于点, 过点 作 于点, 过点 作, 垂足为点,
    则,四边形 是矩形,
    ,,
    又,,
    即最短路线的长是.故答案为:.
    (2) 存在.理由如下,如图 (2), 过点 作直线, 作点 关于直线的对称点, 连接 ,,交直线于点, 过点 作交直线 于点, 连接,,, 则.
    由平移知,.又 ,四边形 是平行四边形,
    ,由平移知,
    又,四边形 是平行四边形,
    当点 与点重合时, 最小, 最小值为 的长.
    过点 作 交 的延长线于点, 则 为等腰直角三角形.
    ,,,
    的最小值为.故答案为:存在,最小值为.
    (3) 如图 (3),设码头乙为点, 码头甲为点, 连接,,
    过点 作, 且, 作点 关于 的对称点, 连接 交于点.
    连接, 则.是平行四边形, ,
    点 ,N重合时,旅游路线最短.
    过点 作直线, 过点 作 于点,
    则 ,,,,
    .故答案为:最短路线长为.
    【点睛】本题考查了轴对称在最短路径问题中的应用,涉及到的知识点有矩形的性质、平行四边形的性质、等腰直角三角形的性质、勾股定理,解题的关键在于如何利用轴对称找到最短路径.
    例2.(2022·四川内江·统考中考真题)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=4,点E、F分别是AB、DC上的动点,EF∥BC,则AF+CE的最小值是 _____.
    【答案】10
    【分析】延长BC到G,使CG=EF,连接FG,证明四边形EFGC是平行四边形,得出CE=FG,得出当点A、F、G三点共线时,AF+CE的值最小,根据勾股定理求出AG即可.
    【详解】解:延长BC到G,使CG=EF,连接FG,
    ∵,EF=CG,∴四边形EFGC是平行四边形,
    ∴CE=FG,∴AF+CE=AF+FG,∴当点A、F、G三点共线时,AF+CE的值最小为AG,
    由勾股定理得,AG===10,∴AF+CE的最小值为10,故答案为:10.
    【点睛】本题主要考查了勾股定理,平行四边形的判定和性质,根据题意作出辅助线,得出当A、F、G三点共线时,AF+CE的值最小,是解题的关键.
    例3.(2022·四川自贡·中考真题)如图,矩形中,,是的中点,线段在边上左右滑动;若,则的最小值为____________.
    【答案】
    【分析】如图,作G关于AB的对称点G',在CD上截取CH=1,然后连接HG'交AB于E,在EB上截取EF=1,此时GE+CF的值最小,可得四边形EFCH是平行四边形,从而得到G'H=EG'+EH=EG+CF,再由勾股定理求出HG'的长,即可求解.
    【详解】解:如图,作G关于AB的对称点G',在CD上截取CH=1,然后连接HG'交AB于E,在EB上截取EF=1,此时GE+CF的值最小,

    ∴G'E=GE,AG=AG',∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,AD=BC=2∴CH∥EF,
    ∵CH=EF=1, ∴四边形EFCH是平行四边形,∴EH=CF,∴G'H=EG'+EH=EG+CF,
    ∵AB=4,BC=AD=2,G为边AD的中点,∴AG=AG'=1 ∴DG′=AD+AG'=2+1=3,DH=4-1=3,
    ∴,即的最小值为.故答案为:
    【点睛】此题主要考查了利用轴对称求最短路径问题,矩形的性质,勾股定理等知识,确定GE+CF最小时E,F位置是解题关键.
    例4.(2023上·江苏盐城·九年级校联考阶段练习)如图,正方形内接于⊙O,线段在对角线上运动,若⊙O的周长为,,则周长的最小值是 .

    【答案】/
    【分析】过点作,令;可推出四边形为平行四边形,有;根据可知当时,周长有最小值.
    【详解】解:过点作,令

    ∵⊙O的周长为,∴⊙O的半径为∴
    ∵且∴四边形为平行四边形
    ∴ 由正方形的对称性可得:∴
    ∴故:当时,周长有最小值
    此时:∴周长的最小值是故答案为:
    【点睛】本题考查了正方形的性质、平行四边形的判定与性质等.推出当时,周长有最小值是解题关键.
    例5.(2023秋·河南南阳·九年级校联考期末)如图,在边长为的正方形中将沿射线平移,得到,连接、.求的最小值为______.
    【答案】
    【分析】将△ABC沿射线CA平移到△AB′C′的位置,连接C′E、AE、DE,证出四边形ABGE和四边形EGCD均为平行四边形,根据平行四边形的性质和平移图形的性质,可得C′E=CE,CG=DE,可得EC+GC=C′E+ED,当点C′、E、D在同一直线时,C′E+ED最小,由勾股定理求出C′D的值即为EC+GC的最小值.
    【详解】如图,将△ABC沿射线CA平移到△AB′C′的位置,连接C′E、AE、DE,
    ∵AB∥GE∥DC且AB=GE=DC,∴四边形ABGE和四边形EGCD均为平行四边形,
    ∴AE∥BG,CG=DE,∴AE⊥CC′,由作图易得,点C与点C′关于AE对称,C′E=CE,
    又∵CG=DE,∴EC+GC=C′E+ED,当点C′、E、D在同一直线时,C′E+ED最小,
    此时,在Rt△C′D′E中,C′B′=4,B′D=4+4=8, C′D=,
    即EC+GC的最小值为,故答案为:.
    【点睛】本题考查正方形的性质、图形的对称性、线段最短和平行四边形的性质与判定,解题的关键是将两条线段的和转化为同一条线段求解.
    例6.(2023·贵州黔东南·统考一模)如图,在菱形中,对角线,的长分别为,,将沿射线的方向平移得到,分别连接,,,则的最小值为______.
    【答案】
    【分析】连接与交于点,延长到,使得,连接,证明,,得,当点、、三点共线时,的值最小,由勾股定理求得便可.
    【详解】解:如图所示,连接与交于点,延长到,使得,连接,
    四边形是菱形,,
    ,由平移性质知,,,,
    ,,
    当点、、三点共线时,的值最小,
    的最小值为:,故答案为:.
    【点睛】本题考查了菱形的性质,平移的性质,勾股定理,熟练掌握菱形的性质是解题的关键.
    模型2.将军过桥(造桥)模型
    【核心思路】去除定量,组合变量(通过几何变换将若干段原本彼此分类的线段组合到一起)。
    【模型解读】
    【单桥模型】已知,如图1将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?
    考虑MN长度恒定,只要求AM+NB最小值即可.问题在于AM、NB彼此分离,所以首先通过平移,使AM与NB连在一起,将AM向下平移使得M、N重合,此时A点落在A’位置(图2 ).
    问题化为求A’N+NB最小值,显然,当共线时,值最小,并得出桥应建的位置(图3).
    图1 图2 图3
    【双桥模型】已知,如图4,将军在图中点A处,现要过两条河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?
    图4 图5 图6
    考虑PQ、MN均为定值,所以路程最短等价于AP+QM+NB最小,对于这彼此分离的三段,可以通过平移使其连接到一起.AP平移至A'Q,NB平移至MB',化AP+QM+NB为A'Q+QM+MB'.(如图5)
    当A'、Q、M、B'共线时,A'Q+QM+MB'取到最小值,再依次确定P、N位置.(如图6)
    【最值原理】两点之间线段最短。
    例1.(2023.浙江八年级期中)同学们已经学过一些平行线的性质,其实平行线的性质还有一些:
    (1)如图1,如果,在a上任取一点P,作PQ⊥b于点Q,则线段PQ的长度叫a,b之间的距离.
    如果在a上再取一点M,作MN⊥b于点N,则线段MN可以看成由线段PQ平移得到,即MN=PQ,这就得到平行线的又一条性质:平行线间的距离处处相等.根据平移还有哪些线段相等 .
    (2)刚在(1)中提到的平行线性质在河上建桥也有广泛的应用:如图2,直线a,b表示一条河的两岸,且. 现在要在这条河上建一座桥.使村庄A经桥过河到村庄B.现在由小明、小红两位同学设计:
    小明:作AD⊥a,交a于点D,交b于点C. 在CD处建桥. 路径是A-C-D-B.
    小红:作AD⊥a,交a,b于点D,点C;把CD平移至BE,连AE,交b于G,作GF⊥a于F. 在FG处建桥.路径是A-G-F-B.
    问:小明、小红谁设计的路径长较短?再用平移等知识说明理由.
    (3)假设新桥就按小红的设计在FG处实施建造了,上游还有一座旧桥,凌晨3点某船从旧桥下到新桥下,到达后立即返回,来回穿梭于两桥之间,船在静水每小时16千米,水流每小时4千米,在当晚23点时有人看见船在离旧桥80千米处行驶求这两桥之间的距离.
    【答案】(1)PM=QN;(2)小红设计的路径较短,理由见解析;(3)200千米或120千米或100千米
    【分析】(1)易得PQ∥MN,所以可得PM=QN;
    (2)根据小明的路径=AC+CD+DB,小红的路径=AE+EB,由平移可知CD=EB,DB=CE,在△ACE中由两边之和大于第三边,可得出结论;
    (3)需要分情况讨论:①船第一次到达新桥后返回距离旧桥80千米;
    ②船第一次返回旧桥,再向新桥行驶,距离旧桥80千米;
    ③船第二次到达新桥后返回距离旧桥80千米;
    ④船第二次返回旧桥,再向新桥行驶,距离旧桥80千米,这一次计算距离为60千米,不符合题意.
    【详解】(1)∵PQ⊥b,MN⊥b,∴PQ∥MN,
    则PM与QN都为线段PQ平移的距离,∴PM=QN
    (2)小红设计的路径较短,理由如下:
    小明的路径=AC+CD+DB,小红的路径=AE+EB,由平移可知CD=EB,DB=CE,在△ACE中AC+CE>AE,所以小红设计的路径短.
    (3)设两桥之间的距离为x千米(x>80),旧桥到新桥为顺水,速度为16+4=20千米/小时,新桥到旧桥为逆水,速度为16-4=12千米/小时,行驶总时长为23-3=20小时.
    ①船第一次到达新桥后返回距离旧桥80千米,由题意得
    解得
    ②船第一次返回旧桥,再向新桥行驶,距离旧桥80千米,由题意得
    解得
    ③船第二次到达新桥后返回距离旧桥80千米,由题意得,
    解得
    ④船第二次返回旧桥,再向新桥行驶,距离旧桥80千米,由题意得,
    解得
    因为船在两桥之间行驶,故此种情况不存在.
    综上,两桥间的距离为200千米或120千米或100千米.
    【点睛】本题考查最短路径设计问题,设计图可作为“造桥模型”记住,第(3)题考查船顺水于逆水航行问题,需要掌握顺水和逆水的速度计算,分类讨论是解题的关键.
    例2.(2023.广东八年级专项训练)如图所示,某条护城河在处角转弯,河宽相同,从处到达处,须经过两座桥(桥宽不计,桥与河垂直),设护城河以及两座桥都是东西、南北走向的,恰当地造桥可使到的路程最短,请确定两座桥的位置.

    【答案】见解析
    【分析】由于含有固定线段“桥”,需要将点向下平移至点,点向右平移至点,构造平行四边形进行求解即可.
    【详解】解:如图所示,将点向下平移至点,使的长等于河宽,将点向右平移至点,使的长等于河宽;连接,与河岸相交于点,;过点作于点D,过点作于点,则,即为两桥的位置.

    【点睛】本题考查了轴对称—最短路径问题,由于有固定的长度的线段,常用的方法通过平移,构造平行四边形,将问题转化为平行四边形的问题解答.
    例3.(2023·广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )
    A.2B.1+3C.3+D.
    【答案】A
    【分析】作BB'垂直于河岸,使BB′等于河宽,连接AB′,与靠近A的河岸相交于M,作MN垂直于另一条河岸,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故MB′=BN;根据“两点之间线段最短”,AB′最短,即AM+BN最短,此时AM+BN=AB′.
    【详解】解:如图,作BB'垂直于河岸,使BB′等于河宽,连接AB′,与靠近A的河岸相交于M,作MN垂直于另一条河岸,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故MB′=BN.
    根据“两点之间线段最短”,AB′最短,即AM+BN最短.
    ∵AB=10千米,BC=1+3+4=8千米,∴在RT△ABC中,,
    在RT△AB′C中,B′C=1+3=4千米,∴AB′=千米;故选A.
    【点睛】本题考查了轴对称—最短路径问题,要利用“两点之间线段最短”,但许多实际问题没这么简单,需要我们将一些线段进行转化,即用与它相等的线段替代,从而转化成两点之间线段最短的问题.目前,往往利用对称性、平行四边形的相关知识进行转化.
    例4.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,中,,,,,;垂足分别为点F和E.点G和H分别是和上的动点,,那么的最小值为______.

    【答案】
    【分析】过点E作交于点I,连接.易求出,,.易证四边形为平行四边形,得出,即说明当最小时,最小.由当点I,H,C三点共线时,最小.结合平行四边形的判定和性质和勾股定理求出,即得出,即可得出答案.
    【详解】解:如图,过点E作交于点I,连接.

    ∵中,,,∴,∴,
    ∴,.∵,,∴.
    ∵,∴四边形为平行四边形,∴.同理可得出.
    ∵,,∴四边形为平行四边形,
    ∴,∴四边形为平行四边形,
    ∴,∴,∴当最小时,最小.
    ∵当点I,H,C三点共线时,最小,∴此时最小,如图,

    ∵,∴.∵∴四边形为平行四边形,∴,,
    ∵,,∴,∴,∴,
    ∴的最小值为. 故答案为:.
    【点睛】本题考查平行四边形的性质和判定,含30度角的直角三角形,勾股定理,平行线的判定,两点之间线段最短等知识.正确作出辅助线,理解当点I,H,C三点共线时,最小,即此时
    最小是解题关键.
    例5.(2023.山东中考二模)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0),经过点A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点.(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;(2)连接AC、BC,N为抛物线上的点且在第四象限,当S△NBC=S△ABC时,求N点的坐标;(3)在(2)问的条件下,过点C作直线l∥x轴,动点P(m,3)在直线l上,动点Q(m,0)在x轴上,连接PM、PQ、NQ,当m为何值时,PM+PQ+QN最小,并求出PM+PQ+QN的最小值.
    【答案】(1)y=-x2+2x+3,顶点M坐标为(1,4);(2)点N坐标为(4,-5);
    (3)当m=时,PM+PQ+QN有最小值,最小值为3+3.
    【分析】(1)将点A、B、C坐标代入解析式,解关于a、b、c的方程组可得函数解析式,配方成顶点式即可得点M坐标;(2)设N(t,-t2+2t+3)(t>0),根据点N、C坐标用含t的代数式表示出直线CN解析式,求得CN与x轴的交点D坐标,即可表示BD的长,根据S△NBC=S△ABC,即S△CDB+S△BDN=AB•OC建立关于t的方程,解之可得;(3)将顶点M(1,4)向下平移3个单位得到点M′(1,1),连接M′N交x轴于点Q,连接PQ,此时M′、Q、N三点共线时,PM+PQ+QN=M′Q+PQ+QN取最小值,由点M′、N坐标求得直线M′N的解析式,即可求得点Q的坐标,据此知m的值,过点N作NE∥x轴交MM′延长线于点E,可得M′E=6、NE=3、M′N=3,即M′Q+QN=3,据此知m=时,PM+PQ+QN的最小值为3+3.
    【详解】(1)解:∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(-1,0),B(3,0),C(0,3),
    ∴,解得:,∴y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,则抛物线的顶点M坐标为(1,4);
    (2)解:∵N是抛物线上第四象限的点,∴设N(t,-t2+2t+3)(t>3),
    又点C(0,3),设直线NC的解析式为y=k1x+b1,
    则,解得:,∴直线NC的解析式为y=(-t+2)x+3,
    设直线CN与x轴交于点D,当y=0时,x=,∴D(,0),BD=3-,

    ∵S△NBC=S△ABC,∴S△CDB+S△BDN=AB•OC,即BD•|yC-yN|= [3-(-1)]×3,
    即×(3-)[3-(-t2+2t+3)]=6,整理,得:t2-3t-4=0,解得:t1=4,t2=-1(舍去),
    当t=4时,-t2+2t+3=-5,∴点N坐标为(4,-5);
    (3)解:将顶点M(1,4)向下平移3个单位得到点M′(1,1),连接M′N交x轴于点Q,连接PQ,
    则MM′=3,∵P(m,3)、Q(m,0),∴PQ⊥x轴,且PQ=OC=3,
    ∴PQ∥MM′,且PQ=MM′,∴四边形MM′QP是平行四边形,∴PM=QM′,
    由作图知当M′、Q、N三点共线时,PM+PQ+QN=M′Q+PQ+QN取最小值,
    设直线M′N的解析式为y=k2x+b2(k2≠0),
    将点M′(1,1)、N(4,-5)代入,得:,解得:,
    ∴直线M′N的解析式为y=-2x+3,当y=0时,x=,∴Q(,0),即m=,
    此时过点N作NE∥x轴交MM′延长线于点E,在Rt△M′EN中,∵M′E=1-(-5)=6,NE=4-1=3,
    ∴M′N=, ∴M′Q+QN=3,∴当m=时,PM+PQ+QN的最小值为3+3.
    【点睛】本题主要考查二次函数的综合问题,解题的关键是熟练掌握待定系数法求函数解析式、平行四边形的判定与性质、勾股定理及根据两点间线段最短得到点P、Q的位置.
    例6.(2023春·湖北武汉·八年级统考期中)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是________.

    【答案】
    【分析】由可知为定长,在、间滑动,故由造桥选址模型进行平移,转化为两点间距离加上定长,再利用特殊角构造直角三角形,使用勾股定理求出两点间距离.
    【详解】作交于点E,在取,连接,延长至点,使,连接,作于点,如下图:

    ,,为等边三角形,,
    ,,四边形为平行四边形,
    同理得四边形与四边形为平行四边形,,,,

    中,,
    中,
    ,的最小值是.
    【点睛】本题考查平移类最短路径,为造桥选址模型,即沿一个方向平移的定长线段两端到两个定点距离和最小,解题时需要理清楚是否含有定长平移线段,且利用平移求出最短路径位置.求解长度时若有特殊角,通常采用构造直角三角形利用勾股定理求解的方法.
    课后专项训练
    1.(2021·四川南充市·中考真题)如图,在矩形ABCD中,,,把边AB沿对角线BD平移,点,分别对应点A,B.给出下列结论:①顺次连接点,,C,D的图形是平行四边形;②点C到它关于直线的对称点的距离为48;③的最大值为15;④的最小值为.其中正确结论的个数是( )
    A.1个B.2个C.3个D.4个
    【答案】D
    【分析】根据平移的性质和平行四边形的判定方法判断①,再利用等积法得出点C到BD的距离,从而对②做出判断,再根据三角形的三边关系判断③,如图,作关于的对称点,交于 连接,过作于 分别交于 证明 是最小值时的位置,再利用勾股定理求解,对④做出判断.
    【详解】解:由平移的性质可得AB//且AB=
    ∵四边形ABCD为矩形∴AB//CD,AB=CD=15∴//CD且=CD
    ∴四边形CD为平行四边形,故①正确
    在矩形ABCD中,BD===25,过A作AM⊥BD,CN⊥BD,则AM=CN
    ∴S△ABD=AB·CD= BD·AM∴AM=CN==12∴点C到的距离为24
    ∴点C到它关于直线的对称点的距离为48∴故②正确
    ∵∴当在一条直线时最大,此时与D重合
    ∴的最大值==15∴故③正确,

    如图,作关于的对称点,交于 连接,过作于 分别交于 则 为的中位线, ,
    由可得,
    此时最小,由②同理可得:
    设 则
    由勾股定理可得:
    整理得: 解得:(负根舍去),
    ∴故④正确故选D.
    【点睛】本题主要考查了平行四边形的判定,矩形的性质以及平移的性质,锐角三角函数的应用等知识点,熟练掌握相关的知识是解题的关键.
    2.(2023安徽中考学二模)如图,菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,点E、F在对角线BD上运动,且EF=2,连接AE、AF,则△AEF周长的最小值是( )
    A.4B.4+C.2+2D.6
    【答案】D
    【分析】作AH∥BD,使得AH=EF=2,连接CH交BD于F,则AE+AF的值最小,进而得出△AEF周长的最小值即可.
    【详解】解:如图作AH∥BD,使得AH=EF=2,连接CH交BD于F,则AE+AF的值最小,即△AEF的周长最小.
    ∵AH=EF,AH∥EF,∴四边形EFHA是平行四边形,∴EA=FH,∵FA=FC,∴AE+AF=FH+CF=CH,
    ∵菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,∴AC=AB=2,
    ∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∵AH∥DB,∴AC⊥AH,∴∠CAH=90°,
    在Rt△CAH中,CH= ∴AE+AF的最小值4,
    ∴△AEF的周长的最小值=4+2=6,故选:D.
    【点睛】本题考查菱形的性质与动点问题最小值,构造辅助线转化相关的线段是解题关键.
    3.(2022·重庆九龙坡·统考一模)如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠ABC=60°,将△ABD沿射线BD方向平移,得到△EFG,连接EC、GC.则EC+GC的最小值为( )
    A.2B.4C.2D.4
    【答案】B
    【分析】连接AE,作点D关于直线AE的对称点H,连接DE,DH,EH,AH,CH.由平移和菱形的性质可证明四边形CDEG为平行四边形,即得出,从而可得出,即CH的长为的最小值.最后根据等边三角形的判定和性质,含30度角的直角三角形的性质与勾股定理求出CH的长即可.
    【详解】如图,连接AE,作点D关于直线AE的对称点H,连接DE,DH,EH,AH,CH.
    由平移的性质可知,.∵四边形ABCD为菱形,
    ∴,,,
    ∴,,∴四边形CDEG为平行四边形,∴.
    由轴对称的性质可知,,,∴,
    ∴,即CH的长为的最小值.
    ∵,,∴四边形为平行四边形,∴,
    ∴,∴,∴为等边三角形,
    ∴,,∴,∴,
    即为顶角是120°,底角为30°的等腰三角形,
    结合含30°角的直角三角形和勾股定理即可求.故选B.
    【点睛】本题考查平移的性质,菱形的性质,平行四边形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,轴对称变换,含30°角的直角三角形的性质以及勾股定理等知识,综合性强,为选择题中的压轴题.正确的作出辅助线是解题关键.
    4.(2023·安徽合肥·合肥寿春中学校考三模)在边长为2的正方形中,点E、F是对角线上的两个动点,且始终保持,连接、,则的最小值为( )
    A.B.3C.D.
    【答案】B
    【分析】过点作使,易得四边形为平行四边形,得到,进而得到,得到三点共线时,有最小值即为的长,利用勾股定理进行求解即可.
    【详解】解:过点作使,则:四边形为平行四边形,

    ∴,∴,∴当三点共线时,有最小值即为的长,
    ∵四边形为正方形,∴,,,
    ∴,,∴,即:的最小值为3.故选B.
    【点睛】本题考查正方形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理.解题的关键是构造平行四边形,进行线段的转化.
    5.(2023·广东·九年级期中)如图,CD是直线x=1上长度固定为1的一条动线段.已知A(﹣1,0),B(0,4),则四边形ABCD周长的最小值为 _________________.
    【答案】
    【分析】在y轴上取点E,使BE=CD=1,则四边形BCDE为平行四边形,根据勾股定理得到AB,作点A关于直线x=1的对称点A',得到A'、E、D三点共线时,AD+DE最小值为A'E的长,根据勾股定理求出A'E,即可得解;
    【详解】解:如图,在y轴上取点E,使BE=CD=1,则四边形BCDE为平行四边形,
    ∵B(0,4),A(﹣1,0),∴OB=4,OA=1,∴OE=3,AB=,
    作点A关于直线x=1的对称点A',∴A'(3,0),AD=A'D,
    ∴AD+DE=A'D+DE,即A'、E、D三点共线时,AD+DE最小值为A'E的长,
    在Rt△A'OE中,由勾股定理得A'E=,
    ∴C四边形ABCD最小值=AB+CD+BC+AD=AB+CD+A'E=+1+5=+6.故答案为:.
    【点睛】本题考查了轴对称最短路线问题、勾股定理、位置与坐标,准确分析作图计算是解题的关键.
    6.(2022·浙江金华·八年级期末)在综合实践课上,小明把边长为2cm的正方形纸片沿着对角线AC剪开,如图l所示.然后固定纸片△ABC,把纸片△ADC沿AC的方向平移得到△A′D′C′,连A′B,D′B,D′C,在平移过程中:(1)四边形A′BCD′的形状始终是 __;(2)A′B+D′B的最小值为 __.
    【答案】 平行四边形 2
    【分析】(1)利用平移的性质证明即可.(2)如图2中,作直线DD′,作点C关于直线DD′的对称点C″,连接D′C″,BC″,过点B作BH⊥CC″于H.求出BC″,证明A′B+BD′=BD′+CD′=BD′+D′C″≥BC″,可得结论.
    【详解】解:(1)如图2中,∵A′D′=BC,A′D′∥BC,
    ∴四边形A′BCD′是平行四边形,故答案为:平行四边形.
    (2)如图2,作直线DD′,作点C关于直线DD′的对称点C″,连接D′C″,BC″,过点B作BH⊥CC″于H.
    ∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=2,∠ABC=90°,∴AC=AB=2,
    ∵BJ⊥AC,∴AJ=JC,∴BJ=AC=,∵∠BJC=∠JCH=∠H=90°,∴四边形BHCJ是矩形,
    ∵BJ=CJ,∴四边形BHCJ是正方形,∴BH=CH=,在Rt△BHC″中,BH=,HC″=3,
    ∴,
    ∵四边形A′BCD′是平行四边形,∴A′B=CD′,∴A′B+BD′=BD′+CD′=BD′+D′C″≥BC″,
    ∴A′B+BD′≥2,∴A′B+D′B的最小值为2,故答案为:2.
    【点睛】本题考查作图-平移变换,轴对称最短问题,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短问题,属于中考常考题型.
    7.(2022下·辽宁沈阳·八年级沈阳市第一二六中学校考阶段练习)如图,在矩形 ABCD 中,AD=BC=3,∠DBC=60°,将△DAB 沿射线 DB方向平移得到△D’A’B’,连接 CD’和 CB’, 则 CD’+CB’的最小值为 .
    【答案】
    【分析】作C点关于BD的对称点C' ,连接 过点作过点C'作,两平行线交于点G,则四边形是平行四边形,当C,G,三点共线时, 的值最小,求出CG的值即可所求.
    【详解】解:如图所示:作C点关于BD的对称点,连接
    过点作过点C'作,两平行线交于点G,
    ∴四边形是平行四边形,
    ∴当三点共线时,的值最小,最小值为CG的长度,
    在中,在中,故答案为:
    【点睛】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称求最短距离的方法,通过构造平行四边形边进行转化,再利用将军饮马问题进行求解是解题的关键.
    8.(2023·山东潍坊·八年级期末)如图,在平面直角坐标系中,已知,,是轴上的一条动线段,且,当取最小值时,点坐标为______.
    【答案】
    【分析】如图把点A向右平移1个单位得到E(1,1),作点E关于x轴的对称点F(1,-1),连接BF,BF与x轴的交点即为点Q,此时AP+PQ+QB的值最小,求出直线BF的解析式,即可解决问题.
    【详解】解:如图把点4向右平移1个单位得到E(1,1),作点E关于x轴的对称点F(1,-1),连接BF,BF与x轴的交点即为点Q,此时4P+PQ+QB的值最小.
    设最小BF的解析式为y=kx+b,则有解得
    ∴直线BF的解析式为y=x-2,令y=0,得到x=2.
    ∴Q(2.0)故答案为(2,0).
    【点睛】本题考查轴对称最短问题、坐标与图形的性质、一次函数的应用等知识,解题的关键是学会利用对称解决最短问题,学会构建一次函数解决交点问题,属于中考常考题型
    9.(2023·四川成都·模拟预测)如图,菱形的边在轴上,顶点坐标为,顶点坐标为,点在轴上,线段轴,且点坐标为,若菱形沿轴左右运动,连接、,则运动过程中,四边形周长的最小值是________.
    【答案】13+
    【分析】由题意可知AD、EF是定值,要使四边形周长的最小,AE+DF的和应是最小的,运用“将军饮马”模型,根据点E关于AD的对称点为O,过点A作AF1∥DF,当O,A,F1三点共线时,AE+DF=OA+AF1=OF1,为所求线段和的最小值,再求四边形周长的最小值.
    【详解】∵点坐标为,点坐标为,∴OC=4,OD=3,
    ∴在Rt△COD中,CD=5,∵四边形是菱形,∴AD=CD=5,
    ∵坐标为,点 在轴上,线段轴,∴EF=8,

    连接OA,过点A作AF1∥DF交EF于点F1,
    则四边形ADFF1是平行四边形,FF1=AD=5,∴EF1=EF-FF1=3,
    ∵点E,O关于AD对称,∴OA=AE,
    当O,A,F1三点共线时,AE+DF=OA+AF1=OF1,为所求线段和的最小值,
    在Rt△OEF1中,OF1=,∴四边形周长的最小值:
    AD+EF+AE+DF= AD+EF+ OF1=5+8+=13+.
    【点睛】本题考查菱形,勾股定理,平移,轴对称,解决问题的关键是熟练掌握菱形的性质,勾股定理解直角三角形,平移图形全等性,轴对称性质.
    10.(2023·重庆·校考三模)如图,在边长为1的菱形ABCD中,,将沿射线BD的方向平移得到,分别连接,,,则的最小值为 .
    【答案】
    【分析】过点C作直线,以直线l为对称轴作点的对称点E,连接CE,,AC,证明,求得,根据三角形三边关系可知当点,C,E共线时,的最小值是.
    【详解】解:如图,过点C作直线,以直线l为对称轴作点的对称点E,连接CE,,AC,
    设AC与BD交于点O,与直线l交于点F,则,,,
    由,,易得,,
    ,由平移的性质可知,,
    ,,,,,
    在中,,,,,
    在中,由三角形的三边关系可得,
    当点,C,E共线时,,即的最小值是,故答案为:.
    【点睛】本题考查了轴对称最短路线问题,菱形的性质,全等三角形的判定与性质,平移的性质,正确的理解题意是解答本题的关键.
    11.(2023.广东省深圳市九年级期中)如图1,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=2,OC=6,∠A=60°,线段EF所在的直线为OD的垂直平分线,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E′关于x轴对称,连接BP、E′M.
    (1)请直接写出点A的坐标为_____,点B的坐标为_____;
    (2)当BP+PM+ME′的长度最小时,请直接写出此时点P的坐标为_____;

    【答案】(1)(﹣2,2),(4,2);(2)(2,);
    【分析】(1)由30°直角三角形的性质求出OD的长,再由平行四边形的性质求出BD的长即可解决问题;
    (2)首先证明四边形OPME′是平行四边形,可得OP=EM,因为PM是定值,推出PB+ME′=OP+PB的值最小时,BP+PM+ME′的长度最小;
    【详解】解:(1)如图1中,
    在Rt△ADO中,∵∠A=60°,∴∠AOD=30°.∵AD=2,∴OD =2,∴A(﹣2,2),
    ∵四边形ABCO是平行四边形,∴AB=OC=6,∴DB=6﹣2=4,∴B(4,2);
    (2)如图1中,连接OP.
    ∵EF垂直平分线段OD,PM⊥OC,∴∠PEO=∠EOM=∠PMO=90°,∴四边形OMPE是矩形,∴PM=OE=.
    ∵OE=OE′,∴PM=OE′,PM∥OE′,∴四边形OPME′是平行四边形,∴OP=EM,
    ∵PM是定值,∴PB+ME′=OP+PB的值最小时,BP+PM+ME′的长度最小,∴当O、P、B共线时,BP+PM+ME′的长度最小.∵直线OB的解析式为y=x,∴P(2,).故答案为(2,).
    【点睛】本题考查了四边形综合题、平行四边形的性质、等腰三角形的判定和性质、最短问题等知识,解题的关键是学会利用两点之间线段最短,解决最短问题.
    12.(成都市2022-2023学年八年级期末)如图,在平面直角坐标系中有,两点.将直线:向上平移个单位长度得到直线,点在直线上,过点作直线的垂线,垂足为点,连接,,,则折线的长的最小值为 .
    【答案】
    【分析】先证四边形是平行四边形,可得,则,即当点,点,点三点共线时,有最小值为的长,即有最小值,即可求解.
    【详解】解:如图,将点沿轴向下平移个单位得到,以为斜边,作等腰直角三角形,则点,连接,
    是等腰直角三角形,,,
    将直线:向上平移个单位长度得到直线,,,
    ,,,
    ,,,四边形是平行四边形,
    ,,
    当点,点,点三点共线时,有最小值为的长,即有最小值,
    点,点,,
    折线的长的最小值为,故答案为:.
    【点睛】本题考查了轴对称最短路线问题,平行四边形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,一次函数的应用,添加恰当辅助线构造平行四边形是解题的关键.
    13.(广西2021年中考数学真题)如图,已知点,,两点,在抛物线上,向左或向右平移抛物线后,,的对应点分别为,,当四边形的周长最小时,抛物线的解析式为 .
    【答案】.
    【分析】先通过平移和轴对称得到当B、E、三点共线时,的值最小,再通过设直线的解析式并将三点坐标代入,当时,求出a的值,最后将四边形周长与时的周长进行比较,确定a的最终取值,即可得到平移后的抛物线的解析式.
    【详解】解:∵,,,,
    ∴,,由平移的性质可知:,
    ∴四边形的周长为;
    要使其周长最小,则应使的值最小;
    设抛物线平移了a个单位,当a>0时,抛物线向右平移,当a<0时,抛物线向左平移;
    ∴,,将向左平移2个单位得到,则由平移的性质可知:,
    将关于x轴的对称点记为点E,则,由轴对称性质可知,,
    ∴,当B、E、三点共线时,的值最小,
    设直线的解析式为:,∴,
    当时,∴∴,
    将E点坐标代入解析式可得:,解得:,
    此时,
    此时四边形的周长为;
    当时,,,,,
    此时四边形的周长为:;
    ∵,∴当时,其周长最小,
    所以抛物线向右平移了个单位,所以其解析式为:;故答案为:.
    【点睛】本题综合考查了平移、轴对称、一次函数的应用、勾股定理、抛物线的解析式等内容,解决本题的关键是理解并确定什么情况下该四边形的周长最短,本题所需综合性思维较强,对学生的综合分析和计算能力要求都较高,本题蕴含了数形结合与分类讨论的思想方法等.
    14.(2023上·陕西西安·九年级校考阶段练习)(1)问题提出如图①,在中,,点D,E分别是的中点.若点M,N分别是和上的动点,则的最小值是______.
    (2)问题探究:如图②,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥(与河床垂直),桥造在何处,才能使从A到B的路径最短.博琳小组针对该问题展开讨论,小旭同学认为:过A作河岸的垂线,使,为河宽,连接,与河的一岸交于点N,此时在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.你认为小旭的说法正确吗?请说明理由.(3)问题解决:如图③,在矩形中,.E、F分别在上,且满足,.若边长为10的正方形在线段上运动,连接,当取值最小时,求的长.

    【答案】(1)3;(2)小旭的说法正确,理由见解析;(3)38或14
    【分析】(1)连接,过点A作于点F,根据两点之间线段最短,可得当时,最短,此时点N与点F重合,即的最小值为的长,再根据直角三角形的性质,即可求解;
    (2)根据题意可得四边形为平行四边形,从而得到,再根据“两点之间线段最短”,当点,N,B三点共线时,最短,即可求解;
    (3)过点N分别作,分别交于点H,G,连接交于点T,过点G作于点X,则,,证明四边形,四边形都是平行四边形, 可得,从而得到当点H,T,G三点共线时,的值最小,此时点N与点T重合,然后证明,可得,可求得的长;过点Q分别作,分别交于点K,L,连接交于点S,当点K,S,L三点共线时,的值最小,此时点N与点S重合,同理可求出的长,即可求解.
    【详解】解:(1)如图,连接,过点A作于点F,∴,

    当时,最短,此时点N与点F重合,即的最小值为的长,
    ∵,∴,∴,
    ∴的最小值为3;故答案为:3
    (2)解:小旭的说法正确,理由如下:根据题意得:,,
    ∴四边形为平行四边形,∴,
    根据“两点之间线段最短”,当点,N,B三点共线时,最短,
    ∵为河宽,∴在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.
    (3)如图,过点N分别作,分别交于点H,G,连接交于点T,过点G作于点X,则,,

    根据题意得:,,
    ∴四边形,四边形都是平行四边形,
    ∴,∴,
    即当点H,T,G三点共线时,的值最小,此时点N与点T重合,
    ∵,∴,,,
    ∵,∴,∴,∴,解得:,
    ∴;
    如图,过点Q分别作,分别交于点K,L,连接交于点S,当点K,S,L三点共线时,的值最小,此时点N与点S重合,同理;
    综上所述,当取值最小时,的长为38或14.
    【点睛】本题主要考查了直角三角形的性质,平行四边形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,两点之间,线段最短,熟练掌握直角三角形的性质,平行四边形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,利用类比思想解答是解题的关键.
    15.(2023.广安九年级月考)如图,抛物线,经过点,,三点.求抛物线的解析式及顶点M的坐标;连接AC、MB,P为线段MB上的一个动点(不与点M、B重合),过点P作x轴的垂线PQ,若OQ=a,四边形ACPQ的面积为s,求a为何值时,面积s最大;
    点N是抛物线上第四象限的一个定点,坐标为 ,过点C作直线轴,动点在直线l上,动点在x轴上,连接PM、PQ、NQ,当m为何值时,的和最小,并求出和的最小值.
    【答案】(1);M(1,4)
    (2)当,面积最大,最大为.
    (3)
    【分析】(1)抛物线过,,可求得解析式;
    (2)将用含的代数式表示,并配方成顶点式求出最大值;
    (3)根据选址造桥模型,将顶点向下平移三个单位得,当 在同一条直线上时,取得最小值.
    【详解】(1)∵抛物线经过点,,,
    ∴ 解得 ∴=,顶点M的坐标为(1,4)
    (2)连接AC、MB,P为线段MB上的一个动点(不与点M、B重合),过点P作x轴的垂线PQ.设P点的坐标为 ,如图所示.
    ∵P在直线MB上,,,设直线MB为
    解得 直线MB的解析式为,P点坐标为
    ∵,,, ∴,,

    整理
    ∴即当,面积最大,最大为.
    (3)将顶点向下平移三个单位得 ,连接 交轴于点,连接.如图所示,则.
    ∵,∴轴,且
    ∴,四边形为平行四边形
    ∴,有图知三点共线时,取最小值.
    设直线的解析式为,将点,N
    求得直线的解析式为,当时,,即,即,
    此时过点作轴交延长线与点,
    在中,,,
    ∴,∴,即,
    ∴当时,的最小值为.
    【点睛】本题考查二次函数的综合问题,求最大值将函数用顶点式表示,其中第三问根据选址造桥模型确定M对应点的位置,当 在同一条直线上时,取得最小值.进而求解.
    16.(2023·陕西咸阳·校考一模)【问题提出】(1)如图1,点A、B在直线l的同侧,点A到直线l的距离,点B到直线l的距离,A、B两点的水平距离,点P是直线l上的一个动点,则的最小值是________;
    【问题探究】(2)如图2,在矩形中,,,G是的中点,线段在边上左右滑动,若,求的最小值;
    【问题解决】(3)如图3,某公园有一块形状为四边形的空地,管理人员规划修两条小路和(小路的宽度忽略不计,两条小路交于点P),并在和上分别选取点M、N,沿、和修建地下水管,为了节约成本,要使得线段、与之和最小.
    已测出,,,,,管理人员的想法能否实现,若能,请求出的最小值,若不能,请说明理由.

    【答案】(1)10;(2);(3)能实现,最小值为.
    【分析】(1)作点A关于直线l的对称点,连接交直线l于P,则的值最小,且的最小值,根据矩形的性质得到,,根据勾股定理即可得到结论;
    (2)如图,作G关于的对称点,在上截取,连接,,,则,根据平行四边形的性质得到,根据三角形的三边关系得到,根据勾股定理即可得到结论;
    (3)作点P关于、的对称点E、F,连接,分别交、于点O、H,则,,连接,与、的交点即为点M、N的位置,连接,,此时,,的长就是的最小值,过点E作交的延长线于点G,根据勾股定理即可得到结论.
    【详解】.解:(1)如图,作点A关于直线l的对称点,连接交直线l于P,则的值最小,且的最小值,过作于E,则,,

    ∴,∴即的最小值是10;
    (2)如图,作G关于的对称点,在上截取,
    连接,,,则,

    ,,四边形是平行四边形,,
    ,,,G为的中点,
    ,,由勾股定理得,
    ,即的最小值为:;
    (3)管理人员的想法能实现,
    作点P关于、的对称点E、F,连接,分别交、于点O、H, ,,连接,与、的交点即为点M、N的位置,连接,,此时,,的长就是的最小值,过点E作交的延长线于点G,

    ,,,,,,
    ,,,,
    ,,,
    ,,,,
    ,,,.
    在中,,的最小值为.
    【点睛】本题是四边形的综合题,考查了轴对称-最短路线问题及矩形的性质,根据题意作出辅助线,构造出直角三角形是解答此题的关键.
    17.(2023上·重庆万州·九年级校考期中)如图,直线的图象与轴和轴分别交于点和点,的垂直平分线与轴交于点,与交于点,连接.(1)如图1,求的长;(2)如图2,若点是射线上的动点,点和点是轴上的两个动点,且,当的面积为时,求的最小值。
    【答案】(1)(2)的最小值为
    (3)存在以为顶点的四边形是菱形,所有满足条件的点的坐标为或或
    【分析】(1)根据一次函数与坐标轴的交点的方法,令,,即可求解;(2)根据题意可求出的面积,再根据的面积为时,可求出点的坐标,根据“造桥求最短路径的方法”即可求解;
    【详解】(1)解:∵直线的图象与轴和轴分别交于点和点,
    ∴令,则;令,则;∴,,∴,
    ∵是的垂直平分线,∴,设,则,
    ∴在中,,∴,
    解得,,即,∴.
    (2)解:已知,,是的垂直平分线,
    ∴,即,且,∴,
    ∵,,设所在直线的解析式为,
    ∴,解得,,∴所在直线的解析式为,
    ∵点在直线的图象上,∴设,∴,
    ∴,∴,整理得,,
    解得,,,∴,,
    ∵点是射线上的动点,,∴舍去,∴点的坐标为,
    ∴当时,如图所示,作点关于轴对称的点,将线段向上平移至点与点重合,即,此时点三点共线,即四边形是平行四边形,则,此时的值最小,
    ∴,∵,∴,
    如上所示,过点作轴于点,过点作轴于点,且,
    ∴,则,,
    ∴在中,,则,
    ∴的值最小为.
    【点睛】本题主要考查一次函数与几何图形的综合,掌握一次函数与坐标轴交点的计算方法,对称最段路径的计算方法,菱形的判定和性质,全等三角形的判定和性质等知识的综合运用是解题的关键.
    18.(2023·江苏南京·模拟预测)【模型介绍】
    古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸同侧的两个军营.他总是先去营,再到河边饮马,之后,再巡查营.如图①,他时常想,怎么走才能使每天走的路程之和最短呢?大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.如图②,作点关于直线的对称点,连结与直线交于点,连接,则的和最小.请你在下列的阅读、理解、应用的过程中,完成解答.理由:如图③,在直线上另取任一点,连结,,,∵直线是点,的对称轴,点,在上,
    (1)∴__________,_________,∴____________.在中,∵,∴,即最小.
    【归纳总结】在解决上述问题的过程中,我们利用轴对称变换,把点在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即转化为“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中点为与的交点,即,,三点共线).由此,可拓展为“求定直线上一动点与直线同侧两定点的距离和的最小值”问题的数学模型.
    【模型应用】(2)如图④,正方形的边长为4,为的中点,是上一动点.求的最小值.
    解析:解决这个问题,可借助上面的模型,由正方形对称性可知,点与关于直线对称,连结交于点,则的最小值就是线段的长度,则的最小值是__________.

    (3)如图⑤,圆柱形玻璃杯,高为,底面周长为,在杯内离杯底的点处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在外壁,离杯上沿与蜂蜜相对的点处,则蚂蚁到达蜂的最短路程为_____.
    (4)如图⑥,在边长为2的菱形中,,将沿射线的方向平移,得到,分别连接,,,则的最小值为____________.
    【答案】(1),,;(2);(3)17;(4)
    【分析】(1)根据对称性即可求解;
    (2)根据正方形的对称性知B关于AC的对称点是D,连接ED,则ED是的最小值;
    (3)先将玻璃杯展开,再根据勾股定理求解即可;
    (4)分析知:当与垂直时,值最小,再根据特殊角计算长度即可;
    【详解】解:(1)根据对称性知:,
    故答案为:,,;
    (2)根据正方形的对称性知B关于AC的对称点是D,连接ED ∴ED是的最小值
    又∵正方形的边长为4,E是AB中点∴ ∴的最小值是;
    (3)由图可知:蚂蚁到达蜂的最短路程为 的长度:
    ∵ ∴

    (4)∵在边长为2的菱形ABCD中,,将沿射线的方向平移,得到
    ∴ 当与垂直时,值最小
    ∵ ∴四边形是矩形,
    ∴ ∴
    【点睛】本题考查“将军饮马”知识迁移,掌握“将军饮马”所遵循的数学原理,判断出最小是解题关键.
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