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阅读材料:“最值问题”是数学中的一类较具挑战性的问题.其实,数学史上也有不少相关的故事,如下即为其中较为经典的一则:海伦是古希腊精通数学、物理的学者,相传有位将军曾向
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阅读材料:“最值问题”是数学中的一类较具挑战性的问题.其实,数学史上也有不少相关的故事,如下即为其中较为经典的一则:海伦是古希腊精通数学、物理的学者,相传有位将军曾向他请教一个问题--如图1,从A点出发,到笔直的河岸l去饮马,然后再去B地,走什么样的路线最短呢?海伦轻松地给出了答案:作点A关于直线l的对称点A′,连接A′B交l于点P,则PA+PB=A′B 的值最小.
解答问题:
(1)如图2,正方形ABCD的面积为16,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD内,在对角线BD上有一点P,使PC+PE的和最小,则这个最小值为___.
(2)如图3:菱形ABCD中,AB=2,∠B=120°,E是AB的中点,P是对角线AC上的一个动点,则PE+PB的最小值为___.
(3)如图4,已知菱形ABCD的边长为6,∠DAB=60°.将此菱形放置于平面直角坐标系中,各顶点恰好在坐标轴上.现有一动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度,沿A→C的方向,向点C运动.当到达点C后,立即以相同的速度返回,返回途中,当运动到x轴上某一点M时,立即以每秒1个单位的速度,沿M→B的方向,向点B运动.当到达点B时,整个运动停止.为使点P能在最短的时间内到达点B处,则点M的坐标是什么?
解答问题:
(1)如图2,正方形ABCD的面积为16,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD内,在对角线BD上有一点P,使PC+PE的和最小,则这个最小值为___.
(2)如图3:菱形ABCD中,AB=2,∠B=120°,E是AB的中点,P是对角线AC上的一个动点,则PE+PB的最小值为___.
(3)如图4,已知菱形ABCD的边长为6,∠DAB=60°.将此菱形放置于平面直角坐标系中,各顶点恰好在坐标轴上.现有一动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度,沿A→C的方向,向点C运动.当到达点C后,立即以相同的速度返回,返回途中,当运动到x轴上某一点M时,立即以每秒1个单位的速度,沿M→B的方向,向点B运动.当到达点B时,整个运动停止.为使点P能在最短的时间内到达点B处,则点M的坐标是什么?
▼优质解答
答案和解析
(1)如图1,
根据正方形的性质可知,
点C关于BD的对称点为点A,
∴PC+PE的和最小值为AE,
∵正方形ABCD的面积为16,
∴AB=4,
∵△ABE是等边三角形,
∴AE=4,
∴PC+PE的和最小值为4;
故答案为4;
(2)如图2
根据菱形的性质可知,
点B关于AC的对称点为点D,
∴DE为PB+PE的最小值,
∵∠B=120°,
∴∠BAD=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∵E是AB的中点,所以DE⊥AB,
∵AB=2,∴AE=
,
∴PB+PE的最小值是
;
故答案为
(3)使点P能在最短的时间内到达点B处,
∴当PB⊥AB时,符合题意,
∵∠DAB=60°,
∴∠BAC=30°,又AB=6,
∴BM=2
,
∵∠OBM=30°,BM=2
,
∴OM=
,
∴点M的坐标为(
,0).
根据正方形的性质可知,
点C关于BD的对称点为点A,
∴PC+PE的和最小值为AE,
∵正方形ABCD的面积为16,
∴AB=4,
∵△ABE是等边三角形,
∴AE=4,
∴PC+PE的和最小值为4;
故答案为4;
(2)如图2
根据菱形的性质可知,
点B关于AC的对称点为点D,
∴DE为PB+PE的最小值,
∵∠B=120°,
∴∠BAD=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∵E是AB的中点,所以DE⊥AB,
∵AB=2,∴AE=
3 |
∴PB+PE的最小值是
3 |
故答案为
3 |
(3)使点P能在最短的时间内到达点B处,
∴当PB⊥AB时,符合题意,
∵∠DAB=60°,
∴∠BAC=30°,又AB=6,
∴BM=2
3 |
∵∠OBM=30°,BM=2
3 |
∴OM=
3 |
∴点M的坐标为(
3 |
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