求三角形周長的最小值即求三角形三邊長的最小值,三邊中可能有一條邊的長度保持不變,兩條邊的長度改變,也有可能三條邊的長度都發生變化。求線段之和的最小值,一般可以轉化為將軍飲馬模型,通過作對稱點結合勾股定理、等面積法等相關知識點進行解題。
01類型一、兩定一動問題
例題1:如圖,Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,點D在BC上,BD=2CD,過D點作BC的垂線交AB於點E,BE=6cm,F為線段AC上一動點,則△DEF的周長最小值是多少?
分析:由直角三角形中,30°所對的直角邊等於斜邊的一半可以得到線段DE的長度。那麼求△DEF的最小值可以轉化為求線段FE+FD的最小值,點D、E為頂點,點F為動點,是將軍飲馬模型中典型的兩定一動問題。作點D關於直線AC的對稱點H,連接EH交AC於F,此時FE+FD的值最小,即△DEF的周長最小.求出DE、EH的長即可解決問題。
本題解題的關鍵是學會利用對稱解決最短問題,涉及到的知識點有:勾股定理、軸對稱、直角三角形的性質等。
02類型二:兩動一定問題
例題2:已知等邊△ABC的邊長為3,點D為BC邊上一點,且BD=1,E、F分別為邊CA、AB上的點(不包括端點),則△DEF周長的最小值是多少?
分析:由BD=1可知,點D為定點,點E、F為動點。要求△DEF周長的最小值,即求DE+EF+DF的最小值,是典型的將軍飲馬模型中的兩動一定問題,作點D關於AB的對稱點M,關於AC的對稱點N,連接MN,交AB於F,交AC於E,此時DE+DF+EF=EN+MF+EF=MN,根據兩點之間線段最短,即可證得MN是△DEF周長的最小值,然後通過解直角三角形和應用勾股定理即可求得結果。
03類型三:三動問題
例題3:如圖,已知△ABC的面積為10,BC=5,∠A=30°,點D,E,F分別是邊AB、BC、AC上的動點,求△DEF周長的最小值.
分析:如圖,作E關於AB的對稱點,作E關於AC的對稱點N,連接AE,MN,MN交AB於D,交AC於F,作AH⊥BC於H,CK⊥AB於K.由對稱性可知:DE=DM,FE=FN,AE=AM=AN,推出△DEF的周長DE+EF+FD=DM+DF+FN,推出當點E固定時,此時△DEF的周長最小,再證明△MNA是等邊三角形,推出MN=AE,推出當AE的值最小時,MN的值最小,求出AE的最小值即可解決問題。
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